При поступлении автомобилей в капитальный ремонт большое количество их деталей в результате износа, усталости материала, механических и коррозионных повреждений теряет работоспособность. Однако лишь некоторые из этих деталей, наиболее простые и недорогие в изготовлении, утрачивают работоспособность полностью и требуют замены. Большинство деталей имеет остаточный ресурс и может быть использовано повторно по проведения сравнительно небольшого объема работ по их в становлению.

Восстановление деталей имеет большое народнохозяйственное значение. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления. Затраты на восстановление деталей, даже в условиях современных авторемонтных предприятий, составляют в зависимости от конструктивных особенное и степени изношенности деталей от 10 до 50% от стоимости новых деталей. При этом чем сложнее деталь и, следовательно, чем дороже она в изготовлении, тем ниже затраты на ее восстановление.

Экономическая эффективность восстановления деталей по сравнению с их изготовлением объясняется рядом причин. При восстановлении деталей значительно сокращаются расходы на материалы и полностью исключаются затраты, связанные с получением заготовок. По данным проф. М.А. Масино, расходы на материалы и получение заготовок при изготовлении деталей на автостроительных предприятиях составляют 70-75%, от их себестоимости, а при восстановлении деталей они колеблются в пределах 1-12% в зависимости от способа восстановления.

При восстановлении деталей сокращаются также расходы, связанные с обработкой деталей, так как при этом обрабатываются не все поверхности деталей, а лишь те, которые имеют дефекты.

Восстановление деталей является одним из основных источников повышения экономической эффективности авторемонтного производства. Известно, что основной статьей расходов, из которых складывается себестоимость капитального ремонта автомобилей, являются расходы на приобретение запасных частей. Эти расходы в настоящее время составляют 40-60% от себестоимости капитального ремонта автомобиля.

Их можно значительно сократить за счет расширения восстановления деталей.

Значение восстановления деталей состоит также в том, что оно позволяет уменьшить потребности народного хозяйства в производстве новых запасных частей.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса восстановления вала первичного коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130) с применением прогрессивных форм и методов организации авторемонтного производства, что обеспечит повышение качества и снижение затрат при КР.

1. Обоснование размера производственной партии

В стадии проектирования технологических процессов величину (Х) производственной партии деталей можно определить ориентировочно по следующей формуле:

(1)

где: – производственная программа изделий в год. Из задания на курсовое проектирование производственная программа АРП составляет 6000 автомашин в год;

– число деталей в изделии, n=1;

– необходимый запас деталей в днях для обеспечения непрерывности сборки. Принимаем t=5 дней, как для средних деталей, хранение которых возможно на многоярусных стеллажах.

– число рабочих дней в году.

Определяем величину производственной партии:

Принимаем Х=120 ед.

2. Разработка технологического процесса

2.1 Характеристика детали и условий ее работы

Вал первичный коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130) относится к классу деталей «круглые стержни с фасонной поверхностью». Изготавливают его из стали 25ХГМ и цементирован на глубину 0,5-0,7 мм. После термической обработки получается твердость поверхностного слоя HRC60…65 и твердость сердцевины HRC35…45.

При механической обработке вала установочными базами в основном служат центровые отверстия и реже наружные цилиндрические поверхности. Шероховатость зубьев шестерни и поверхности отверстия под роликовый подшипник должна соответствовать Rа=0,32÷0,25 мкм, остальные поверхности – Rа = 1,25÷1,0 мкм.

Первичный вал коробки передач ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130) работает в условиях контактных нагрузок в сопровождении изгибающих усилий. Разрушительными факторами являются контактные нагрузки, изгиб и трение.

2.2 Выбор способов восстановления детали

В задании на курсовое проектирование даны следующие дефекты вала первичного коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130):

1. Износ шлицев по толщине.

2. Износ отверстия под роликовый подшипник.

3. Износ шейки под передний подшипник.

Возможные способы устранения:

по дефекту 1: — наплавить

по дефекту 2: — поставить дополнительную втулку.

по дефекту 3: — железнить;

— восстановить вибродуговой наплавкой.

При анализе способов устранения каждого дефекта выявлены три способа, пригодных для устранения этих дефектов: по дефекту 1 –наплавка под слоем флюса, по дефекту 2 – поставить дополнительную втулку и по дефекту 3 – хромировать.

2.3 Схема технологического процесса

Таблица 2.1 − Схема технологического процесса восстановительного ремонта вала первичной коробки передач

Калибр НЕ 5,70 мм.

микрометр МК (ГОСТ 6507-60) с пределами измерений 0-25мм

Установить вал первичный в центра переоборудованного токарно-винторезного станка

Заплавить 10 шлицевых канавок шлицевого конца с перекрытием на наружную поверхность под слоем флюса до Д = 45 мм на длине 110 мм

Измерить шлицевой конец штангенциркулем ШЦ-1-125-0,1

Операция 016 шлифовальная. Шлифовать шейку под перед. подшипник

Таблица 3.2 − Описание операции 016 шлифовальная

Установить вал первичный в центра.

Шлифовать шейку под передний подшипник с Д=24,95 до d=24,85 на длине l =25

Измерить шейку под передний подшипник микрометром МК с пределами измерений 0-25 мм, калибр — скобой НЕ 25Х

3.3 Определение пропусков на обработку

I. Определяем припуски на шлифование при хромировании передней шейки под подшипник вала первичного коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130).

Номинальный диаметр D_ном =,

Принимаем к расчету d_ном = 24,985

Ремонт требуется при диаметре шейки менее Д_доп = 24,96.

Предполагаем, диаметр изношенной передней шейки под подшипник d_износ =24,95. Перед хромированием деталь шлифуют «как чисто» для устранения следов износа и придания правильной геометрической формы.

Припуск на шлифование (на диаметр) 2∙б₁ =0,1

С учетом шлифования «как чисто» диаметр передней шейки составит:

(2)

Для восстановления передней шейки под подшипник следует нанести слой металла (хромированием) такой толщины, чтобы после обработки обеспечить размеры и шероховатость по рабочему чертежу, выполнить предварительную и окончательную обработки.

Определяем припуск на шлифование после хромирования.

Предварительное: 2б₂ =0,050 ([Л-6], табл. 11)

Окончательное: 2б₃ =0,034 ([Л-6], табл. 11)

Таким образом, максимальный диаметр передней шейки под подшипник вала первичного должен быть:

Следовательно, толщина гальванического покрытия должна быть не менее:

1. Шлифование до хромирования «как чисто»: припуск б₁ =0,050 (на сторону)

2. Толщина хромирования: припуск Н=0,110

3. Шлифование после хромирования:

– предварительное: припуск б₂ =0,025

– окончательное: припуск б₃ =0,017

3.4 Расчет режимов обработки и норм времени

Операция 03 наплавочная

Определим штучное время на заплавку шлицев наплавкой под слоем флюса вала первичного коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130). Длина шлицевой шейки l = 110; число шлицевых канавок – 10.

1) Исходные данные:

1.1 Деталь – вал первичный коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130), заплавка шлицевых впадин. Длина шлицевого конца l = 110.

1.2 Материал – сталь 25ХГМ.

1.4 Масса детали – не более 10 кг.

1.5 Электродная проволока – стальная Нп-30ХГСА Æ1,6 мм, плотность 7,8 г/см 3 .

1.6 Оборудование – переоборудованный токарно-винторезный станок 1К62; выпрямитель ВСА-600/300; наплавочная головка А-409.

1.7 Установка детали – в центрах, без выверки.

1.8 Положение шва – горизонтальный.

2) Содержание операции:

— Установить деталь на переоборудованный токарный станок

— Заплавить шлицевые канавки

3) Основное время наплавки шлиц продольным способом рассчитывается по формуле:

Где: L – длина наплавки, мм;

– количество слоев наплавки. Диаметр наплавочной проволоки в 1,6 мм обеспечивает толщину наплавляемого слоя в 1 мм. Глубина шлицевых впадин составляет более 6,5 мм, тогда количество слоев наплавки принимаю =7;

V н – скорость наплавки, м/мин.

При наплавке шлиц продольным способом

Где:l – длина шлицевой шейки, мм,

n – число шлицевых впадин.

L = 110∙10 = 1100 мм.= 1,1 м

4) Определение скорости наплавки:

— диаметр электродной проволоки d = 1,6мм;

— плотность тока принимаю Dа = 92 А/мм 2 [Л-1]

— сила сварочного тока I = 0,785∙d 2 ∙Dа = 0,785∙1,6 2 ∙92 = 185 А,

— коэффициент наплавки α_Н = 11 г/А∙ч, [Л-1]

— масса расплавленного металла

— объем расплавленного металла

,

Где γ – плотность расплавленного металла (сталь – 7,8)

— скорость подачи электродной проволоки

— подача (шаг наплавки) S = (1,2-2,0)d = 1,5∙1,6=2,4 мм.

Где t – толщина наплавляемого слоя, в зависимости от диаметра электродной проволоки, мм. t = 1 мм для проволоки диаметром 1,6 мм.

Таким образом, основное время наплавки шлицев под флюсом составит:

Вспомогательное время рассчитывается по формуле:

где: – вспомогательное время, связанное с изделием, на установку и снятие детали, мин., =0,8 мин, ([Л-10], табл. 6);

– вспомогательное время, связанное с переходом. Для подфлюсовой наплавки – 1,4 мин на 1 погонный метр шва, мин, =1,4∙1,1=1,54 мин. [Л-1];

– вспомогательное время на один поворот детали (при подфлюсовой продольной шлицевой наплавке) сварочной головки – 0,46 мин. Т.к. шлицевых впадин 10 то =0,46∙10 = 4,6 мин, [Л-1].

Вспомогательное время составит:

Где: n – процент дополнительного времени, n=14%, [Л-1, С. 58].

Дополнительное время составит:

Штучное время определяется по формуле:

Таким образом штучное время составит:

Операция 016 шлифовальная

Определим штучное время на шлифование шейки под передний подшипник вала первичного коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130) после хромирования. Диаметр до обработки 25,069 мм, после обработки 24,985 мм, длина шейки 25 мм.

1) Исходные данные:

Деталь – вал первичный коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130), шейка под передний подшипник Д=25,069, d=24,985, l = 25.

Материал – сталь 25ХГМ.

Твердость – HRC 60…65.

Масса детали – не более 10 кг.

Оборудование – круглошлифовальный станок 3Б151.

Режущий инструмент – Шлифовальный круг ПП 100×20×32 ЭК36-60 СМ1.

Установка детали – в центрах, без выверки.

Условия обработки – с охлаждением.

Вид шлифования – круглое наружное с выходом шлифовального круга в одну сторону.

2) Содержание операции:

2.1) Установить деталь

2.2) Шлифовать шейку.

2.3) Измерить шейку

2.4) Снять деталь.

3.1) Основное время рассчитывается по формуле:

где: – длина выхода стола, при шлифовании с выходом шлифовального круга в одну сторону ;

l – длина обрабатываемой поверхности, мм;

В – ширина (высота) шлифовального круга, мм;

z – припуск на обработку на сторону, мм;

– частота вращения обрабатываемого изделия, об/мин.

– продольная подача, мм/об, = (0,2-0,3)∙В= 0,3∙20=6 мм/об;

– глубина шлифования (поперечная подача), = 0,005-0,010 (Л-3, с. 119, табл. 86). Принимаю по паспорту станка = 0,075 мм/ход стола, (Л-1, Приложения);

К – коэффициент, учитывающий износ круга и точность шлифования. При черновом шлифовании К= 1,1-1,4, принимаю К=1,2; при чистовом – К = 1,5-1,8. Принимаю К = 1,7.

Ход стола составит:

Частота вращения детали рассчитывается по формуле:

– скорость изделия, м/мин, (Л-3, с. 119, табл. 86);

Д – диаметр обрабатываемой детали, мм.

Частота вращения детали составит:

По паспорту станка = 260 об/мин (Л-1, стр. 117, Приложения)

Тогда основное время на обработку детали составит:

Таким образом общее основное время на шлифование шейки под передний подшипник составит:

3.2) Вспомогательное время:

= 0,6 мин – время на установку и снятие детали

=1,00+0,55=1,55 мин – время, связанное с проходом

3.3) Дополнительное время

Где К = 9% (Л-10, с.47, табл. 7)

3.4) Штучное время

4. Графическая часть

4.1 Назначение участка

Слесарно-механический участок предназначен для ремонта деталей слесарно-механической обработкой, кроме базовых деталей и агрегатов, а также изготовления некоторых деталей нетоварной номенклатуры (дополнительных ремонтных, простых осей, валов).

4.2 Краткий технологический процесс на участке

Детали поступают на участок партиями согласно техническим маршрутам со склада деталей, ожидающих ремонта, или с других производственных участков (сварочно-термического, кузнечно-рессорного, ремонта деталей двигателей и др.).

После выполнения слесарных и механических работ детали партиями поступают на другие участки (сварочно-термический, гальванический и другие участки).

Для выполнения завершающих работ некоторые детали опять возвращают на слесарно-механический участок. Отремонтированные или вновь изготовленные детали поступают на участок комплектования.

4.3 Выбор исходных данных

Годовая производственная программа – 6000 капитальных ремонтов автомобилей ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130).

Режим работы предприятия – 253 дней в году по 8 часов в 1 смену.

4.4 Расчет годовой трудоёмкости работ на участке

Годовой объем работ рассчитывается по формуле:

где t – трудоемкость на единицу продукции, чел.-ч.;

n – число одноименных деталей в изделии, шт. n = 1;

N – годовая программа. N= 6000 автомашин в год;

К_мр – маршрутный коэффициент ремонта. К_мр = 1,04.

Норма трудоёмкости для заданных условий рассчитывается по формуле:

t_э – норма трудоёмкости капитального ремонта автомобиля (агрегата) при эталонных условиях, чел.-ч. t_э = 1,88+1,13=3,01 чел.-ч. (механические + слесарные работы);

К₁ – коэффициент коррекции трудоёмкости, учитывающий величину годовой производственной программы;

Коэффициент К₁ определим по таблице 36.5, Л-2 методом интерполирования по следующей формуле:

где: и – соответственно большая и меньшая табличные программы, между которыми заключается фактическая программа предприятия;

и – табличные значения коэффициенты коррекции для табличных значений программы и .

К₂ – коэффициент, учитывающий многомодельность ремонтируемых агрегатов автомобилей. В данном случае не учитывается;

К₃ – коэффициент, учитывающий структуру производственной программы завода. Принимаем К₃ = 1,03

Норма трудоёмкости для заданных условий составит:

Тогда годовой объем работ на слесарно-механическом участке для заданных условий составит:

4.5 Расчет количества производственных рабочих

на участке

восстановительный ремонт деталь вал коробка

Число рабочих на участке определяется по следующей формуле:

Общее число рабочих:

где: Т_Фд – действительный годовой фонд времени рабочих, ч. Т_Фд =1860 ч. [Л-5, Приложение 7];

Таким образом, число рабочих на слесарно-механическом участке по восстановлению деталей коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130) составит:

4.6 Расчет количества основного оборудования на

Число основного технологического оборудования для слесарно-механического участка рассчитывается по формуле:

где: – действительный годовой фонд времени технологического оборудования, ч. = 2025 ч [Л-5, Приложение 8];

Таким образом, число основного технологического оборудования составит:

Из общего числа станков на участке:

— токарных – 40…50%, принимаю 45%;

— револьверных – 7…12%, принимаю 10%;

— фрезерных – 8…12%, принимаю 11%;

— шлифовальных – 16…20%, принимаю 18;

— сверлильных – 7…10%, принимаю 8%;

— прочего оборудования – 6…10%, принимаю 8%

Тогда оборудование на участке по видам работ распределится следующим образом:

— токарных – 8∙0,45 = 4 ед;

— револьверных – 8∙0,10 = 1 ед;

— фрезерных – 8∙0,11 = 1 ед;

— шлифовальных – 8∙0,18 = 2 ед;

— сверлильных – 8∙0,08 =1 ед;

— прочего оборудования – 8∙0,08 = 1ед.

4.7 Расчет площади участка

Для расчета площади участка необходимо всю площадь технологического оборудования умножить на коэффициент плотности расстановки оборудования.

где: F_об – суммарная площадь оборудования. F_об =51,53 м 2

К_п – коэффициент плотности расстановки оборудования. К_п = 4,0.

Площадь участка составит:

Принимаю площадь участка F = 200 м 2 : длина участка – 20 м, ширина – 10 м.

Таблица 4.1 − Перечень основного оборудования и оснастки слесарно-