Разработка технологического процесса восстановления ведущего вала коробки передач ЗИЛ-130

Содержание

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Анализ исходных данных

3. Выбор годовой программы

4. Перечень возможных дефектов ведущего вала коробки передач ЗИЛ-

5. Составление дефектной ведомости

6. Описание восстанавливаемой детали

7. Выбор базовых поверхностей при восстановлении поверхности детали

8. Составление маршрута восстанавливаемой поверхности

9. Выбор рационального способа восстановления детали

10. Расчет режимов резания, норм времени, выбор технологического оборудования

Заключение

Список литературы

Введение

Для восстановления полной работоспособности изношенных деталей необходимо, чтобы они имели первоначальные размеры, геометрическую форму и поверхностные свойства, прежде всего твердость, поскольку все свойства сердцевины, как правило, сохраняются, если не считать отдельных случаев зарождения усталостных трещин. При этом взаимозаменяемость деталей и посадки сопряжений восстанавливаются полностью.

Однако на практике применяется восстановление лишь геометрической формы деталей путем придания им ремонтных размеров, больших или меньших начального. Хотя посадка сопряжений при этом восстанавливается, взаимозаменяемость сохраняется лишь частично, в пределах только данного стандартного размера, а при свободных ремонтных размерах вовсе нарушается.

Основные способы восстановления деталей: механическая обработка, способ ремонтных размеров, дополнительных деталей, давления, сварки и наплавки, хромирования, железнения (осталивания), синтетических материалов и др. Все эти способы, хотя и не являются равнозначными, используются в ремонтном производстве в большей или меньшей мере в зависимости от его объема, оснащенности и пр.

На сегодняшний день стоимость восстановления работоспособного состояния некоторых автомобилей может исчисляться в долях от общей стоимости транспортного средства. В большинстве случаев владельцу автомобиля приходится выбирать между заменой детали на новую и ремонтом старой. Основным критерием выбора будет являться стоимость новой детали и стоимость восстановления, а также ее оригинальность и наличие. В некоторых случаях выгоднее будет произвести ремонт. Современное оборудование и методы восстановления деталей позволяют не только обеспечить исходные свойства детали, но и улучшить их.

Целью курсового проекта является разработка технологического процесса восстановления ведущего вала коробки передач автомобиля ЗИЛ130, расчет режимов резания, составление комплекта технологической документации.

Анализ исходных данных

Коробка передач механическая, трехходовая, четырехступенчатая, с четырьмя передачами вперед и одной назад. Зубчатые колеса первой, второй, третьей и четвертой передач косозубые. Ведущее и ведомое зубчатые колеса заднего хода прямозубые. Промежуточное зубчатое колесо заднего хода косозубое.

Картер коробки передач представляет собой блочную конструкцию, разделенную перегородками на три секции. В первой секции со стороны маховика размещена главная передача. Во второй секции размещены зубчатые колеса первой и второй передач и зубчатые колеса заднего хода, а в третьей секции - зубчатые колеса третьей и четвертой передач. Первая и вторая секции сообщаются между собой и имеют общее отверстие для слива масла, закрытое пробкой с вклеенным постоянным магнитом для сбора металлических частиц, попавших в масло. Третья секция сообщается с полостью задней крышки и также имеет отверстие для слива масла, закрытое такой же пробкой. В третьей секции между зубчатыми колесами третьей и четвертой передач установлено зубчатое колесо привода спидометра. В передней части картера коробки передач крепится картер сцепления, к задней - задняя крышка. Посадочные места картера коробки передач обработаны совместно с картером сцепления, поэтому они заменяются в комплекте.

Ведущий вал коробки передач вращается на двух подшипниках: передний конец вала на игольчатом подшипнике, запрессованном в болт маховика, а задний - на подшипнике, установленном в отверстие картера коробки передач. Упорное разрезное кольцо, установленное на ведущем валу, препятствует смещению подшипника и вала назад. От смещения вперед он удерживается крышкой заднего подшипника, которая закреплена болтами с моментом затяжки 1,62 кгс-м. На переднем конце ведущего вала нарезаны шлицы для скользящей посадки ведомого диска сцепления. В средней части вала, находящейся внутри коробки передач, нарезана косозубая шестерня, которая находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней первой передачи и промежуточной ведомой шестерней заднего хода. Осевая сила, возникающая при передаче крутящего момента ведущим валом, воспринимается шариковым подшипником. За шестерней на заднем конце ведущего вала имеются эвольвентные шлицы, входящие в зацепление со ступицей промежуточного вала.

Выбор годовой программы

Для деталей m < 20 кг, для мелкосерийного производства, годовое количество деталей одного типоразмера – 1000 … 5000 шт. Принято по заданию N=3000 шт.

4. Перечень возможных дефектов ведущего вала коробки передач ЗИЛ-130:

1 - обломы и трещины; 2 - износ шейки под передний шариковый подшипник; 3 - выкрашивание рабочей поверхности зубьев; 4 - вмятины от роликов или износ отверстия под роликовый подшипник; 5 - износ зубьев внутреннего зацепления; 6 - износ зубьев по толщине; 7 - износ конусной поверхности под кольцо синхронизатора; 8 - износ шлицев по толщине; 9 - износ зубьев внешнего зацепления; 10 - износ шейки под задний подшипник.

Описание восстанавливаемой детали

Вал первичный коробки передач автомобиля ЗИЛ130 относится к классу деталей «круглые стержни с фасонной поверхностью». Изготавливают его из стали 25ХГМ, и он цементирован на глубину 0,50,7 мм. После термической обработки получается твердость поверхностного слоя HRC 60…65, и твердость сердцевины HRC 35…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 ЗИЛ130 работает в условиях контактных нагрузок в сопровождении изгибающих усилий.

Разрушительными факторами являются контактные нагрузки, изгиб и трение.

Составление маршрута восстанавливаемой поверхности

На устранение каждого из дефектов детали разрабатывается технологический процесс.

Последовательность операций:

005 Дефектовка (выявление дефектов)

010 Наплавочная (наплавка метала в местах износа)

015 Расточная (расточить отверстие под дополнительную втулку)

020 Прессовая (запрессовать втулку)

025 Токарная (обточная)

030 Расточная (расточить отверстие во втулке под подшипник)

035 Шлифовальная операция (обтачивание рабочих поверхностей под шлицы, подшипники детали)

040 Фрезерная операция (фрезерование шлицов)

045 Контрольная (контроль выполнения работ по восстановительному ремонту детали)

Выбор рационального способа восстановления детали

Долговечность отремонтированных автомобилей в большой мере зависит от того, какими способами производится восстановление деталей и как оно организовано. Применение наиболее эффективных способов обеспечивает длительные сроки службы деталей, снижает расходование запасных частей, материалов, затраты труда и пр. Наряду с применением рациональных способов, для высококачественного восстановления деталей с наименьшей затратой труда. Из средств большое значение имеет организация производства — централизованное восстановление деталей на специализированных заводах и в цехах, хорошо оснащенных современным оборудованием, приспособлениями, инструментом.

Выбор способов восстановления зависит от конструктивно-технологических особенностей и условий работы деталей, величины их износа, эксплуатационных свойств самих способов, определяющих долговечность отремонтированных деталей, и стоимости их восстановления. Конструктивно-технологические особенности деталей определяются их структурными характеристиками: геометрической формой и размерами, материалом и термообработкой, поверхностной твердостью, точностью изготовления и шероховатостью поверхности, характером сопряжения (типом посадки), условиями работы — характером нагрузки, родом и видом трения, величиной износа за эксплуатационный период. Знание структурных характеристик деталей и их технологических особенностей и эксплуатационных свойств способов позволяет в первом приближении решить вопрос о применимости того или иного из них для восстановления отдельных деталей. При помощи такого анализа можно установить, какие детали могут восстанавливаться всеми или несколькими способами и какие по своим структурным характеристикам только одним способом.

Износ конусных отверстий под разжимные втулки устраняют заваркой, предварительно рассверлив их до большего диаметра, с последующим сверлением сквозного отверстия и его зенковкой до необходимого размера по рабочему чертежу. Изношенные по толщине шлицы восстанавливают наплавкой под слоем флюса с продольным наложением швов. После протачивания диаметров и фрезерования шлиц выполняют необходимую термообработку и доводочные операции.

Способы восстановления деталей:

Обработка под следующий ремонтный категорийный размер.

Ремонт деталей слесарно-механической обработкой - это достижение ремонтных размеров применение дополнительных ремонтных деталей.

Обработка под ремонтные размеры заключается в том, что одну из двух сопряженных деталей (обычно более дорогостоящую) подвергают механической обработке под ремонтный размер, меньший или больший по сравнению с тем, который был по рабочему чертежу. Другую сопряженную деталь при этом заменяют новой или отремонтированной до соответствующего ремонтного размера.

В нашем случае рабочие поверхности и шейки растачиваем под очередной увеличенный ремонтный размер, а втулку и клапана заменяются новыми соответствующего категорийного ремонтного размера.

Ремонт деталей сваркой и наплавкой заключается в том, что дефектную деталь, трещины сваривают или на изношенные поверхности детали наплавляют металл, после чего детали механически обрабатывают. Этот способ хорошо используется для устранения трещин на деталях блоков, рам, кузовов, стенок рубашки охлаждения головки и блока цилиндров двигателя, а также для наплавки поверхностей различных деталей.

Этот метод применим в связи с геометрическими размерами детали для устранения дефекта трещина.

Ремонт деталей наплавкой. На подготовленную соответствующем образом поверхность детали при помощи специальных установок напыляют с помощью рабочих газовых смесей расплавленный металл или композитный состав. После напыления деталь обрабатывают под ремонтный размер.

Обработка изношенных отверстий деталей под втулки производится различными способами, чаще всего расточкой, рассверливанием и развертыванием отверстий или только рассверливанием, это часто имеет место, например, при восстановлении резьб.

Выбираем слесарно-механическое восстановление вала путем обработки под ремонтный размер.

Заключение

В результате работы был разработан технологический процесс восстановления ведущего вала КПП автомобиля ЗИЛ130, проведён анализ способов восстановления, т. е. выбранный способ с точки зрения экономичности, сложности оборудования и технологичности является наиболее приемлемым из известных. В результате работы разработан технологический процесс восстановления детали, карты эскизов выбранных процессов и составлены операционная и технологическая карты технологического процесса восстановления детали. Следовательно, существует необходимость восстановления детали вместо замены её новой, т. к. с точки зрении экономии средств это более выгодно, чем покупка новой детали.