Автоматическая вибродуговая наплавка

 

Снижение трудоемкости и повышение качества наплавочных работ может быть достигнуто в результате их автоматизации. Одним из эффективных процессов автоматической дуговой наплавки является вибродуговой способ. Этот способ отличается простотой и поэтому нашел широкое применение на ряде предприятий. Вибродуговая наплавка представляет собой разновидность автоматической электрической дуговой наплавки металлическим электродом. Деталь при этом вращается в центрах токарного станка, а проволока, используемая для наплавки, подается специальной автоматической головкой. Подача проволоки происходит при ее непрерывной вибрации. В результате этого процесс наплавки сопровождается чередующимися моментами горения дуги и короткого замыкания. Благодаря вибрации электрода наплавляемый металл переносится на деталь мелкими порциями. Это облегчает формирование тонких наплавленных слоев.

Поэтому способ вибродуговой наплавки широко применяют для восстановления деталей классов «вал» и «отверстие» сравнительно малого диаметра и с незначительным износом, а так же для восстановления изношенных поверхностей стальных и чугунных деталей довольно широкой номенклатуры.

Для вибродуговой наплавки чаще всего используют старые токарно-винторезные станки, обеспечивающие вращение детали и продольное перемещение вибродуговой головки, наплавочная головка и источник сварочного тока.

Вибрация электрода достигается электромагнитным или механическим вибратором, или за счет эксцентриситета мундштука головки.

В качестве наплавочных головок используют те же механизмы, что и при автоматической наплавке под слоем флюса. В них изменена только конструкция мундштука и отсутствует устройство для подачи флюса.

Этот способ, кроме снижения трудоемкости наплавочных работ, имеет следующие основные преимущества:

1. Незначительное коробление (деформация) деталей.

2. Небольшая зона термического влияния по сравнению с обычной дуговой или газовой наплавкой.

3. Наплавляемая деталь не требует предварительной особой подготовки поверхности.

4. Получение наплавленного слоя достаточной твердости без применения дополнительной термической обработки.

К недостаткам этого способа следует отнести часто возникающие дефекты в наплавленном металле в виде мелких газовых пор, трещин, а также неравномерную его твердость.

 

6. Предварительная механическая обработка

Механическая обработка является наиболее распространенным технологическим процессом изготовления различный по форме деталей с заданной точностью и качеством поверхностей.

Механическая обработка – обработка заготовки из различных материалов при помощи механического воздействия различной природы с целью создания по заданным формам и размерам изделия или заготовки для последующих технологических операций.

Фрезерование является одним из наиболее распространённых и высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом – фрезой.Горизонтальные плоскости обрабатываются цилиндрическими на горизонтально-фрезерных станках и торцовыми на вертикально – фрезерных станках фрезами. Поскольку у торцовой фрезы одновременно участвует в резании большее количество зубьев, обработка ими более предпочтительна.Торцовое фрезерование – наиболее распространенный и производительный способ обработки плоских поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства.В данной работе механическая обработка выполняется торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ 6520Ф3–36, который предназначен для фрезерования по программе деталей сложной формы торцовыми, концевыми, угловыми, и фасонными фрезами.

Величина износа δ_из = 1 мм.

Припуск на предварительную механическую обработку подбираем исходя из геометрических размеров детали и величины износа обрабатываемой поверхности: δ_пр = 0,2 мм.

Губину резания принимаем равной припуску на предварительную механическую обработку изношенной поверхности: t = 0,2 мм.

Исходной величиной подачи при черновом фрезеровании является подача на один зуб S_z = 0,12 мм.

Скорость резания – окружная скорость фрезы, м/мин [8],

 

 (6.1)

 

где С_v – константа, зависящая от вида обработки, свойств инструментального и обрабатываемого материалов, С_v = 41 мм;

D – диаметр фрезы, D = 90 мм;

T – период стойкости, Т = 180 мм;

S_z – подача на один зуб, S_z = 0,12 мм;

В-ширина фрезерования, В = D/(1,25 – 1,5) = 90/1,25 = 72 мм;

Z – число зубьев фрезы, Z = 16;

K_v – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания;

показатели степени:

q = 0,25;

m = 0,2;

х = 0,1;

у = 0,4;

u = 0,15;

p = 0.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания K_v определяется по формуле [8]:

 

 (6.2)

где К_мv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, К_мv = 1;

К_пv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки _Кпv = 1;

К_иv – коэффициент, учитывающий материал инструмента, К_иv = 1;

Частота резания, об/мин:

 

 (6.3)

 

 

Расчёт режимов наплавки

 

В данной работе проводились расчёты двух автоматических видов наплавки, выбранных исходя из экономических и конструкционных соображений: под плавленым флюсом и вибродуговой.

Автоматическая наплавка может выполняться любым сварочным автоматом, однако удобнее применять специализированное оборудование.

Автоматы для вибродуговой наплавки отличаются от обычных наплавочных автоматов наличием вибратора и жидкостного охлаждения.

В качестве оборудования в данной работе для вибродуговой наплавки выбран автомат А – 874.

Автомат А – 874Н является наиболее совершенным аппаратом для наплавки. Этот автомат самоходного типа, предназначенный для выполнения самых различных работ при наплавке тел вращения, плоских деталей и изделий сложной формы. Большие технологические возможности автомата обеспечиваются комплектом сменных узлов и приставок применительно к различным случаям наплавки и электрической схемой, позволяющей вести наплавку с постоянной скоростью скоростью подачи, а также с автоматическим регулированием этого напряжения. Для этой цели в схеме использован универсальный привод.

Для автоматической наплавки под флюсом в качестве оборудования выбран сварочный автомат АДФ-800.