1.Характеристика технологических и операционных карт, их содержание.

Технологические процессы оформляются в виде технологических карт. В практике ремонтного производства технологических машин используют следующие формы карт: маршрутно-технологические и операционные.

Маршрутно-операционные карты разрабатывают для комплексного технологического процесса, когда в деталях устраняют дефекты при определенном сочетании. В такие карты вносят наименование и номенклатурный номер детали, марку машины, количество деталей на одну машину, твердость, массу детали и номер маршрута.

В основной части маршрутно-операционной карты указывают номера операционных карт, последовательность выполнения и краткое содержание операций, оборудование, приспособления, инструмент, время, необходимое для выполнение операции и разряд работы.

Операционные карты получили преимущественное распространение на специализированных ремонтных предприятиях, где технологический процесс ремонта детали расчленен на большое количество операций с поточной расстановкой оборудования для их выполнения.

В этих картах помещают: операционный эскиз обработки с указанием базы крепления детали; операционные размеры и допуски, технические условия;наименование переходов и последовательность их выполнения; инструмент (режущий и мерительный); приспособления; нормативы времени и разряд работ.

Технологический процесс ремонта деталей складывается из двух законченных процессов: получения ремонтной заготовки и механической обработки деталей.

Форма операционной карт технологического процесса и порядок их разработки в обоих случаях одинаковы. Разница лишь в том, что для процесса наращивания изношенных поверхностей под режимом следует понимать режим наращивания. Например, для электролитических способов – состав электролита, плотность тока, и т.п., а для механической обработки – режимы резания.

Последовательность разработки карты технологического процесса механической обработки ремонтируемой детали примерно следующая:

- выбор (назначение) установочной базы;

- составление пооперационного плана (маршрута) обработки поверхностей;

- выбор способа обработки детали с определенным количеством операций и переходов;

- расчет общего припуска на обработку и припуски на межпереходные размеры;

- расчет наивыгоднейших режимов обработки;

-выбор приспособления (если не применимы универсальные, проектирование специальных приспособлений;

- выбор оборудования для выполнения всех операций;

- выбор способа контроля и измерительных средств;

- расчет затрат времени для каждого перехода и операции;

- определение разряда работ по каждой операции.

Выбранные последовательность обработки, способы, средства и расценки записывают в карту технологического процесса, которая после ее утверждения становится законом производства.

2.Металлизация. Схема и действие дугового металлизатора.

МЕТАЛЛИЗАЦИЯ НАПЫЛЕНИЕМ Процесс металлизации заключается в нанесении на поверхность детали расплавленного металла струёй сжатого воздуха. Толщина покрытия, в зависимости от его назначения, может быть от 0,03 до 10 мм и более. При ремонте машин металлизация Напылением имеет пока ограниченное применение: наращивание изношенных поверхностей валов, цапф, устранение различных дефектов в корпусах (раковин, пор), декоративные и антикоррозионные покрытия.

Физическая сущность процесса металлизации Заключается в следующем: напыляемый металл расплавляется каким-либо источником тепла и с помощью сжатого воздуха или инертного газа распыляется на мелкие частицы диаметром от З до 300 мкм. Расплавленные частицы металла, пролетая расстояние от зоны плавления до поверхности детали, успевают несколько остыть и из жидкого состояния переходят в твёрдое. В момент удара эти частицы, обладая достаточно большой кинетической энергией, контактируют с микрорельефом поверхности детали и между собой, образуя на поверхности детали покрытие. Прочность покрытия определяется молекулярными силами сцепления контактных участков и чисто механическим зацеплением напыляемых частиц за неровности поверхности детали. Средняя температура потока частиц у поверхности детали относительно невысока (около 70 °С), что связано с подачей большого объёма воздуха и небольшого объёма частиц металла. В процессе напыления частицы металла подвергаются окислению. Покрытие получается пористым, достаточно хрупким, имеющим низкий предел прочности на растяжение. В зависимости от источника расплавления металла различают следующие виды металлизации: газопламенную, дуговую, высокочастотную, плазменную.

Газопламенная металлизация На рисунке 3.27 показана схема распыления металла газовым металлизатором: присадочная проволока З расплавляется пламенем смеси горючего газа (ацетилена или пропан-бутана) с кислородом. Эта смесь подаётся по кольцевому каналу 1, а по кольцевому каналу 2 подаётся сжатый воздух или инертный газ, который распыляет жидкий металл. Рас- плавление металла производится в восстановительном пламени 4, что позволяет уменьшить выгорание легирующих элементов (углерода, марганца и др.) и тем самым повысить качество напыляемого металла. Преимуществом газопламенной металлизации является сравнительно небольшое окисление металла. Недостаток способа — сложность установки и невысокая производительность процесса (2...4 кг напыляемого металла в 1 ч).

дуговая металлизация Заключается в том, что электрическая дуга возбуждается между двумя присадочными проволоками 1 (рис. 3.28), которые изолированы одна от другой и непрерывно подаются роликовым механизмом 2 со скоростью 0.6...1,5 м/мин. через наконечник 3. Одновременно через сопло 4 в зону дуги поступает воздух или инертный газ под давлением 0,4.. .0,6 МПа. Расплавленный металл выдувается сжатым воздухом на поверхность детали 5.

Для дуговой металлизации применяют станочные аппараты ЭМ-б, МЭС-1, ЭМ-12, ручные аппараты ЭМ-З, ЭМ-9 и проволоку типа Нп-40, Нп-30ХГСА, Нп-ЗХIЗ и др.

Преимущества дуговой металлизации — относительно высокая производительность процесса (от З до 14 кг напыляемого металла в 1 ч) и достаточно простое оборудование. К недостаткам процесса относятся значительное выгорание легирующих элементов и повышенное окисление металла. Высокочастотная металлизация

Основана на расплавлении присадочной проволоки с помощью индуктора, который питается током высокой частоты (200... 300 кГц) от лампового генератора. Высокочастотная металлизация по сравнению с дуговой имеет ряд преимуществ: уменьшается выгорание легирующих элементов проволоки в З...б раз и уменьшается пористость покрытия; увеличивается производительность процесса, т.к. применяется проволока большего диаметра (З...6 мм); уменьшается примерно в 2 раза удельный расход электроэнергии. Недостаток — более сложное оборудование.

Плазменная металлизация

Весьма перспективный способ напыления металлов, т. к. позволяет получать покрытия из тугоплавких и износостойких материалов, в том числе из твёрдых сплавов. Этот способ основан на способности газов переходить при определенных условиях в состояние плазмы. Плазмой называется газ, находящийся в сильно ионизированном состояний под воздействием различных факторов: температуры, электрического или высокочастотного разряда, у —излучения, детонации. При плазменной металлизации плазма образуется пропусканием плазмообразующего газа через дуговой разряд, который возбуждается между двумя электродами. Плазменная обработка осуществляется на специальных установках, называемых плазмотронами, или плазменными головками. На рисунке 3.29 показана принципиальная схема установки для плазменной металлизации. Установка состоит из плазмотрона и устройства для подачи напыляемого порошка.

Плазмотрон состоит из катода З и анода (сопла) 7, охлаждаемых потоком воды 2. Катод изготовлен из вольфрама, анод — из меди. Катод изолирован от анода прокладкой 5. Для получения плазменной струи между катодом и анодом возбуждают электрическую дугу б. Плазмообразующий газ, введенный в зону горения дуги по каналу 1, ионизируется и выходит из сопла 7 в виде струи небольшого сечения. В качестве плазмообразующего газа используют аргон или азот и реже водород или гелий. Температура плазменной струи достигает 10000... 30000 ⁰С. Более высокую температуру (15000...30000 ⁰ С) имеет аргонная плазма, однако азотная плазма является большим носителем тепловой энергии. В качестве напыляемого материала применяют гранулированный порошок 4. Подача порошка в плазменную струю осуществляется по каналу 8 транспортирующим газом (азотом). Расход порошка регулируют в пределах от З до 12 кг/ч. Напыляемый порошок расплавляется плазменной струёй 9 и наносится на поверхность 10 детали. Наиболее ценными свойствами обладают порошковые сплавы на основе никеля (ПГ-ХН80СР2, IIГ-ХН80СРЗ, IIГ-ХН80СР4): невысокой температурой плавления (950... 1050 ⁰С), необходимой твёрдостью (в пределах 35-60 HRС), жидкотекучестью, высокой износостойкостью, свойством самофлюсования. Недостаток этих сплавов — высокая стоимость. Менее дефицитны порошковые сплавы на основе железа с высоким содержанием углерода ПГ-У30Х28Н4С4 КБХ и др. Эти сплавы обеспечивают твёрдость 56-63 НRС, высокую износостойкость. К недостаткам их относят тугоплавкость (температура плавления 1250...1300 ^ОС) и отсутствие свойства самофлюсования. Для плазменной металлизации применяют универсальные плазменные установки УПУ-3 и УПУ-4 и универсальные плазменно-металлизационные установки УМП-4 и УМП-5. Свойства плазменного покрытия могут быть значительно повышены, если после нанесения покрытия оплавить его плазменной струёй, ацетилено-кислородным пламенем или токами высокой частоты. Износостойкость таких покрытий при напылении сплавом ПГ-ХН80СР3превышает износостойкость стали 45, закалённой до твёрдости 54-58 НRС, в 2... 3 раза. Прочность сцепления покрытия, нанесённого на сталь, после оплавления повышается в 8... 10 раз и равна 400...450 МПа. Плазменная металлизация с оплавлением покрытия может быть применена для восстановления деталей, работающих со знакопеременными нагрузками.

Технологический процесс металлизации При всех способах ремонта деталей металлизацией технологический процесс состоит из подготовки детали к металлизации, нанесения покрытия и обработки детали после металлизации. Подготовка детали к металлизации включает операции очистки, обезжиривания и механической обработки детали для придания напыляемой поверхности правильной геометрической формы и создания на поверхности детали шероховатой поверхности с целью улучшения сцепления покрытия с основным металлом. Наиболее распространено образование шероховатой поверхности путём дробеструйной обработки детали чугунной дробью при давлении воздуха 0,4...0,6 МПа в течение 3... 5 мин. Детали с твёрдостью свыше 350 НВ подвергают электроискровой или анодно-механической обработке, получая необходимую шероховатость. Нанесение металла. При металлизации тел вращения деталь закрепляют в центрах токарного станка, а металлизатор устанавливают на суппорте. При металлизации плоских поверхностей напыление осуществляют при помощи металлизатора вручную. Качество покрытия зависит от ряда факторов: давления воздуха в процессе напыления, расстояния от сопла пистолета до детали, скорости подачи проволоки и скорости движения детали относительно потока распыляемого металла, принятого режима металлизации, обеспечивающего минимальную окисляемость напыляемых частиц. При дуговой металлизации применяют проволоку диаметром 1...1,5 мм; силу тока 90..150 А; скорость подачи проволоки 0,6... 1,5 м/мин. При меньшей скорости дуга горит с перебоями и покрытие получается неравномерным. Превышение скорости не обеспечивает полного расплавления проволоки. Скорость металлизации принимают 5...15 м/мин., продольную подачу металлизатора 1,5...5 мм/об. Механическая обработка налыленных покрытий имеет ряд особенностей, связанных с их повышенной хрупкостью и твёрдостью. В зависимости от припуска на обработку, твёрдости и требований качества поверхности напыленного слоя выполняют токарную обработку или шлифование. При точении напыленных покрытий применяют резцы из сплава Т15К6 с пониженными режимами резания: глубина резания 0,1...0,З мм, подача 0,1...0,15 мм/об. Шлифование износостойких покрытий, имеющих высокую твёрдость, следует выполнять алмазными кругами на вулканитовой основе.

Эксплуатационные свойства металлизационных покрытий Прочность сцепления покрытия с основным металлом недостаточна. Так, например, прочность сцепления при электрометаллизации составляет 10... 25 МПа, при газовой металлизации — 12...28 МПа, при плазменной — до 40 МПа. Прочность сцепления возрастает с ростом силы тока, расхода газа, от применения предварительного подогрева детали до температуры 200...300 ⁰С, подслоев из легкоплавких сплавов или молибдена, а также оплавления поверхности после её напыления. Износостойкость металлизационных покрытий достаточно высокая, что предопределяется значительной их пористостью (до 10... 20 % объёма), которая способствует удерживанию в напыленном слое смазочного масла. При плазменном напылении порошковой проволокой получают покрытие с пористостью в пределах 2... 5 %. Значительное повышение износостойкости можно получить при плазменной наплавке путём применения тугоплавких материалов.

Усталостная прочность деталей весьма низкая, что объясняется слабой прочностью сцепления металлизационного покрытия с металлом детали и необходимостью создания весьма шероховатой поверхности при подготовке детали к металлизации. Поэтому металлизированные детали, особенно полученные способами дуговой и газопламенной металлизации, не рекомендуется использовать в условиях работы со знакопеременными и повторными нагрузками.

Билет 6.