С точки зрения организации производства, чем меньшее количество способов используется для восстановления различных изнашиваемых поверхностей детали, тем меньше требуется видов оборудования, выше его загрузка, а следовательно, и выше эффективность производства. В связи с этим для окончательного решения вопроса о способах восстановления изношенных поверхностей детали в целом, производится перебор различных сочетаний способов. Перебор начинают с минимального числа способов, а за основной принимают способ, являющийся оптимальным для наиболее изнашиваемой поверхности, т. е. поверхности, коэффициент повторяемости дефекта которой максимальный. Если данный способ применим по технологическому критерию ко всем изнашиваемым поверхностям и обеспечивает коэффициенты долговечности этих поверхностей не ниже 0,8 (KД ³ 0,8), определяют себестоимость восстановления детали в целом, если бы все поверхности восстанавливали этим способом. Если деталь нельзя восстановить одним способом, используют второй способ, являющийся оптимальным для следующей по изнашиваемости поверхности и так далее.
Таблица 4 – Технико-экономическая характеристика способов восстановления поверхностей оси опорного катка
| № дефекта | Наименование дефекта | Коэффициент повторяемости дефекта Кi | Характеристика способов восстановления | Коэффициент долговечности, КД | Удельная себестоимость восстановления дефекта, СУ, р./дм2 | Площадь восстанавливаемой поверхности, S, дм2 | Полная себестоимость восстановления дефекта, СВ, р. | Технико-экономический показатель СВ/КД, р. |
 1
| Износ поверхности шеек под подшипники | 0,14 | Электромеханическая обработка | 1,2 | 1,03 | 87,6 | 72,9 | |
| Электроконтактная наварка | 1,0 | 82,4 | 82,4 | |||||
| Наплавка в среде углекислого газа | 0,85 | 72,1 | 84,8 | |||||
| Вибродуговая наплавка | 0,85 | 92,7 | 109,1 | |||||
| Износ посадочного места под ступицу | 0,25 | Электроконтактная наварка | 1,0 | 1,71 | 136,8 | 136,8 | ||
| Наплавка в среде углекислого газа | 0,85 | 119,7 | 140,8 | |||||
| Вибродуговая наплавка | 0,85 | 153,9 | 181,1 | |||||
| Повреждение резьбовой поверхности | 0,40 | Наплавка в среде углекислого газа | 0,85 | 0,62 | 43,4 | 51,0 | ||
| Вибродуговая наплавка | 0,85 | 55,8 | 65,6 |
Заканчивается анализ определением отношения себестоимости восстановления детали оптимальным для каждой её изнашиваемой поверхности способом к коэффициенту долговечности:
(13)
где СВДj – себестоимость восстановления изношенных поверхностей детали j -м сочетанием способов, р.;
Cyip – удельная себестоимость восстановления i- й поверхности р -м способом, р./дм2;
Si – площадь i- й восстанавливаемой поверхности, дм2;
KДВj – коэффициент долговечности детали, восстановленной j- м сочетанием способов; n – количество изнашиваемых поверхностей (дефектов).
Коэффициент долговечности детали, восстановленной j- м сочетанием способов:
(14)
где Кi – коэффициент повторяемости i -го дефекта;
Кдip – коэффициент долговечности i -й поверхности, восстановленной р -м способом.
Рассмотрим применение трех вариантов сочетаний способов восстановления к оси в целом:
I вариант – устранение всех трех дефектов наплавкой в среде углекислого газа;
II вариант – устранение 1 и 2-го дефектов электроконтактной наваркой, а дефекта 3 – наплавкой в среде углекислого газа;
III вариант – устранение каждого дефекта оптимальным для него способом:
дефект 1 – электромеханической обработкой;
дефект 2 – электроконтактной наваркой ленты;
дефект 3 – наплавкой в среде углекислого газа.
Определим значения коэффициентов долговечности восстановленной детали по каждому варианту:
Определим отношение себестоимостей восстановления к коэффициенту долговечности для каждого варианта:
Результаты расчётов сводятся в таблицу 5.
Таблица 5 – Технико-экономические показатели
восстановления изношенных поверхностей оси опорного катка
| № варианта | Сочетание способов восстановления | Коэффициент долговечности KДВj | Себестоимость восстановления СВД, р. | Отношение себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности,
|
| I | Наплавка в среде углекислого газа на поверхности 1, 2 и 3 | 0,85 | 235,2 | 276,7 |
| II | Электроконтактная наварка на поверхности 1 и 2; наплавка в среде углекислого газа на поверхность 3 | 0,92 | 262,6 | 285,4 |
| III | Электромеханическая обработка поверхности 1, электроконтактная наварка на поверхность 2, наплавка в среде углекислого газа на поверхность 3 | 0,95 | 267,8 | 281,8 |
Как следует из расчётов, наиболее целесообразным является первый вариант – восстановление всех поверхностей наплавкой проволоки в среде углекислого газа. Этот способ и должен лечь в основу разработки технологии восстановления детали и дальнейшего анализа эффективности ее восстановления.
2.6. Разработка технологической документации
на восстановление детали
Технологическая документация на восстановление детали включает:
- ремонтный чертёж детали (РЧ);
- маршрутную карту восстановления детали (МК);
- операционные карты восстановления детали (ОК);
- карты эскизов (КЭ) к операционным картам.
Ремонтные чертежи выполняются в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД с учётом правил, предусмотренных ГОСТ 2.604 «Чертежи ремонтные».
Исходными данными для разработки ремонтного чертежа являются:
- рабочий чертёж детали;
- технические требования на новую деталь;
- технические требования на дефектацию детали;
- технические требования на восстановленную деталь.
Основными требованиями при выполнении ремонтных чертежей являются следующие:
- места, подлежащие восстановлению, выделяются сплошной основной линией, толщиной в 2...3 раза больше, чем основная линия, остальная часть изображения – сплошной основной линией. Обозначение ремонтного чертежа получают добавлением к обозначению детали буквы «Р» (ремонтный);
- на чертежах деталей, восстанавливаемых сваркой, наплавкой, нанесением металлопокрытий, резьбовыми вставками и т.п., рекомендуется выполнять эскиз подготовки соответствующего участка детали к восстановлению;
- при применении наплавки, пайки и т.п. на ремонтном чертеже указывают наименование, марку материала, используемого при восстановлении, а также номер стандарта на этот материал.
Пример оформления ремонтного чертежа приведён в приложении 2.
Маршрутная карта восстановления детали в курсовом проекте разрабатывается на устранение всех или 3...4 основных дефектов по заданию преподавателя. Форма карты представлена в приложении 3.
В маршрутной карте приняты следующие основные обозначения и служебные символы:
- в строке А – указание о цехе, участке, рабочем месте (РМ), операции;
- в строке Б – указание об оборудовании, степени механизации (СМ), профессии по классификатору ОКПДТР (проф.), разряде работы (Р), условиях труда (УТ), количестве исполнителей (КР), количестве одновременно обрабатываемых деталей (КОИД), единицах нормирования, на которые установлена норма времени, например, 1, 10, 100 (ЕН), объёме производственной партии в штуках (ОП), коэффициенте штучного времени при многостаночном обслуживании (Кшт), подготовительно-заключительном Тпз и штучном времени (Тшт);
- в строке М – информация о применяемом материале с указанием наименования и кода материала, обозначения подразделений, откуда поступают детали (ОПП), коде единицы величины (ЕВ), единицах нормирования (ЕН), количестве изделий (КИ) и нормах расхода (Н. расх.).
В маршрутной карте отражаются все операции технологического процесса, начиная с очистки детали, дефектации и т.д., включая механическую обработку, контроль. Операции нумеруют цифрами, кратными пяти (005, 010, 015 и т.д.).
При назначении последовательности выполнения операций необходимо исходить из следующих положений:
- тепловые операции (кузнечные, сварочные, наплавочные и т.д.) выполняются в первую очередь, так как при этом, вследствие остаточных внутренних напряжений, возникает деформация деталей;
- операции, при выполнении которых производится съем металла большой толщины, также выполняются в числе первых, так как при этом выявляются возможные внутренние дефекты;
- если при восстановлении детали применяется термическая обработка, то операции выполняются в такой последовательности: черновая механическая, термическая, чистовая механическая;
- не рекомендуется совмещать черновые и чистовые операции, так как они выполняются с различной точностью;
- в последнюю очередь выполняются чистовые операции.
Если у детали изношены установочные базы, их восстанавливают в первую очередь.
Технологический процесс дефектации представляется в виде карты технологического процесса дефектации КТПД (приложение 4) и карты эскизов (приложение 5).
В графе «код, наименование дефекта» после наименования конкретного дефекта в скобках указывают номер дефекта, занесённый в карту эскизов.
В графе «РЧ» записывают номинальное значение контролируемого параметра по конструкторскому или нормативно-техническому документу, в графе «ДР» – допустимое значение контролируемого параметра. В графе «СТО» указывают наименование применяемых средств контроля.
Операционные карты предназначены для описания технологических операций с указанием переходов, режимов обработки, данных о средствах технологического оснащения, норм штучного времени выполнения операции и переходов.
Формы операционных карт и карт эскизов к ним представлены в приложениях 6...9.
Служебные символы и обозначения, принятые в операционных картах, не отмеченные ранее:
О – содержание операции (перехода);
Т – информация о применяемой при выполнении операции технологической оснастке (записывается в следующем порядке: приспособление; вспомогательный инструмент; режущий инструмент; средства измерения);
Р – режим обработки.
Запись информации со служебными символами М, О, Т и Р выполняют на всей длине строки с возможностью переноса информации на последующие строки.
В операционных картах после наименования операции (перехода) могут записываться технические требования, относящиеся к выполняемой операции (переходу). Номера переходов в операционных картах обозначают арабскими цифрами в технологической последовательности.
Запись переходов необходимо выполнять кратко с указанием метода обработки, выраженной глаголом в повелительном наклонении, и поверхности.
2.7. Режимы механической обработки
восстанавливаемой детали
Механическая обработка восстанавливаемой детали характеризуется определёнными особенностями, заключающимися в высокой твёрдости, неравномерности распределения припуска на обработку, неоднородности свойств обрабатываемых поверхностей.
Основными видами обработки при различных методах восстановления являются токарная и шлифовальная. Токарная обработка применяется в большинстве случаев тогда, когда после восстановления размеров одним из способов (наплавка, напыление, электролитические покрытия), припуск на обработку превышает 0,25 мм на сторону, а твёрдость нанесённого покрытия менее HRC 35...40.
При этом в качестве режущего инструмента используют, как правило, резцы с пластинками из твёрдого сплава.
Шлифование применяют тогда, когда твёрдость обрабатываемой поверхности превышает HRC 35...40, или когда нужно получить высокую точность обработки и малую шероховатость поверхности. Шлифование применяют либо сразу после покрытия, либо после предварительной токарной обработки.
В таблицах 6 и 7 приведены примерные режимы обработки поверхностей, восстанавливаемых различными методами.