Разработка технологического процесса востоновления ступицы ЗИЛ

Курсовая работа

Исходные данные для разработки технологического процесса

  • Характеристика детали

Ступица заднего колеса автомобиля ЗИЛ-130 №130-3103015 является вращающейся деталью подвески, на которую крепят колеса и тормозные барабаны. Ступина колеса обеспечивает установку колеса на мосту и дает возможность колесу вращаться. Ступица смонтирована на мосту с помощью конических роликовых подшипников. На ступице устанавливаются спаренные колеса и тормозной барабан.

Деталь представляет собой полый цилиндр с посадочными поверхностями под два конических роликовых подшипника, с отверстиями под болты крепления колеса, резьбой под винты крепления тормозного барабана. Ступицу собирают с тормозным барабаном, в гнезда ступицы запрессовываю наружные кольца подшипников.

Ступица изготовлена из ковкого КЧ35-10.

Рабочие поверхности детали имеют твердость не более 163 НВ

Ступица заднего колеса имеет сложную конструктивную форму. Работает в сложных условиях. Ступица автомобиля во время эксплуатации воспринимает ударные нагрузки и подвержена вибрации, в результате чего происходит изнашивание отверстия под наружное кольцо наружного подшипника, изнашивание отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника. Также происходит изнашивание отверстий под болты крепления колес, резьбы под винты крепления тормозного барабана и резьбы под шпильки крепления полуоси.

Химический состав, механические, технологические и эксплуатационные свойства стали приведены в таблицах 1, 2, 3.

Таблица 1 – Химический состав КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79

Наименование и марка материала

Химический элемент и его процентное содержание, %

C

Si

Cr

Mn

Ni

S

P

чугун КЧ 35-10

2,50 – 2,75

0,95 – 1,15

<0,06

0,35 – 0,45

0,3

<0,12

0,12 – 0,17

Таблица 2 – Механические свойства КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79

Наименование и марка материала

Показатель

Не менее

Временное сопротивле-ние при растяжении σ в , МПа (кгс/мм2 )

Предел текучести σ т , МПа (кгс/мм2 )

Относи-тельное удлинение, δ 5 , %

Ударная вязкость α н , кДж/м2 (кгс/см2 )

Твердость без термической обработки, МПа

чугун КЧ 35-10

333(35)

10

25(2)

163

Таблица 3 – Технологические и эксплуатационные свойства КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79

Наименование и марка материала

Вид термической обработки

Обрабаты-ваемость резанием

Свариваемость при восстанов-лении

Износо-стойкость

чугуна КЧ 35-10

Многочасовой (27-43 ч) двухступенчатый отжиг: f j = 920^970°С;

t 2 =720-г760° С

Хорошая

Свариваемость очень низкая. Возможна наплавка поверхностей виброду- говым способом

Вполне удовлетворительная

  1. Дефекты детали и причины их возникновения

В результате чрезмерных ударных нагрузок, превосходящих предел прочности материала, на ступице могут образовываться трещины.

В процессе эксплуатации автомобиля в его деталях, в том числе и в ступице, возникают различные дефекты. К числу дефектов, характерных для ступицы колеса, относятся:

  • изменение размеров рабочих поверхностей ступицы, которые происходят в результате изнашивания детали.
  • механические повреждения, возникающие при воздействии на деталь в процессе эксплуатации нагрузок, превышающих допустимые, а также вследствие усталости материала (трещины).

Таким образом, основные дефекты ступицы заднего колеса:

  1. Трещины на ребрах ступицы.
  2. Трещины любого характера.
  3. Износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника.
  4. Износ отверстия под наружное кольцо наружного подшипника.
  5. Износ отверстия под сальник.
  6. Срыв или износ резьбы под шпильки крепления полуоси.
  7. Износ отверстий под шпильку крепления колес.

Основные дефекты ступицы заднего колеса приведены в таблице 4.

  1. Технические требования на дефектацию детали

Таблица 4 Карта технических требований на дефектацию детали

Наименование детали

(сборочной единицы) Ступица заднего колеса

Номер детали (сборочной единицы):

130-3103015

Материал:

КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79

Твердость: 163 НВ

Позиция на эскизе

Возможный

дефект

Способ установления дефекта и средства контроля Визуальный

Размер, мм

Заключение

по рабочему чертежу

допустимый без ремонта

3

Износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника

Стол дефектовщика, Колибр-пробка НЕ 150, или нутромер индикаторный 100-160 мм

Ø 150

Ø 149,99

Постановка дополнительной ремонтной детали

7

Износ отверстия под шпильке крепления колеса.

Стол дефектовщика. Колибр-пробка НЕ 20

Ø 20

до Ø 20.10

Заварка отверстий

  1. Технические требования к отремонтированной детали

Основными поверхностями ступица заднего колеса подвергшимися износу, являются отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника и отверстия под шпильке крепления колеса

Диаметр отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника должен быть Ø 150. Размер соответствует 7- му квалитету точности с

отклонением P, т.е. диаметр 150 P7 () Шероховатость поверхности отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника Ra 3.2 мкм соответствует 5-му классу шероховатости;

  • Диаметр отверстия под шпильке крепления колеса с Ø 20 () Размер соответствует 8- му квалитету точности с отклонением H, т.е. диаметр 20 H8 ()
  1. Расчет размера партии деталей

Месячная программа восстанавливаемых по маршруту деталей N, шт., можно определить ориентировочно

(1)

где N=5000, производственная программа изделий в год;

  • n =2, число деталей в изделии;
  • Кр = 0.17, маршрутный коэффициент ремонта.

шт.;

  • Размер партии деталей Z, шт., определяется по формуле:

(2)

где Х — количество запусков ремонта детали в месяц (принимается не более трех), X = 2;

Принимаем Z = 70

Ступица заднего колеса перемещаются по производственным участкам завода согласно маршруту №1. На этом маршруте устраняются следующие дефекты: износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника, износ отверстия под шпильки крепления колеса. Ступица заднего колеса относится к деталям 2-го класса (полые цилиндры) и 1-й группы (ступицы колёс).

Потенциально возможными способами восстановления размера отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника изготовленного из КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79, диаметром 150 мм, имеющего износ 0.5 мм, являются: постановка дополнительной ремонтной детали, железнение, вибродуговая наплавка. С учетом коэффициента долговечности коэффициента технико-экономической эффективности рациональным способом восстановления является постановка дополнительной ремонтной детали.

Потенциально возможными способами восстановления диаметр отверстия под шпильке крепления колеса, изготовленного из КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79, диаметром 20 мм, имеющего износ 0.4 мм, являются: постановка дополнительной ремонтной детали, заварка. С учетом того что износ слишком велик то рациональным способом восстановления является заварка.

Способа восстановления ступица заднего колеса приведены в таблиц 5.

Таблица 5 Выбор рационального способа восстановления ступица заднего колеса

Номер и наименование дефекта

Применимый способ восстановления

Коэффициент

Принятый способ ремонта

долговечности

технико-экономической эффективности

Износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника

Постановка дополнительной ремонтной детали

0.81

0.350

Постановка дополнительной ремонтной детали

Железнение

0.60

0.637

Вибродуговая наплавка

0.62

0.250

Износ отверстия под шпильке крепления колеса

Постановка дополнительной ремонтной детали

0.81

0.350

Ручная дуговая заварка

Ручная дуrовая заварка

0.42

0.314

В качестве технологических баз при механической обработке отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника поверхности А ступицы принимаем ее наружные поверхность В и И (явная двойная направляющая база) и торец Д (явная опорная база), а для обработки ротверстия под шпильки крепления колеса используем тоже наружные поверхность В и И (явная двойная направляющая база) и торец противоположный торцу Д (явная опорная база).

Поверхности детали, выбранные в качестве технологических баз, обеспечивают соблюдение принципов постоянства и единства баз, так как… Они также являлись технологическими базами при изготовлении ступицы.

Рисунок 1 Схема базирования ступица заднего колеса

На устранение каждого дефекта детали разрабатывается технологический процесс, который состоит из следующих операций которые приведены в таблице 6.

Таблица 6 — Технологические схемы устранения каждого дефекта