Разработка технологического процесса восстановления разжимного тормозного кулака автомобиля МАЗ 5336

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ А1.dwg

На деталях приспособления дефекты не допускаются.
Перемещения центра поз.6 и траверсы поз.4 должно
осуществляться плавно

Курсовой ОТПиРА.doc

Федеральное агенство образования
Государственное образовательное учреждение
Ижевский Государственный Технический Университет
Кафедра : Автомобили и металлообработка
Факультет : Современные технологии и автомобили
На тему : «Разработка технологического процесса восстановления разжимного тормозного кулака автомобиля МАЗ 5336»
Анализ конструкции детали .2
Дефектация детали .5
Способы восстановления деталей 7
Выбор способа восстановления детали - разжимной тормозной кулак автомобиля МАЗ 5336 .11
Маршрутная технология восстановления детали ..12
Расчет режимов резания и техническое нормирование операций 14
Описание контрольного приспособления .18
Список используемой литературы .19
Приложение 1.Маршрутный технологический процесс .20
Приложение 2.Операционные карты ..23
Приложение 3.Спецификация .33
Анализ конструкции детали
Рисунок 2 — Эскиз разжимного тормозного кулака
Тормозной кулак предназначен для раздвижения тормозных колодок путем поворота вокруг своей оси
Рисунок 3 — Эскиз узла сопряжения разжимного кулака заднего тормоза с суппортом и кронштейном: 18 – ролики; 2 – суппорт; 3 – кронштейн; 4 – зубчатое колесо регулировочного рычага; 56 – втулки бронзовые; 7 – тормозной кулак.
Разжимной кулак вращается во втулках кронштейна 3 (рисунок 2.) суппорта 2 и прикрепленных надёжно к картеру заднего моста. На кронштейне закреплена тормозная камера. На конце вала разжимного кулака установлен регулировочный рычаг с зубчатым колесом 4 соединенным со штоком тормозной камерой при помощи вилки и пальца.
Тормозной кулак 7 сопрягается с бронзовыми втулками 56 с роликами 18 через которые усилие передаётся колодкам и с зубчатым колесом регулировочного рычага 4.
Рисунок 4 — Схема заднего моста автомобиля МАЗ 5336
Тормозной разжимной кулак изготовлен из стали 45 ГОСТ 1050-88.
Опорная шейка закалена нагревом ТВЧ на глубину слоя 15-40 мм до твердости не менее HRC 48.
После штамповки тормозной кулак центруют и обтачивают на токарном станке. При этом средняя часть детали не нуждается в механической обработке (так как не участвует в работе детали и её сопряжений). Черновой обработке подвергаются торцевые поверхности под наружную резьбу операции проводятся на токарном станке и получают 12 14 квалитет (достижимый 11 квалитет) с шероховатостью Ra = 63 125. Сопрягаемые опорные поверхности детали с бронзовой втулкой после обтачивания шлифуют для снижения шероховатости поверхности и тем самым увеличения износостойкости. Требования к шероховатости данной поверхности Ra = 08 мкм. Резьбовую часть детали нарезают на токарном станке. После токарной обработки соответствующих поверхностей производят фрезерование пазов шлицев на горизонтально - фрезерном станке шероховатость пазов при этом достигает Ra = 125.
Поверхность тормозных кулаков обрабатывают с помощью специального устройства копира и дополнительного приспособления на токарном станке а также данную поверхность для увеличения твердости подвергают термообработке – закалке + отпуск в масле.
Так как деталь имеет небольшое количество сопряжений то большая часть поверхности не обрабатывается вообще то есть нас устраивает горячекатаная штамповка. Далее деталь подвергается механической обработке которая обеспечивает требуемые качества поверхности и необходимую точность. Деталь изготавливается для установки на автомобили которые собираются в сборочном цехе автозавода а также поставляется как запасная часть для ремонта автомобилей находящихся в народном хозяйстве. Следовательно это соответствует массовому производству. Тормозной кулак входит в группу «детали типа – вал» класс 2.
Тормозной кулак имеет следующие сопряжения:
опорные поверхности кулака – бронзовые втулки (подшипники скольжения); крепление тормозного кулака от осевого перемещения посредством резьбового соединения одного конца детали; шлицевое соединение для передачи усилия от штока тормозной камеры к тормозному кулаку через колесо зубчатое регулировочного рычага; трение скольжение рабочей поверхности тормозного кулака к ролику (дет. 130-350 1110 - А).
В процессе работы разжимной кулак подвергается следующим видам изнашивания:
- усталостное изнашивание рабочей поверхности кулака 1;
- фреттингизнос шлицевых зубьев 4;
- заедание опорных шеек под скользящие подшипники 2
Деталь работает на кручение поэтому в сопряжении опорная поверхность кулака – бронзовая втулка происходит трение скольжения. Также нагрузка приходится и на шлицевое соединение в частности на боковые поверхности так как в данном сопряжении сосредоточена максимальное значение предаваемого момента соответственно шлицы работают на срез но нагрузка этого узла не значительна и не постоянна (так как плечо момента небольшое и тормозной системой мы пользуемся не часто). Нагрузка возникает только при нажатии на педаль тормоза а при стоянке или долговременном удерживании тормозов резьбовое соединение испытывает значительно меньшие нагрузки.
При нажатии на педаль тормоза шток тормозной камеры поворачивает разжимной кулак при этом напряжённость тормозной камеры передается по рычагу к шлицам тормозного кулака где возникает противоположное сопротивление возникающий от сжатых пружин стягивающих тормозные колодки. Таким образом при передаче крутящего момента происходит износ боковых поверхностей шлицев тормозного кулака. Шлицы в данном случае работают на срез. Изнашивание происходит интенсивно и может достичь до 05 мм. Втулка устанавливается на вал с небольшим зазором или в переходной посадке. Втулка более пластична и имеет антифрикционные свойства поэтому в работе данное сопряжение является опорой а значит износ втулки опорной поверхности не приводит к износу шлицевого соединения.
Исходя из выше сказанного - основные виды изнашивания:
- смятие и срез по боковым поверхностям шлицев при этом износ шлицев по толщине должен быть не более 013 мм;
- поверхностное стирание отверстия втулки и опоры вала - износ опорных шеек должен не превышать 025 мм.
Способы восстановления деталей
Большинство деталей автомобилей примерно 65 % имеет износ до 015 мм и только 5 % деталей при выходе автомобилей в капитальный ремонт имеют износ более 05 мм. При ремонте автомобилей повторно после восстановления могут использоваться до 70 % изношенных деталей. Ремонтное производство располагает достаточным числом способов чтобы восстанавливать практически все изношенные и поврежденные детали кроме резиновых пластмассовых и деревянных.
Выбор способа восстановления деталей во многом зависит от формы и износа рабочих поверхностей.
Многочисленность технологических способов применяемых при восстановлении деталей объясняется разнообразием дефектов для устранения которых они применяются.
Характерными дефектами деталей являются: износ который обусловливает нарушение размеров формы и взаимного положения рабочих поверхностей; механические повреждения в виде остаточных деформаций трещин обломов рисок выкрашивания пробоин; повреждения антикоррозионных покрытий нанесенных окраской гальваническими и химическими способами обработки. Большинство деталей с такими дефектами в процессе ремонта должны быть восстановлены.
Целью ремонта является восстановление следующих качеств детали: прочности; формы и размеров деталей; качества поверхностного слоя; шероховатости поверхности; защитных покрытий.
В результате высоких нагрузок накопления усталости деформаций и т. д. в детали или в конструктивном узле могут возникнуть дефекты в виде трещин. Наличие трещин снижает статическую и усталостную прочность деталей. Усталостная прочность снижается также при наличии глубоких забоин и царапин.
Поэтому при восстановлении деталям необходимо возвратить прочностные свойства.
Детали подверженные трению или нагреву при эксплуатации теряют размеры форму и взаимное расположение поверхностей. В этом случае при восстановлении следует возвратить деталям форму и размеры заданные технической документацией.
Детали подверженные ударам абразивных частиц имеют дефекты в виде забоин царапин местных углублений и износов. Эти дефекты снижают качество поверхности что обусловливается изнашиванием деталей в результате трения.
Большинство деталей автомобилей и дорожных машин имеют изменения в поверхностных слоях вследствие коррозии наклепа внутренних изменений и структурных преобразований. При этом поражаются тонкие слои металла. Нарушение шероховатости поверхности и изменения в поверхностных слоях снижают прочностные характеристики детали. В таких деталях восстанавливают шероховатость поверхности и качество поверхностного слоя. Это достигается удалением поврежденных слоев металла с соблюдением требований к форме и размерам поверхностей.
Детали работающие в агрессивной среде при изготовлении защищают от коррозии специальными металлическими полимерными и другими покрытиями которые в процессе работы постепенно разрушаются и начинают корродировать. Таким образом при ремонте необходимо восстановить эти покрытия.
Восстановление геометрической формы и размеров деталей возможно при выполнении следующих технологических операций:
наращивание поверхностных слоев материала вместо изношенного;
пластическое деформирование для восстановления размеров изношенных участков детали;
замена части детали и установка дополнительных элементов;
удаление части материала после обработки ее поверхностных слоев.
К операции по восстановлению физико-механических свойств материала деталей следует отнести устранение дефектов и упрочнение материала тем или иным видом обработки для ослабления вредного действия микроповреждений в наиболее ответственных участках деталей.
Технологические способы восстановления деталей можно представить в виде двух групп:
способы наращивания и способы обработки.
К способам наращивания относятся способы при которых изношенный материал детали компенсируют нанесением других материалов в том числе и синтетических. К ним относятся
нанесение электролитических металлопокрытий и полимерных материалов.
К способам обработки отнесены следующие технологические способы:
обработки давлением
слесарно-механическая обработка
электрические способы обработки
упрочняющая обработка и т. д.
Слесарно-механическая обработка применяется как самостоятельный способ ремонта деталей а также при обработке деталей под ремонтные размеры и при постановке дополнительных ремонтных деталей. Кроме того она является необходимой в ряде случаев при ремонте деталей другими способами .
Восстановление деталей пластической деформацией основано на использовании свойств металлов изменять под давлением внешних сил геометрическую форму и размеры без разрушения.
Восстановление деталей сваркой (наплавкой) заключается в том что на изношенные поверхности деталей наплавляют металл после чего их подвергают механической обработке. Кроме того этот способ применяют при устранении на деталях механических повреждений (трещин пробоин и т. д.).
Восстановление деталей газотермическим напылением заключается в том что на подготовленную соответствующим образом поверхность детали при помощи специального аппарата напыляют сжатым воздухом или инертным газом расплавленный металл. После напыления деталь обрабатывают под требуемый размер.
Устранение дефектов пайкой представляет собой процесс при котором соединение нагретых частей металла происходит в результате введения в зазор между ними расплавленного припоя.
Восстановление деталей электролитическим покрытием основано на осаждении металла на соответствующим образом подготовленную поверхность детали. Для ремонта изношенных деталей применяют хромирование и железнение (осталивание). Хромирование применяют так же как защитно-декоративное покрытие деталей. Меднение и никелирование применяют как подслой при защитно-декоративном хромировании а меднение еще применяют для защиты поверхностей деталей от цементации.
Синтетические материалы применяют для склеивания ремонта изношенных деталей выравнивания поверхностей кабин кузовов деталей оперения и других деталей перед окраской при технических повреждениях.
При помощи клеевых составов соединяют детали или части деталей из металлов и неметаллических материалов в различных сочетаниях между собой. Этим способом ремонтируют детали имеющие поломки и обломы. Склеивание используют также для получения неразъемных соединений деталей при сборке. Места деталей имеющие трещины пробоины вмятины неровности предварительно подготавливают а затем заполняют клеевыми составами в виде паст. В некоторых случаях для увеличения прочности детали повреждения заделывают стеклотканью пропитанной клеевыми составами. Этим способом успешно заделывают трещины на стенках рубашки охлаждения головки и блока цилиндров двигателя топливного бака и других корпусных и емкостных деталей.
Покрытия из пластмасс на поверхности изношенных деталей можно наносить различными способами: наплавлением на предварительно нагретую поверхность детали заливкой в пресс-формах окунанием в жидкие полимерные материалы и др. Синтетическими материалами могут быть покрыты отдельные поверхности или вся деталь.
Электрическая обработка основана на явлении разрушения металла при электрическом искровом разряде. Этот вид обработки может применяться в качестве самостоятельного способа восстановления изношенных и поврежденных деталей а также как операции связанные с подготовкой или окончательной обработкой деталей восстановленных другими способами. Обрабатываемая деталь может быть изготовлена из любого металла или сплава; материалом для инструмента могут служить латунь медь чугун алюминий и его сплавы и др.
Упрочняющая обработка является одним из завершающих этапов восстановления деталей и имеет целью достижения заданных физико-механических свойств.
Покраска в процессе ремонта предназначается для защиты поверхности деталей от корозиии и придания детали высоких эстетических качеств.
Выбор способа восстановления детали разжимной тормозной кулак автомобиля МАЗ 5336 и его описание.
Выбираем способ восстановления данной детали – метод наплавкис последующей механической обработкой.
Разжимной кулак тормоза изготовлен как единое целое из стали 45.
Твердость по Раквеллу «С» 50 – 62. Глубина закаленного слоя на профиле кулака не более 5 на шейках 15 – 35. В остальных местах твердость по Бринеллю 163 – 197.
Износ шеек под подшипники;
Устраняем дефекты деталей наплавкой. Наплавка важный процесс
современного сварочного производства при котором на рабочую поверхность изделия нагретую до оплавления наносят расплавленный слой металла.
Наплавкой можно восстанавливать размеры изношенного изделия или наплавить слой металла на поверхность с заданными свойствами (износостойкость кислотоупорность и жаростойкость).
Механизированая или автоматическая наплавка предпочтительней т.к. она обеспечивает более высокое качество и производительность.Получение заданных свойств наплавленного металла при механизированной наплавке достигается применением электродной и наплавочной проволоки.Наплавку при этом выполняют под флюсом.
Маршрутная технология восстановления детали.
Наименование и содержание операции
Оборудованиеоснастка
Поправить центровочные отверстия.
Станок токарно-винторезный 16К20
Патрон токарный трёхкулачковый самоцентрирующийся ГОСТ 2675-80
Сверло центровочное ГОСТ 14952
Шлифовать 2 шейки под подшипники «до вывода следов износа».Шлифовать рабочие поверхности кулака до вывода следов износа.
Точить поверхность шлицов до полного вывода шлицов.
Резец прямой проходной упорный ГОСТ 18879-82
Наплавка под слоем флюса шеек под подшипники.
Наплавка поверхности под шлицы с припуском.
Наплавка рабочей поверхности кулака с припуском под токарную обработку.
Наплавочная головка УАНЖ-5.
Приспособление для крепления вала на станке.
Точить поверхности опорных шеек под шлифование.
Точить поверхность диаметра шлицов под шлифование.
Точить рабочие поверхности кулака с припуском под шлифование.
Фреза дисковая ГОСТ 2679-73
Закалить шейки с нагревом до температуры 830-850 градусов С и охлаждением в воде.Твердость поверхности должна быть не менее HRC 48.
Шлифовать шейки под подшипники под номинальный размер на круглошлифовальном станке.
Шлифовать поверхность под номинальный диаметр шлицов.
Шлифовать рабочие поверхности кулака.
Круг шлифовальный ГОСТ 52781
Контроль диаметра и радиального биения поверхности шеек под подшипники.
Контроль диаметра и радиального биения шлицевой поверхности.
Контроль диаметра и радиального биения рабочей поверхности кулака.
Стол контрольный ОРГ-1468-01-090А
Индикатор часового типа ГОСТ 577-68
Штангенциркуль ШЦ-1 ГОСТ 166-89
Микрометр ГОСТ 6507-90
Расчет режимов резания.
Режимы наплавки цилиндрических деталей под слоем флюса.
Сила тока А при диаметре электродной проволоки 12 – 16 120 – 140; 20 – 25 140 – 160.
Наплавление В 26 – 24.
Скорость наплавки мг 16 – 24.
Скорость подачи электрода мг – 77.
Шаг наплавки ммоб – 3.
Оборудование для сварки и направление в среде углекислого газа в различных конструкций А – 547 – У; А – 547 – Р; А – 577 –У; А – 929 (полуавтомат).
Полуавтомат А – 547 – У который обеспечивает наплавку и сварку толщиной 40 мм. Диаметр применяемой электродной проволоки может измениться в широких пределах от 06 12 мм; при скорости ее подачи 140 – 160 мч. Номинальный сварочный ток 300А. В качестве источника питания используется сварочный иленовый выпрямитель ВС – 3.
t = 40 – 38.4 = 1.6 мм.
Рабочуюподачу выбираем по справочным данным в зависимости от шероховатости поверхности.
По таблице выбираем скорость резания.
Принимаем поправочные коэффициенты
V = 166*1*1.15*1*1*0.8 = 152ммин
Необходимая частота вращения заготовки
n = 320*15240 = 1216 обмин
По паспорту станка принимаем ближайшее наименьшее значение
Действительная скорость резания
V = 40*1000320 = 125 ммин
Проверка режима резания по мощности на шпинделе станка
Из таблицы коэффициент резания К = 1780 МПа
Pz = 1780*16*05 =1424 Н
Мощностьнеобходимая для резания
Nрез = (Pz*v)60*1020 = (1424*125)60*1020 = 2.9 кВТ
Из таблицы - мощность двигателя станка – 10кВт.
КПД станка принимаем
Тогда мощность на шпинделе составит
Nшп = Nдв *h = 10*0.75 = 7.5 кВт.
Чего вполне достаточно для осуществления выбранного режима резания.
Определение основного времени
Где L – общая длина рабочего хода резцамм
L = 43.5+1.2+1+5 = 50.7 мм
i – количество проходов инструмента
То = 507*11000*05 = 011 мин
Расчет режимов резания при круглом шлифовании
Частота вращения круга
Продольная подача в долях ширины круга – 07
Описание контрольного приспособления
Приспособление представляет собой основание с двумя центрамиявляющимися базами для установки и последующего контроля поверхностей детали типа вал.
Средство контроля – индикатор часового типа установленный посредством индикаторной стойки на основание приспособления.
С помощью индикаторана установленном в центра валу осуществляется контроль радиального биения восстановленных поверхностей вала.
Допускаемые отклонения на шейках под подшипники тормозного кулака +005мм.
Используемая литература
Митрохин Н.Н. Основы технологии производства и ремонта автомобилей. Часть 1. Технология машиностроения: теория справочные материалы контрольные задания и примеры решения задач МАДИ (ГТУ). – М.: МАДИ 2002. – 203 с.
Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятия и станций технического обслуживания: Учебник для вузов. – М.: Транспорт 1993. – 271 с.
Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. учреждений сред. проф. Образования В.В. Петросов. – М.: Издательский центр “Академия” 2005. – 224 с.
Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов ред. Е.С. Кузнецова – М.: Транспорт 1991. – 413 с.
Шинковский И.Д. Проектирование цехов и участков авторемонтных предприятий. – Омск: Издательство СибАДИ 2003. – 185 с.
«Практическое руководство по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей КамАЗ» - Москва: Издательство Машиностроение 1994. – 224 с.

Тормозной механизм МАЗ_.dwg

Операционная Карты ТП восстановления тормозного кулака МАЗ 5336.doc

Наименование операции
Сталь 45 ГОСТ1050-88
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Загрузить кулак в машину
Синтетическое моющее средство
Выгрузить кулак из машины
Уложить деталь в тару
Установить распределительный вал на стол
Произвести контроль-сортировку
СИ Микрометр ГОСТ 6507-90 СТ СЭВ 344-76
Снять и уложить деталь в тару
Станок токарно-винторезный 16К20
Установить детальзакрепить в патроне
ПАТРОН 6155-0066 ГОСТ 2675-80 D=80 d=50
Поправить центровочное отверстие 1
Сверло центровочное ГОСТ 14952-75 D=5 мм.
Переустановить деталь
Поправить центровочное отверстие 2
Кругло-шлифовальный станок
Установить и закрепить деталь
ПИ Центр ГОСТ 13214-79исп1Морзе 0
ПАТРОН 7100-0001 ГОСТ 2675-80тип1исп Люнет ГОСТ 21189-75
Шлифовать поверхность D=38 мм шейки под подшипник – до вывода следов износа.-2 шт.
Шлифовать рабочую поверхность D=40мм до вывода следов износа
РИ:Круг Э50СМ1К ГОСТ 52781
Токарно-винторезный станок 16к20
Установить деталь закрепить в патроне
Патрон 6155-0066 ГОСТ 2675-80 D = 80; d = 50
Точить поверхность шеек под подшипники D= 38мм в размер D=384-012 мм – 2шт.
Резец прямой упорный проходной ГОСТ 18879-82
Точить поверхность под шлицы D= 378мм в размер D=382-012 мм
Точить рабочую поверхность кулака D= 40мм в размер D=404-015 мм
Снять деталь со станка и уложить в тару.
Установить заготовку в приспособление для крепления кулака на станке.
Наплавлять под слоем флюса поверхность шеек под подшипники D=38 мм до D=40+0.5 мм.– 2 шт.
Наплавочная головка УАНЖ-5
Наплавлять под слоем флюса поверхность шлицов D=37.8 мм до D=40+0.5 мм.
Наплавочная головка УАНЖ-5.
Наплавлять под слоем флюса рабочую поверхность кулака D=40мм.до D=42 мм.
Станок горизонтально-фрезерный 6Т82Г
Установить деталь в делительную головку для фрезерования шлицов.
Делительная головка универсальная 7036-0051 исп.1 ГОСТ 8615-89
Фрезеровать прямоугольные шлицы в размеры 10x31x38 мм.
Фреза дисковая для фрезерования шлицев D=60ммb=7мм. ГОСТ2679-73
Снять деталь со станка и .поместить деталь в тару
Нагреть шейки кулака под подшипники (2шт.) до температуры 830-850°С
Печь для закаливания стали.
Охладить шейки кулака под подшипники (2шт.) в воде.
Ёмкость с водой для охлаждения детали.
Твёрдость поверхности должна быть не менее HRC48
Закалить поверхность под шлицы с нагревом до температуры 850°С и последующим охлаждением в воде.
Печь для закаливания стали
Ёмкость с водой для охлаждения детали
Проверить деталь на соответствие ТУ и стандарту
Шлифовать поверхности шеек под подшипники окончательно в размер D=38-01-0032 мм. - 2шт.
РИ:Круг Э50СМ1К ГОСТ 16167-90
Шлифовать поверхность шлицев окончательно в размер D=378-02 мм.
. Шлифовать рабочую поверхность кулака окончательно в размер D=40 мм.

НАЛАДКА А1.dwg

Скорость резания ммин
Частота вращения заготовки
Частота вращения круга мс
токарной и шлифовальной
Наименование перехода

Спецификация контрольного приспособления.dwg

Курсовой проект по технологии восстановления кулака тормозного МАЗ 5336
Приспособление токарное
Болт М12х30 ГОСТ10602-94
Индикатор часового типа
Болт М10х25 ГОСТ15590-70
Пружина ГОСТ13764-86

Маршрутный ТП восстановления тормозного кулака МАЗ 5336.doc

Сталь 45 ГОСТ1050-88
Код наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
Станок токарно-винторезный 16К20
Патрон токарный трёхкулачковый самоцентрирующийся ГОСТ 2675-80
Станок круглошлифовальный 3У142
ПИ центр ГОСТ 13214-79 исп.1 Морзе 0
ПАТРОН 7100-0001 ГОСТ 2675-80 тип 1
СИ Микрометр ГОСТ 6507-90 СТ СЭВ 344-76
ВАЛ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ
5 Токарно-винторезная
Токарно-винторезный станок
0 Кругло-шлифовальная
Кругло-шлифовальный станок ЗУ142
Наплавочная головка УАНЖ-5
Станок горизонтально-фрезерный 6Т82Г
Головка делительная универсальная 7036-0051 исп.1 ГОСТ 8615-89
Стол контрольный ОРГ-1468-01-090А

Чертеж тормозного кулака22.dwg

Термообработка.Закалка шеек
мм. до твердости не
Сталь 45 ГОСТ 1055-88