Характеристика объекта проектирования.
Автомобиль Hyunday Accent после лобового столкновения с другим автомобилем имеет ряд следующих деформаций:
· Залом переднего правого лонжерона;
· Залом переднего левого лонжерона;
· Сильное повреждение капота;
· Повреждение переднего левого крыла;
· Повреждение переднего правого крыла;
· Серьёзное повреждение телевизора;
· Залом на правой передней двери;
· Смешение правой стойки;
· Залом на крыше в районе правой стойки.
2 Специальная часть.
Условия работы объекта проектирования.
Тоже и с автомобилем, но в любом, даже самом жестком кузове, возникают деформации, пускай даже микроскопические. Для ещё одного примера возьмем, скажем, так «не новую» машину отечественного производства и поднимем её на домкрате. В 80% случаев при этом двери заклинит в проёмах, а это значит, что кузов деформировался! Как это влияет на поведение автомобиля? Главная прочностная характеристика автомобильного кузова — это его жесткость на скручивание. Если жесткость кузова невелика, тогда реакции на повороты руля становятся «размазанными» — изгиб кузова и податливость металла в зонах крепления рычагов подвески вносят рассогласование в работу передней и задней подвесок. К тому же постоянное скручивание заставляет кузов стареть интенсивнее. Начинают потихоньку «раскрываться» сварные швы, в образовавшиеся микротрещины пробирается коррозия. В общем, ничего хорошего. Также достаточно сильно на жесткость влияет и тип кузова. В этом плане 3-х дверные хэтчбеки и купе по жесткости намного впереди всех остальных именно из-за формы кузова, обеспечивающего максимальное сопротивление изгибу, ну а самыми мягкими считаются минивэны и универсалы.
Какие же причины не дают конструкторам добиваться максимально увеличения жесткости? Во-первых, это вес. Чем большим количеством металла мы усилим, тем тяжелее становится автомобиль. В итоге меняем «шило на мыло». Частично ситуацию спасают усилители из легкого карбона, но тут встаёт другая проблема – цена. Не последнюю роль играет и безопасность, ведь зона моторного отсека должна легко деформироваться, а следовательно быть как можно менее жесткой. Конструкторам приходится идти на компромисс и искать баланс в этих показателях. Измеряется крутильная жесткость кузова в ньютон-метрах на градус (Нм/град.- чем больше силы (в ньютонах) приложить, тем на больший угол(в градусах) деформируется кузов.)Чем выше эта величина, тем меньше деформируется кузов от приложенной скручивающей нагрузки.
Существует множество способов увеличения жесткости кузова например:распорка передняя, распорка нижняя, распорка задняя, увеличение сварных швов, усиленные подрамники, стабилизаторы поперечной устойчивости и поперечины, различные усиливающие элементы в слабых по жесткости местах, разработанные под конкретную модель и, конечно, каркасы.
2.2 Описание особенностей конструкции.
Кузов — типа седан, четырехдверный, цельнометаллический, свар ной, несущей конструкции. Несъемные элементы каркаса кузова изготовлены из стального листа и соединены между собой контакт ной сваркой, а в труднодоступных местах — электросваркой полуавтоматом в среде инертного газа. Несущие элементы кузова — лонжероны, поперечины, стойки, пороги — имеют коробчатое сечение. Стыки панелей и сварные швы герметизированы мастикой. К съемным элементам кузова относятся: передние крылья, двери, крышка багажника, капот, передний и задний энергопоглощающие бамперы. Передние крылья закреплены на кузове болтами. Крышка багажника имеет подъемное устройство, оборудованное двумя торсионными стержнями. На дверях и крыше установлены молдинги на фиксаторах. Все стекла — гнутые, полированные, безопасного типа. Ветровое стекло — трехслойное, толщиной 5 мм, все стекла дверей и заднее — закаленные, толщиной 3,2 мм. Заднее стекло — с элементом обогрева. Ветровое и заднее стекла вклеены в проемы кузова и являются частью его силовой схемы. Боковые стекла треугольных окон фиксируются в проемах кузова с помощью резиновых уплотнителей. Стекла дверей — опускные, приводятся в движение, в зависимости от модификации автомобиля, электрическими или ручными стеклоподъемниками. Салон автомобиля оборудован двумя рядами сидений. Передние сиденья — раздельные, с регулировкой перемещения в продольном направлении и наклона спи нок. Подголовники — съемные, регулируемые по высоте. Заднее сиденье — со спинкой, состоящей из двух частей и единой подушкой. Места водителя и переднего пасса с трехточечным креплением, сред нее место заднего пассажира двухточечным поясным ремнем. В автомобиле могут быть установлены надувные подушки безопасности для водителя и переднего пассажира.
2.3 Выбор способа ремонта.
Автомобиль обследован, неисправности и дефекты обнаружены. Теперь следует задуматься о том, сколько будет стоить ремонт и как его лучше производить: заменить детали кузова, восстанавливать деформированные детали, насколько кузов поражен коррозией.
После обследования повреждений аварийный автомобиль может подвергаться одной из двух категорий ремонта:
1) если наружные повреждения съемных элементов не вызвали деформацию кузова и подрамника, то производится только малый ремонт обшивки кузова;
2) если сильные повреждения вызвали искажение размеров между точками крепления механических узлов, то требуется восстановление структуры кузова автомобиля или замена кузова(когда в результате повреждения кузов признан непригодным к ремонту или затраты на ремонт выше стоимости нового кузова). Во всех случаях восстановление кузова должно обязательно сопровождаться контролем геометрии с применением шаблонов или посредством измерения размеров основания кузова. Но для ремонта наружных поверхностей требуется, скажем так, мелкий инструмент и незначительное количество оснастки, в то время как для восстановления кузова нужны различные сложные приспособления, обеспечивающие качественное выполнение работ. Выправление формы кузова. Как известно, детали кузова изготавливаются из листового металла методом штамповки. С помощью пресса листу металла придается нужная форма. При этом в самом материале под воздействием пресса создаются растяжения и сжатия, что приводит к относительному перемещению частиц металла. В металле возникают напряжения, удерживающие форму штампованной детали. Наружные штампованные детали кузова автомобиля обычно имеют выпуклую форму. В результате удара выпуклая поверхность сжимается, выравнивается, затем становится вогнутой и, если удар очень сильный, металл вытягивается. Вокруг деформированной зоны создается граничный пояс, в этом месте металл подвергся наибольшей вытяжке, так как в момент сжатия он являлся своего рода шарниром, на который действовали усилия сжатия. Этот ограничительный пояс иногда образует резко выраженную кромку или складку и мешает восстановлению формы металла, так как является зоной возникновения максимальных внутренних напряжений. Изменение напряжений в металле может происходить не по всей панели, а лишь в зоне удара. Во многих случаях форма панели восстанавливается после разгрузки точек утяжки кромки, ограничивающей зону деформации. Перед выполнением работ в зоне утяжки металла шабером снимают краску и противошумную мастику, освобождают места утяжек, а затем начинают восстанавливать форму детали. Если вмятина обширная, но неглубокая, ее выправляют
ударом по вершине вмятины. Если вмятина более глубокая, то ее выправляют постепенно, начиная от края, при этом под выправляемую поверхность на границе вмятины подставляют наковаленку соответствующей формы. Если в деформированной зоне находятся более жесткие сечения (детали жесткости, подкладки, стойки), ремонтировать начинают в первую очередь эти детали, так как они обладают большим сопротивлением деформации и затрудняют восстановление формы листовых деталей.
Выколотка и выравнивание. Восстановление формы включает в себя две основные операции: выколотку и выравнивание, или рихтовку. Выколотка – это предварительное, черновое придание первоначальной конфигурации поврежденной детали. Различие полученной формы с ее первоначальной устраняется выравниваем, или рихтовкой. Выколотку производят либо давлением, либо молотком, начиная с более жестких деталей от граничной кромки в направлении центра вмятины.Усилие прилагают в направлении, противоположном тому, в котором произошла деформация. Выколотку можно начать и выдавливанием с помощью домкрата или рычага, следя за тем, чтобы создаваемое усилие не вызвало деформации в точках опоры.Операцию продолжают с помощью молотка и ручной опорной наковаленки. Профиль наковаленок, применяемых для выколотки, выбирают похожим на профиль детали перед деформацией.Ударные инструменты, применяемые при выколотке, не должны вызывать удлинение листа, нельзя применять ударные стальные инструменты, нанося удары по листу на наковаленке.
Лучше всего применять деревянные киянки. Они обладают значительной опорной поверхностью и не оставляют следов на обработанной поверхности металла.Выколотка деревянными киянками имеет еще одно преимущество: она не вызывает никакого удлинения, так как дерево киянок недостаточно твердое, чтобы вызвать утончение металла. Выколотка киянкой, находящейся в хорошем состоянии, может обеспечить предварительное выравнивание высокого качества. Можно применять и стальные молотки, в бойке которых находится резина. Они более надежны, чем деревянные киянки. После выколотки форма детали должна повторять первоначальную форму. Оценка качества восстановленной формы детали осуществляется сравнением с формой недеформированной детали. В некоторых случаях выколотку производят непосредственно на автомобиле, особенно при ремонте несъемной детали, что значительно затрудняет работу, поэтому, если элемент съемный, его лучше снять и выполнить работу на верстаке. Такими деталями являются двери, капоты и крылья некоторых автомобилей.
Особый инструмент – рифленые кувалды, рабочая поверхность которых напоминает поверхность напильника. Эти кувалды в меньшей степени вытягивают металл, так как профиль рифлений создает сжатие металла.
Рихтовка заключается в устранении неровностей поверхности до такой степени, когда состояние ее становится почти таким же, как после штамповки. От качества рихтовки зависит и качество последующей покраски, а также количество шпатлевки, которое придется наложить на поверхность для окончательного ее выравнивания. В процессе рихтовки возникает наклеп, который вызывает упрочнение листа.
Рихтовка – последняя операция обработки кузовных деталей. Так как операция является отделочной, ее необходимо выполнять тщательно, для чего часто требуется много времени. Рихтуют ударами молотка по листу, который опирают на наковальню. Используемая для рихтовки наковальня должна обладать достаточной массой, чтобы поглощать удар, и иметь форму, схожую с формой рихтуемой части детали. Рабочая поверхность наковальни должна быть гладкой, чтобы не оставлять следов на поверхности листа. При рихтовке применяются рихтовочные молотки, называемые также гладилками, и молотки-кувалды. Молотки изготовляют из стали, причем их бойки закаливают и полируют. Утончение листа, вызываемое обработкой молотком, происходит тем быстрее, чем сильнее наносимые удары. Так как объем металла остается постоянным, то его уточнение сопровождается удлинением, которому препятствует металл необработанных молотком участков. В результате блокирования этой деформации происходит выпучивание поверхности листовой детали. Наилучшая техника – это частые легкие удары. По возможности они должны быть точно направленными и одинаковые по силе. При рихтовке сильными разрозненными ударами инструменты оставляют на поверхности металла следы и чрезмерно растягивают и истончают лист. Если на рихтуемой детали есть складка, то рихтовку начинают с выправления этой складки до окончательной формы, а затем рихтуют остальную часть детали. Качество выполненной рихтовки оценивается визуально и ощупыванием поверхности ладонью руки. Визуально наиболее легко контролируются выпуклые или вогнутые поверхности путем просмотра их под углом или сбоку. Для контроля плоских поверхностей применяют линейки. При ощупывании малейшая неровность ощущается ладонью. После рихтовки возможно образование двух видов дефектов поверхности: 1) на выпуклом участке небольшой листовой панели образуется впадина, которую нельзя устранить выдавливанием; 2) на обширном участке листовой панели образуется пузырь, который при нажатии на его выпуклую сторону попеременно перемещается то на одну, то на другую сторону листа.Если участок листовой панели небольшой, то дефект не выжимается. Если участок листовой панели достаточно обширный, то выпуклая часть панели, называемая пузырем, перемещается и образует на другой стороне листа выпуклость, при этом возникает характерный шум.
Впадины можно убрать таким образом: произвести рихтовку в глубь двух небольших секторов с каждой стороны листа. Наносятся удары по возможности в центр впадины, а затем перемещаются к периферии с постепенным уменьшением силы удара.
В случае, если на поверхности панели обнаружен пузырь, необходимо стянуть металл. Это можно выполнить только путем утолщения металла. Однако пластичность мягкой стали при комнатной температуре недостаточно высокая, в то же время металл, нагретый до достаточно высокой температуры (для мягкой стали это 800 °C), становится пластичным и легко деформируется. Однако нет необходимости нагревать весь пузырь, достаточно выбрать несколько подходящих точек.
Более удобным источником нагрева является кислородно-ацетиленовая горелка. Операция заключается в устранении дефекта путем использования процессов расширения и усадки металла, возникающих при нагреве, и последующего охлаждения. Местные нагревы получили название усадочных точек, или усадочных нагревов. Механизм процесса заключается в следующем. При нагреве точки металла узким пламенем кислородно-ацетиленовой горелки небольшой круг металла быстро разогревается докрасна. Но прежде чем металл станет красным, он начинает расширяться и расширение может вызвать образование выпуклости. Как только металл нагреется докрасна, его пластичность резко возрастет. Под действием пружинящего эффекта окружающего не нагретого докрасна металла происходит усадка разогретой докрасна части металла. Так как расширению металла препятствует менее нагретый окружающий металл, то увеличение его объема происходит за счет утолщения. Как только металл разогреется докрасна, горелка отводится и начинается охлаждение: нагретый круг металла становится темно-красным, затем черным и продолжает далее охлаждаться. При охлаждении металл сжимается, его объем уменьшается, но удерживается расположенным вокруг металлом, длина и ширина которого не изменялась. Необходимо, чтобы дополнительное утолщение, полученное при растяжении металла, было восстановлено после охлаждения. Но так как металл имеет температуру, не соответствующую максимальной пластичности, то, сжимаясь, он поглощает небольшую часть удлинения окружающего металла. Для того чтобы обеспечить нужную усадку,применяют следующие методы: уменьшают скоростьраспространения теплоты путем создания кольца вокруг нагретой части металла из мокрой ветоши; оказывают противодействие деформации путем нажатия на металл ручкой молотка или другим предметом около нагретой точки;
выстукивают точки границы металла, нагретого докрасна, а затем и самой нагретой точки киянкой или рихтовочным молотком.
Последний способ – самый распространенный. Рассмотрим порядок выполнения технологических операций рихтовки различными способами.
При рихтовке нагреванием и выстукиванием горелку быстро подводят к центру пузыря, прогревают его и горелку отводят, когда разогретое докрасна пятно достигнет диаметра, равного максимум 12 мм. При нагреве металл не должен расплавиться. Если нагретое пятно будет большего диаметра, это вызовет гораздо большую усадку, чем надо. Если работа выполняется в одиночку, то горелку откладывают, под лист (почти под дефект) помещают наковаленку. Быстро выстукивают не покрасневший металл вокруг нагретой точки, а затем и саму нагретую точку, пока металл еще остается темно-красным. Обработку предпочтительнее вести деревянной киянкой. При рихтовке молотком-гладилкой сила удара должна быть небольшой, чтобы не создать растяжение металла вместо усаживания. Если пузырь небольшой, то достаточно провести обработку одной точки. Работу можно считать завершенной лишь тогда, когда металл остынет до температуры окружающей среды. Только после полного охлаждения можно реально оценить результат. Для ускорения охлаждения применяют мокрую ветошь или пропитанную водой губку.
2.4 Выбор оборудования.
1. Аппарат углекислотной сварки. Применяется он для приваривания деталей при их замене. Если есть автоген, то можно вполне обойтись и им. Многие мастера используют его как универсальное оборудование – для сварки, резки, нагрева (усадки).К примеру СШ1-1 "Терен"- диаметр проволоки: 0.8 и 1.0 мм.Напряжение питающей электросети переменного тока, вольт 220±10%. Номинальная потребляемая мощность 3КВт.
2. Гидравлическая домкрат - растяжка. Обычно в набор, помимо насоса и цилиндра, входят насадки различной формы и удлинители. Гидравлические домкраты – растяжки используют для исправления перекосов кузова (например, выдавливания средних стоек). Вполне можно обойтись и одним домкратом, но лучше, если их будет два набора, так как иногда есть необходимость выдавливать перекос одновременно в разные направления. К примеру JBJ-22.5TL JET. Домкрат гидравлический подкатной 2т. Высота подхвата 135мм. Высота подъема 300мм.
3. Телескопические линейки и мерительные системы. Они служат для контроля выполняемых операций.
4. Стапель – стенд для восстановления геометрии поврежденных кузовов. Восстановление в основном несущих элементов, таких как стойки и лонжероны. Стенды могут быть и с компьютерным контролем процесса вытяжки.
5. Споттер – это многофункциональное оборудование, которое имеет несколько назначений. Соединение деталей контактной сваркой, усадка металла графитовым электродом, приварка шайб, шпилек, проволоки, с помощью которых происходит вытягивание вмятин. К примеру WS6 Универсальный споттер с электронным управлением и выбором режима. Модель 220В. Максимальный сварочный ток 5000А. Комплектуется тележкой, набором расходных материалов, обратным молотком, ручным обратным молотком для скрытых полостей. В комплекте 3 угольных электрода 300 мм.
6. Универсальный набор ключей и головок. К примеру Force 4821.
7. Гидравлика. К примеру Р-343. Усилие на плунжере силового цилиндра, kH 45- 50. Рабочий ход силовой цепи, мм 200.
8. Набор отвёрток. К примеру "Vira" - Биты: Т15; Т20; Т25; Т27; Т30; Т40; SL5,5; SL8; SL4 и др. Отвертки обычные. Размер: 8 мм х 200 мм; 6 мм х 100 и др. Отвертки диэлектрические. Размер: РН1 х 100 мм; SL4 х 100 мм. Отвертки часовые. Размер: Т10 х 50 мм; Т15 х 50 мм; Т20 х 50 мм; РНООО х 50 мм; РНОО х 50 мм; РНО х 50мм.
9. Молотки. Различного веса бойка от 300 г до 1кг.
10. Машинка со шкуркой. К примеру Kolner KAG 115/500 M. Напряжение питания 220-240В, 50Гц, потребляемая мощность 500 Вт, число оборотов 11000 об/мин, макс. диаметр диска 115 мм, посадочный размер 22,2 мм, резьба шпинделя М14, сетевой кабель 2 м, масса 1,62 кг.
2.5 Составление технологического процесса восстановления.
1. Мойка автомобиля. Осуществляется спомощью ветоши и воды или кёрхером.
2.Демонтаж повреждённых крыльев, бампера, фар.
3. Увязка автомобиля на стапеле с заранее прощитанным углом вытяжки,так чтобы автомобиль был в неподвижном состоянии во время работы. В работе могут возникнуть проблемы с местом увязки гидравлики их избегаем припомощи приварки специальной пластины с отверстием.
4. Увязываем гидравлику к месту вытяжки и начинаем её. Замеры при вытяжки лонжерон проводим по диагоналям моторного отсека (к примеру от от крепления стойки к переднему верхнему креплению рамки радиатора и также семметрично вторую диагональ). Замеры при возврашении проводить также по диагоналям,но при этом проверять преодически плотностью закрытия двери.
5. После вытяжки лонжерон и восстановлени всех геометрических размеров кузова заменяем теливизор (рамка крепления радиатора) и капот. Капот сразу выставляем по зазорам.
6. Производим восстановление передних крыльев. В работе используем молотки плоские с острым бойком для точного восстановления формы и деревянные бруски.Если есть разрывы метала удаляем их спомощью сварки. Устанавливаем на автомобиль и доробатываем споттером предварительно очистив рабочую поверхность машинкой со шкуркой.
7. Производим удаоение вмятин и февормаций на крыше и дверях с помощью споттера,предварительно очистив рабочую поверхность от краски.
8.Зачишаем поверхности где мы работали споттером и сваркой, шлифовальной машинкой.