Окончание таблицы 1
|
Термическая обработка колес: нагрев под закалку
|
Кольцевые (карусельные) четырехзонные печи с температурой в рабочих зонах 860 – 920 °С. Продолжительность нагрева 2 – 3 ч
|
Закалка и отпуск
|
Закалка при температуре нагретого металла 820 – 880 °С обрызгиванием струями теплой воды (30 – 40 °С), давлением 0,2 –0,3 МПа. Отпуск в отпускных печах при температуре 450 – 520 °С в течение 2,5 – 4 ч.
|
035 Слесарная
|
Очистка от окалины
|
Дробеметная камера мод. 2М392
|
040 Токарная
|
Окончательная обработка резанием после термообработки
|
Полуавтоматический токарно-карусельный станок мод. 1Д502. Колесо устанавливается на три кулачка планшайбы внутренней поверхностью вверх
|
045 Контрольная
|
Окончательная проверка размеров готового колеса
|
|
2.3 Проектирование технологической операции механической обработки
Цельнокатаные колёса проходят следующую обработку резанием: боковых поверхностей обода колеса, гребня, поверхности катания, наружного торца ступицы. На заводах и в депо, осуществляющих ремонт колесных пар, обработкой резанием подвергается только внутренний торец ступицы и отверстие в ступице под запрессовку оси. Обработка колёс резанием проводится с соблюдением следующих технических требований:
1. Диаметр отверстия в ступице колеса при расточке д.б. выполнен в соответствии с заказом, определяемым при формировании к.п.
2. Колёса, поступающие на обработку должны иметь структуру, равную структуре помещения.
3. Допуск соосности обрабатываемого отверстия ступицы и круга катания колеса не более 1мм.
4. Допуск формы поверхности отверстия ступицы не должен превышать: овальность 25мкн, конусность 50мкн. Обтачивание выполняют на колесно токарном станке за одну операцию. Для этого применяют станок 1531 и 1А501
Определение режимов резания для точения поверхности катания колеса Ø950.
В связи с требованиями к точности и требованиям к качеству поверхности (Rz = 40 мкм), поверхность можно получить в результате чистового точения.
В этом случае глубина резания принимается равной припуску на обработку; подача принимается максимально допустимой по мощности оборудования.
Глубина резания:
t = 1÷ 1,5 мм.
Подача:
s = 1 – 2 мм/об.
Скорость резания:
 ,
|
(2.1)
|
где Т – период стойкости инструмента, мин;
t – глубина резания, мм;
s – величина подачи, мм/об;
Сv – поправочный коэффициент;
Kv – поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
m, x, y – показатели степени.
Период стойкости инструмента:
T = 30 – 60 мин.
Значения коэффициента Сv и показателей степени x,y и m приведены в [1, табл.17].
При обработке твердосплавным резцом Т15К6 при подаче свыше 0,7 мм/об:
Cv = 420;
x = 0,15;
y = 0,3;
m = 0,2.
Kv – поправочный коэффициент, является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки Кmv, состояния поверхности Кnv, материала инструмента Кuv:
 ,
|
(2.2)
|
Для колесной стали 2 коэффициент материала заготовки определяется по формуле:
 ,
|
(2.3)
|
где КГ – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, [1, табл.2];
σв – временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа.
Предел прочности при растяжении является фактическим параметром, характеризующим обрабатываемый материал, для которого рассчитывается скорость резания.
Для колесной стали 2:
σв = 1110 МПа.
Показатель степени nv смотреть в [1, табл.2].
Для углеродистой стали при токарной обработке резцами из твердого сплава:
КГ = 0,9;
nv =1.
 ,
|
(2.4)
|
Поправочный коэффициент Кnv, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания для проката:
Кnv = 0,9.
Поправочный коэффициент Кnv, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания для Т15К6:
Кuv = 1,15.
 ,
|
(2.5)
|
 ,
|
(2.6)
|
Принимаем ближайшую наименьшую частоту вращения, которую может реализовать станок (20об/мин).
Разработка технологического процесса ремонта изделия
3. 1 Выбор и обоснование способа восстановления работоспособности изделия
В ходе эксплуатации подвижного состава определенным образом меняются качественные свойства колесных пар вследствие износа, возникающих термодинамических дефектов, нагрева при торможении. Основным способом устранения различного рода износов и повреждений профиля катания железнодорожных колес является их обтачивание на колесотокарных станках твердосплавным режущим инструментом.
Возникает вопрос, целесообразно ли передавать колесные пары только на обточку, поскольку она имеет ряд особенностей. В большинстве случаев даже современный дорогостоящий режущий инструмент не способен выдержать ударных нагрузок от ползунов. Кроме того, обточка колес, содержащих ползуны, приводит к повышенному износу узлов и механизмов металлорежущего оборудования, что приводит к снижению их жесткости и как следствие точности, что негативно отражается на качестве восстановленного профиля катания колеса. Низкое качество восстановленного профиля приводит к снижению эксплуатационного ресурса колеса.
В силу этого можно предложить обработку шлифованием цельнокатаных колес подвижного состава при их восстановлении на ремонтных предприятиях. Применение данного способа в качестве предварительной технологической операции позволит создать более благоприятные условия для работы режущего инструмента на последующей токарной операции.
Реализовать метод местного силового врезного шлифования при удалении термомеханических повреждений можно путем применения следующей схемы обработки (рис. 2).
Рисунок 2 – Общая схема обработки вагонных колес методом врезного шлифования
На схеме выполняется врезание периферией вращающегося шлифовального круга в дефектную область; вагонное колесо при этом совершает возвратно-вращательное движение с целью обработки дефектного участка по всей длине, а также для предотвращения заклинивания и разрушения шлифовального круга. Кроме того, шлифовальный круг должен совершать возвратно-поступательное движение вдоль оси вагонного колеса для того, чтобы траектория движения точек шлифовального круга по обрабатываемому участку принимала некоторую эллиптическую форму (уменьшить тепловые напряжения).
Колесо в процессе обработки остается неподвижным, а чтобы выполнить обработку по длине всего дефекта, шлифовальному кругу придается дополнительное возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости.
Разработанный способ по сравнению со способом врезного профильного высокоскоростного шлифования более экономичен по расходу абразивного инструмента и более производителен в силу того, что обработка производится не по всей длине окружности колеса, а лишь на определенном участке, содержащем дефект.
Остальной технологически необходимый слой металла для восстановления профиля колеса снимается резцом на последующей токарной операции.
Применяемый абразивный инструмент
Шлифование выполняется шлифовальным (абразивным) кругом, который состоит из абразивных зерен, связки и пор. В данном случае, при шлифовании с повышенной объемной производительностью (врезное шлифование), требуется применение открытых структур. Необходимо задаться конкретной целью, а именно обеспечить минимальную интенсивность теплообразований и повышение скорости обработки в сочетании с оптимизацией других параметров режима.
Наиболее подходящими вариантами инструмента для шлифования колес являются:
Электрокорунд белый более однороден по физическому и химическому составу, обладает более высокой твердостью, острыми кромками, хорошей самозатачиваемостью. Подходящие марки для обработки – 24А, 25А.
Электрокорунд хромотитанистый обладает более высокой механической прочностью и абразивной способностью по сравнению с электрокорундом белым. Марки 92А, 95А.
Эльбор. Имеет наивысшую после алмаза твердость и абразивную способность.
3. 2 Проектирование технологического маршрута ремонта изделия
Ремонт включает в себя работы, выполняемые при освидетельствовании, и работы, связанные непосредственно с устранением дефектов.
При обыкновенном и полном освидетельствовании колесных пар осуществляют предварительный осмотр до очистки (для выявления ослабления, сдвига ступиц колес на оси или трещин), очистку, магнитную и ультразвуковую дефектоскопию (УЗД), проверку размеров и отклонений на соответствие установленным нормам, окраску и сушку.
Для колесных пар на роликовых подшипниках при обыкновенном освидетельствовании дополнительно производят промежуточную ревизию буксовых узлов, а при полном освидетельствовании - полную ревизию с демонтажем и монтажом букс.
Последовательность работ по ремонту колесных пар в вагоноремонтном депо:
Осмотр колесных пар для выявления признаков ослабления или сдвига ступиц колес, трещин, дефектов;
Демонтаж роликовых букс;
Очистка и обмывка колесных пар
УЗД подступичных частей осей колесных пар, а также шеек и предподступичных частей роликовых осей;
Окончательный осмотр, уточнение вида ремонта, проверка размеров колесных пар, заполнение натурного листка формы ВУ-51 "Приход";
Промежуточная ревизия роликовых букс, при необходимости шлифование и обтачивание профиля поверхностей катания колес;
Предварительный подогрев и наплавка гребней колес, обтачивание профиля поверхностей катания колес;
Восстановление шеек и предподступичных частей;
Распрессовка колес с осей;
Обтачивание и накатывание подступичных частей осей;
Магнитная дефектоскопия подступичных частей осей;
Растачивание ступиц цельнокатаных колес;
Запрессовка колес на оси;
Измерение размеров колесных пар и заполнение листка формы ВУ-51 "Расход";
Клеймение колесных пар;
Монтаж роликовых букс;
Окраска и сушка колесных пар;
Механическая обработка осей.
Основным видом наиболее ответственных, сложных и трудоемких работ является восстановление профиля поверхности обода колес.
Колесные пары, которым необходима обработка поверхности катания подаются на установку по вышлифовке, при этом колесные пары, подвергающиеся обыкновенному освидетельствованию подаются со специальными временными крышками, одетыми вместо смотровых. Колесные пары, подвергающиеся полному освидетельствованию - после демонтажа буксового узла и промывки.
Таблица 2 – Технологический маршрут ремонта Цельнокатаного колеса грузового вагона
Наименование и краткое содержание операции
|
Оборудование
|
005 Контрольная
Подразумевает входной контроль
Проверка на наличие дефектов (браковочные или устраняемые): измерение проката и подреза гребня
измерение толщины обода
|
Абсолютный шаблон Т447.05.000
Толщиномер Т447.07.000
Шаблон измерения подреза гребня Т447.08.000
|
010 Шлифование
|
Установка шлифовальная ручного типа
Шлифовальный круг из электрокорунда хромотитанистого 95А на керамической связке
ПП 300×30×76 95А F40R8VA1
Смазочно-охлаждающая жидкость
Укринол-14
|
015 Контрольная
Провести контроль поверхности, перед отправлением на обточку
|
Абсолютный шаблон Т447.05.000
|
|
