Восстановление формы детали

Восстановление деталей пластическим деформированием

Пластическое деформирование применяют для восстановления размеров и форм изношенных деталей, устранения деформаций в деталях, а также для упрочнения их поверхностей.

Восстановление размеров достигается путем перераспределения металла давлением с нерабочих элементов детали на изношенные рабочие поверхности при постоянстве его объема. Процесс основан на использовании пластических свойств металла и применяется для восстановления деталей, изготовленных в основном из сталей и бронзы.

Пластическое деформирование выполняют в холодном (Тн 0,4 Тпл.) или в горячем состоянии (Тн = 0,6…0,8 Тпл.). Нагрев детали увеличивает пластичность ее материала (стали) и снижает в 10 раз и более сопротивление деформированию. В зависимости от конструкции детали, характера и места износа нагрев может общим или местным.

Процесс восстановления размеров деталей состоит из операций:

· подготовка – отжиг или отпуск обрабатываемой поверхности перед холодным или нагрев их перед горячим деформированием;

· деформирование – осадка, раздача, обжатие, вытяжка, правка, электромеханическая обработка и др.;

· обработка после деформирования – механическая обработка восстановленных поверхностей до требуемых размеров и при необходимости термическая обработка;

В зависимости от направления внешней силы, необходимой для деформирования и требуемой величины деформации, в ремонтном производстве при- меняют следующие виды обработки: осадка, раздача, вдавливание, обжатие,

вытягивание, накатывание и правка (рис. 5.11).

Осадку используют для увеличения наружного диаметра сплошных и полых деталей, а также для уменьшения внутреннего диаметра полых деталей за счет сокращения их высоты. Осадку втулок из цветных металлов выполняют в холодном состоянии с применением специальных приспособлений (рис. 5.12). При необходимости механической обработки внутренней поверхности втулки перед осадкой выбирают оправку размером на 0,2 мм меньше диаметра окончательно обработанного отверстия. Уменьшение высоты втулок относительно первоначального размера допускается (не более): для сильно нагруженных – 5…8 %, менее нагруженных – 10…15 %. В специальных штампах при нагреве до температуры ковки осадкой восстанавливают шейки, расположенные на концах стальных валов.

Раздачей восстанавливают наружные размеры полых деталей за счет увеличения их внутренних размеров: поршневые пальцы, посадочные поверхности под кольца подшипников качения чашек дифференциалов, наружные цилиндрические поверхности кожухов, труб полуосей и др. детали (рис. 5.13).

В зависимости от материала и термической обработки деталей раздача осуществляется в холодном состоянии или с нагревом. Нормализованные детали подвергают раздаче без нагрева, закаленные или цементированные – подвергают отжигу или высокому отпуску с последующим восстановлением термической обработкой.

Вдавливание применяют для увеличения размеров наружных поверхностей путем выдавливания материала детали с ее нерабочей части. Вдавливанием восстанавливают тарелки клапанов двигателей, зубчатые колеса, боковые поверхности шлицев на валах (рис. 5.14) и т.д. Шлицы прокатывают по направлению их продольной оси заостренным роликом, который внедряется в металл и разводит шлиц на 1,5…2,0 мм в сторону. Инструментом служат ролики диаметром 60 мм с радиусом заострения около 0,4 мм. Нагрузка на ролик составляет 2,0…2,5 кН.

Рис. 5.11. Схема восстановления деталей пластическим деформированием:

а – осадка; б – вдавливание; в – раздача; г – обжатие; д – правка; е – вытя-

гивание; ж – накатывание; Р – усилие деформации; – деформация.

Рис. 5.12. Приспособление для осадки втулок: Рис. 5.13. Схема восстановления

1 – пуансон; 2 – оправка; 3 – восстанавли- поршневого пальца раздачей:

ваемая деталь; 4 – втулка матрицы; 1 – пуансон; 2 – матрица; 3 –

5 – матрица поршневой палец; 4 – основание

Обжатие применяют для восстановления полых деталей с изношенными внутренними поверхностями за счет уменьшения их наружного диаметра. Этим способом можно восстанавливать втулки из цветных металлов (рис. 5.15,г), отверстия в проушинах рулевых сошек, рычагов поворотных цапф, корпуса гидравлических насосов и др. Процесс обжатия может выполняться в холодном и горячем состоянии в зависимости от материала детали и ее термической обработки. Втулку проталкивают через матрицу (рис. 5.15), которая имеет сужающее входное отверстие под углом 7…8 0 , калибрующую часть и выходное отверстие, расширяющееся под углом 18…20 0 . Калибрующая часть матрицы позволяет уменьшить внутренний диаметр детали на величину износа с учетом припуска на развертывание до требуемого диаметра.

Рис. 5.14. Схема восстановления Рис. 5.15. Приспособление для обжатия

шлицев вдавливанием: втулок: 1 – оправка; 2 – восстанавливаемая

1 – ролик; А – шлиц деталь; 3 – матрица; 4 – опорная втулка

Вытягивание применяют для увеличения длины деталей путем местного обжатия (рис. 5.11,е). Этим методом восстанавливают длину тяг, стержней, шатунов и других деталей.

Технологический процесс вытягивания включает: нагрев, динамическое или статическое деформирование, термическую и механическую обработку, контроль

Накатывание применяют для компенсации износа наружных цилиндрических поверхностей деталей путем выдавливания металла из отдельных частей изношенной поверхности (рис. 5.11,ж). Способ позволяет увеличивать диаметр накатываемой поверхности детали на 0,3…0,4 мм и применяется для восстановления изношенных посадочных мест под подшипники качения, но при этом потеря опорной поверхности не должна превышать – 50 %. К типовым деталям, подлежащим ремонту объемной накаткой, относятся чашка коробки дифференциала, валы коробки передач, поворотные цапфы и т.д. Накатке подвергаются детали без термической обработки (НRCэ 0 С и выдержка при этой температуре 0,5…1,5 ч).

Механическая (горячая) правка производится при необходимости устранения больших деформаций детали и осуществляется при температуре 600…800 0 С. Нагревать можно как часть детали, так и всю деталь. Правка завершается термической обработкой детали.

Правка наклепом (чеканкой) не имеет недостатков, присущих правке давлением. Она обладает простотой и небольшой трудоемкостью. При правильной чеканке достигаются: высокое качество правки детали, которое определяется стабильностью ее во времени; высокая точность правки (до 0,02 мм); отсутствие снижения усталостной прочности детали; возможность правки за счет ненагруженных участков детали. В качестве инструмента для чеканки применяются пневматические или ручные молотки. От наносимых ударов в поверхностном слое детали возникают местные напряжения сжатия, которые вызывают устойчивую деформацию детали.

Наиболее эффективным способом упрочнения галтелей на коленчатых валах является обработка их методом чеканки. При этом наклеп создается с помощью бойков ударного действия.

Ротационный упрочнитель представляет собой вращающийся диск, в который вмонтированы шарики.

Для упрочнения таких деталей, как спиральные пружины, листы рессор, торсионные валы, шатуны и т.п. применяется обработка дробью, которая повышает их усталостную прочность.

Термический способ правки заключается в нагревании ограниченных (местных) участков детали (вала) с выпуклой стороны. В результате нагревания металл расширяется. Противодействие соседних холодных участков приводит к появлению сжимающих усилий. Выправление вала происходит под действием стягивающих усилий, которые являются результатом пластического упрочнения волокон. Эффективность правки зависит от степени закрепления концов детали – при жестком закреплении прогиб устраняется в 5…10 раз быстрее, чем при незакрепленных концах балки. Оптимальная температура нагрева стальных деталей составляет 750…850 0 С.

При термомеханическом способе правки осуществляют равномерный нагрев детали по всему деформированному сечению с последующей правкой внешним усилием. Нагрев осуществляется газовыми горелками до температуры отжига (750…800 0 С).

Правка и рихтовка без нагрева вмятин капотов, крыльев применяется, если толщина их стенок не превышает 1 мм.

Процесс предварительного выравнивания вмятин происходит выбиванием вогнутой части детали до получения у нее правильной формы, его называют выколоткой. Процесс окончательной доводки поверхности после выколотки называют рихтовкой. При правке вмятины под нее устанавливают поддержку 3 (рис. 5.16, а); ударами молотка (выколотки) по вмятине выбивают ее до уровня неповрежденной части поверхности. Подравнивают деревянной или резиновой киянкой оставшиеся после выколотки бугорки. При правке вмятин соблюдают следующие требования: глубокие вмятины без острых загибов и складок выравнивают, начиная с середины и постепенно перенося удары к краю; вмятины с острыми углами выбивают, начиная с острого угла или с выправки складки; пологие вмятины выправляют с краев, постепенно перенося удар к середине.

Рихтовка может быть ручная и механизированная. Ручную рихтовку выполняют рихтовальными молотками и поддержками, которые подбирают по профилю восстанавливаемых панелей. Под растянутую поверхность подставляют поддержку 3 (рис. 5.16, б), которую одной рукой прижимают к панели.

По лицевой стороне восстанавливаемой поверхности наносят частые удары рихтовальным молотком 4 так, чтобы они попадали на поддержку. При этом удары постепенно переносят с одной точки на другую, осаживая бугорки и поднимая вогнутые участки. Рихтовку продолжают до тех пор, пока ладонь руки не перестанет ощущать шероховатость. При работе необходимо ударять всей плоскостью головки молотка. Удары острым краем головки оставляют насечки (рубцы), которые трудно удалить.

Рис. 5.16. Выколотка и рихтовка вмятин:

а – выколотка; б – рихтовка; 1 – выколотка; 2 – вмятина; 3 – поддержка;

4 – рихтовальный молоток

Сущность чистовой обработки поверхности методом пластической деформации заключается в том, что под воздействием деформирующего элемента (шарик, ролик, дорн) при взаимном относительном перемещении инструмента и детали неровности обрабатываемой поверхности деформируются, что позволяет уменьшить шероховатость и упрочнить поверхностный слой благодаря наклепу. Наклеп повышает твердость поверхностного слоя металла и образует сжимающие остаточные напряжения, в результате этого повышается износостойкость и усталостная прочность деталей. К методам поверхностного упрочнения относятся: обкатка роликами и шариками, чеканка, наклеп ротационным упрочнителем.

Обкатку (раскатку) роликами и шариками применяют для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей (рис. 5.17). Обкатка наружных поверхностей выполняют на токарных станках с помощью накатки, которая устанавливается на суппорте станка и прижимается к детали механизмом поперечной подачи. Для обработки внутренних поверхностей гильз цилиндров применяют раскатки, устанавливаемые на расточных станках. При такой обработке достигается шероховатость поверхности не ниже Ra = 0,63…0,16 мкм и повышение усталостной прочности на 20…30 %.

К числу недостаточно используемых (новых) технологических процессов восстановления и обработки деталей пластическим деформированием относят: электрогидравлический метод восстановления деталей, вибрационное обкатывание и раскатывание, а также выглаживание алмазным и твердосплавным инструментом.

Рис. 5.17. Схема обкатывания и раскатывания поверхностей деталей:

а – обкатывание наружных поверхностей; б – раскатывание внутренних поверхностей

Сущность электрогидравлического метода восстановления деталей заключается в том, что при электрогидравлическом разряде образуется ударная волна, приводящая к изменению формы и размеров детали. Электрогидравлический эффект используется для восстановления полых деталей (поршневых пальцев, поршней – рис. 5.18), износостойкость которых при этом увеличивается в 1,5…2 раза. Источником питания является генератор.

Рис. 5.18. Схема восстановления поршня с применением электрогидравлического эффекта: 1 и 4 – корпуса разрядных камер; 2 – поршень; 3 – матрица

Исследованиями установлено, что электрогидравлическим методом можно восстанавливать размеры при износе детали на величину до 0,5 мм. При этом прочность и структура металла остаются без изменений.

Преимуществом способа является простота технологического процесса и оснастки, высокая производительность.

Сущность вибрационного обкатывания и раскатывания состоит в том, что путем сложного относительного перемещения обрабатываемой детали и инструмента, совершающего вдоль оси детали колебания, на поверхности выдавливаются равномерно расположенные канавки в виде сетки. Такая форма поверхности обеспечивает быструю прирабатываемость и повышение износостойкости деталей (гильз цилиндров) в 1,5…2 раза.

Вибрационное выглаживание отличается от обычного тем, что алмазной гладилке дополнительно к подаче движения сообщается возвратно-

поступательное движение (1500…3000 двойных ходов в минуту). Этот процесс обработки также повышает износостойкость, чистоту поверхности детали и снижает усилия обработки, что позволяет осуществлять обработку детали за один проход.

Эффективным способом сокращения цикла обработки, повышения ее точности, качества и экономичности является одновременная обработка резанием деталей и пластическим деформированием (рис. 5.19).

Пластическое деформирование, совмещенное с действием электрического тока, находит применение для восстановления посадочных поверхностей валов и осей, имеющих незначительные износы (не более 0,25 мм). Сущность метода заключается в том, что в месте контакта двух токопроводящих поверхностей выделяется тепло, под действием которого поверхность разогревается, и металл выдавливается инструментом, образуя выступы аналогично резьбе. В зону контакта детали и инструмента подводят ток 350…1300 А, напряжение 2…6 В. Основной причиной тепловыделения является повышенное сопротивление в зоне контакта вследствие малой площади контакта, где металл нагревается до 800…900 0 С.

Для увеличения размера изношенной детали обработку ведут сначала высаживающим инструментом, а затем сглаживающим, придающим необходимый размер детали (рис. 5.20). Восстановленная поверхность получается прерывистой, площадь контакта уменьшается. При площади, равной более 60 % сплошной, прочность сопряжения с гладкой поверхностью кольца подшипника оказывается вполне достаточной благодаря более высокой твердости, полученной при обработке (за счет быстрого отвода тепла в глубь металла), и «шпоночному эффекту», образующемуся за счет упругих деформаций сопрягаемых поверхностей.

Введение дополнительного металла позволяет восстанавливать детали с износом более 0,25 мм. В высаженную винтовую канавку роликом навивают стальную проволоку. Режим наплавки проволоки: ток 1300…1500 А, напряжение 4…6 В, окружная скорость детали 0,8…1,9 м/мин.

В процессе навивки проволока нагревается до 1000…1200 0 С, а под давлением ролика 400…500 Н (40…50 кгс) деформируется и плотно заполняет высаженную канавку. Прочность сцепления проволоки с основным металлом достигается вследствие частичной сварки, диффузии и других связей. При использовании проволоки диаметром 1,4 мм изношенную поверхность можно увеличить на толщину до 1,2 мм. Затем деталь обрабатывают до необходимого размера.

Вместо проволоки высаживание канавки для полноты контакта можно заполнять композициями на основе эпоксидной смолы. После отверждения нанесенного состава поверхность обрабатывают под необходимый размер.

Рис. 5.19. Схема одновременной обработки Рис. 5.20. Схема электромеханической

деталей резанием и обкатыванием: обработки деталей:

1 – корпус; 2 – упор; 3 – пружина; 1 – деталь; 2 – сглаживающая плас-

4 – шарик; 5 – деталь; 6 – резец; тина; 3 – высаживающая пластина;

S – амплитуда колебания 4 – понижающий трансформатор

Достоинствами методов обработки давлением являются: простота, невысокая трудоемкость и стоимость, хорошее качество ремонта без применения дополнительного материала. Недостатки – изменение физико-механических свойств детали, нарушение термообработки при нагреве, возможность образования трещин, необходимость последующей термообработки.

Вид и режим деформирования при восстановлении деталей определяют в зависимости от их конструкции, материала, термической обработки, величины и характера износа.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9857 – | 7659 – или читать все.

Технология восстановления формы деталей

Кузов легкового автомобиля собирают из листовых, штампованных на прессе деталей. Штамповка создает в листовом металле усилия растяжения или сжатия, что приводит к относительному перемещению частиц металла. Другими словами, в металле возникают напряжения, удерживающие форму штампованной детали. Наружные штампованные детали кузова автомобиля обычно имеют выпуклую форму.

В результате удара в деталях кузова возникают новые напряжения. Местами выпуклая поверхность детали 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.

Читайте также:  Высокочастотная металлизация

Часто изменение напряжений в металле происходит 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 восстановление формы детали. Если вмятина обширная, но неглубокая, ее выправляют нанесением удара 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. Восстановление формы включает в себя две основные операции: выколотку и выравнивание, или рихтовку.

Выколотка – это операция, предназначенная для придания поврежденной части формы, близкой к ее первоначальному виду. Различие полученной формы с ее первоначальной устраняется выравниванием. Выколотка осуществляется приложением усилия, противоположного усилию, которое вызвало деформацию. Выколотку производят либо давлением, либо молотком, начиная с более жестких деталей от граничной кромки в направлении центра вмятины.

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. Если позволяет рабочее пространство, желательно применять деревянные киянки, которые обладают значительной опорной поверхностью и не оставляют следов на обработанной поверхности металла. Кроме того, выколотка киянками не вызывает никакого удлинения, так как дерево киянок недостаточно твердое, чтобы вызвать утончение металла. Выколотка киянкой, находящейся в хорошем состоянии, может даже обеспечить предварительное выравнивание высокого качества.

Широкое применение нашли стальные молотки, в бойке которых находится резина. Этот инструмент более надежен и долговечен, чем киянки.

Когда после выколотки форма детали почти восстановлена, поверхность оказывается готовой под последующую рихтовку. Оценка качества восстановленной формы детали осуществляется сравнением с формой недеформированной детали.

Часто выколотку производят непосредственно на автомобиле, особенно в случае ремонта несъемной детали. Это работа в неудобных условиях. Если элемент съемный, его легче снять и выполнить работу на верстаке. Такими деталями являются двери, капоты и крылья некоторых автомобилей.

Особым рихтовочным инструментом являются рифленые кувалды, рабочая поверхность которых напоминает поверхность напильника. Эти кувалды в меньшей степени вытягивают металл, так как профиль рифлений создает сжатие металла.

Несколько слов о ручном инструменте – самом ценном для мастера. Это поддержки, осадки, молотки и т.д. Ручной инструмент обычно поставляется в наборе. Надо отметить, что содержимое набора – плод долгих трудов, поскольку приспособления, в него входящие, универсальны. Сделать универсальной кривизну рабочих поверхностей инструмента сложно. Это под силу только крупным фирмам, способным затратить на создание инструмента значительные средства, а случайные поделки хорошего мастера не удовлетворят.

Рихтовка – последняя операция обработки кузовных деталей. Так как операция является отделочной, ее необходимо выполнять тщательно, для чего часто требуется много времени.

Рихтовка заключается в устранении неровностей поверхности до такой степени, когда состояние ее становится почти таким же, как после штамповки. В процессе рихтовки возникает наклеп, который вызывает упрочнение листа.

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 сталей, причем их бойки закаливают и полируют. Утончение листа, вызываемое обработкой молотком, происходит тем быстрее, чем сильнее наносимые удары.

Лучший эффект достигается в случае рихтовки легкими частыми ударами с малой вытяжкой металла, чем при рихтовке сильными разрозненными ударами, оставляющими следы на поверхности и сильную вытяжку металла. При наличии на рихтуемой детали складки рихтовку начинают с выправления этой складки до окончательной формы, а затем рихтуют остальную часть детали

Рихтовка

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 руки. После рихтовки возможно образование двух видов дефектов поверхности:

на выпуклом участке небольшой листовой панели образуется впадина, которую нельзя устранить выдавливанием;

на обширном участке листовой панели образуется пузырь, который при нажатии на его выпуклую сторону попеременно перемещается то на одну, то на другую сторону листа.

При определении вида дефекта достаточно надавить на его выпуклую поверхность. 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 (хлопок металла).

Как устранить такой дефект? Вначале необходимо определить по возможности границы пузыря и отметить мелом. Далее следует устранить удлинение металла.

При наличии на поверхности панели впадины достаточно произвести рихтовку в глубь двух небольших секторов с каждой стороны листа. При этом удары наносятся по возможности в центр впадины, а затем перемещаются к периферии с постепенным уменьшением силы удара.

При наличии на поверхности панели пузыря 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. При этом нет необходимости нагревать весь пузырь, достаточно выбрать для этого 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 названия 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.

Усиление осаживания металла осуществляется различными способами:

уменьшением скорости распространения теплоты путем создания кольца вокруг нагретой части металла из мокрой ветоши;

противодействием деформации путем нажатия на металл ручкой молотка или другим предметом около нагретой точки;

выстукиванием границ точки металла, нагретого докрасна, а затем и самой нагретой точки киянкой или рихтовочным молотком.

Наибольшее применение имеет последний способ.

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 необходимо следить, чтобы металл не начал плавиться. 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 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 растяжения металла вместо усаживания.

Если пузырь небольшой, то достаточно провести обработку одной точки.

Работу можно считать завершенной только тогда, когда металл остынет до температуры окружающей среды. Для ускорения охлаждения применяют мокрую ветошь или пропитанную водой губку. Если необходимы дополнительные точечные нагревы, то их делают не более двух-трех между каждым охлаждением. Их располагают вокруг центральной точки.

После охлаждения нагретого листа проводят легкую рихтовку прогретого сектора, чтобы выровнять поверхность металла, которая имела до этого деформацию.

Расположение точек усадки зависит от формы пузыря. Если пузырь круглый, то точки располагаются по радиусу. Если пузырь длинный и узкий, то точки нагрева располагают узкими рядами.

Подчеркнем, рихтовка с применением точек усадки требует опыта, который приобретается со временем. Легче проводить такие работы на округлых деталях или сильно выпуклых, чем на почти плоских панелях или панелях с малой выпуклостью. Трудность заключается в восстановлении точной длины металла. Разгонять пузырь необходимо как можно осторожнее, так как рихтовка вызывает удлинение металла, которое должно обеспечить желаемую длину металла. Стоит только нанести несколько сильных ударов, как образуется новый пузырь. В то же время, если нанесено меньшее, чем необходимо, количество ударов, то неопытному может показаться, что металл вокруг пузыря слишком вытянут. Он будет пытаться устранить это точками усадки и выполнять их в большем количестве для достижения малоуловимого равновесия металла, чем опытный жестянщик.

Рассмотрим другой способ устранения пузыря – путем наложения влажного охлаждающего кольца. Он осуществляется следующим образом. Смоченную в воде ветошь располагают вокруг нагреваемой точки, что затрудняет распространение теплоты и, как следствие, уменьшает деформацию, предшествующую нагреву металла докрасна. При этом металл получает большую усадку, чем без предварительного охлаждения, но меньшую по сравнению с применением выколотки.

Вместо ветоши можно использовать пасту. Паста выполняет такую же роль, что и влажное кольцо из ветоши, но действие оказывает более сильное.

Электронагревом

При этом способе нагрев деформированной детали осуществляется пропусканием электрического тока большой силы и низкого напряжения. Вспомним, что точечная сварка легко нагревает докрасна металл, сжатый двумя электродами. Общий принцип действия всех промышленных аппаратов точечной сварки заключается в быстром местном нагреве металла, находящегося в контакте с угольным электродом, установленным в держателе. В зависимости от типа держателя и различной установки электродов сварка может осуществляться точками, прямыми строчками, кривыми строчками. Один провод подводит напряжение к держателю электрода, а второй соединяет лист с массой.

Для устранения пузыря этим способом проводят подготовительные работы. Сначала выправляют деформированную часть с помощью обычных инструментов. Если вмятины небольшие, можно обойтись без правки. С мест обработки удаляют краску (она является изолятором). Операция может выполняться как вручную шабером, так и шлифовальной машинкой. Зачищают также место соединения с массой.

В держатель устанавливают электрод, соответствующий выполняемой работе, если это предусмотрено конструкцией аппарата: электрод с плоским или выпуклым наконечником для выполнения точек усадки; электрод с острым наконечником для выполнения усадочных строчек. На вторичной обмотке регулируют напряжение.

В ремонтной практике применяют два основных типа аппаратов для нагрева зоны правки.

Аппарат со встроенной губкой состоит из держателя электрода, самого электрода и силового провода, питающего держатель электрода. Провод соединяется с аппаратом дуговой сварки, обычно использующим электроды с покрытием, и подключается на место провода, питающего стандартный держатель электрода. Медный электрод установлен внутри держателя электрода и проходит через центральное отверстие кольцевой губки, установленной в корпусе из электроизоляционного материала. Отдельный провод соединяет обрабатываемый металл с массой.

Для тонких листов достаточна минимальная сила тока 40 А. При обработке более толстых листов или алюминия силу тока увеличивают. Губку смачивают в воде и устанавливают в корпусе. Роль губки – ограничивать зону нагрева и охлаждать. Электрод на короткое время вводится в контакт с металлом в зоне правки. Каждое контактирование электрода вызывает местный нагрев металла до красного цвета в результате сопротивления металла прохождению тока. Если аппарат не перемещают в стороны, то получаются точки нагрева. Если аппарат перемещают, получаются усадочные ряды. Нельзя долго держать электрод в контакте с листом, чтобы не прошить его насквозь.

Другой тип аппарата с вынесенной губкой. Он содержит электрический трансформатор с регулятором силы тока, силовой провод с держателем электрода и электродом, силовой кабель, соединяющий аппарат с источником электрического тока. Рабочее напряжение этого аппарата меньше и сравнимо с напряжением аппарата точечной сварки. Регулятор тока вторичной обмотки устанавливают в положение, соответствующее виду и толщине обрабатываемого металла. После каждого контакта электрода с листом нагретую зону протирают влажной губкой. В зависимости от природы деформации нагрев производят точками или рядами. Вначале охлаждают металл вокруг точек контакта, а затем их вершины.

В холодном состоянии удалить пузырь можно лишь в том случае, когда размеры пузыря небольшие и металл не сильно вытянут.д.ля этого ручную наковаленку заменяют мягкой поддержкой, выполненной, например, из твердого дерева, обработанного рашпилем по форме контура детали, или отлитой из свинца. Ударами рихтовочного молотка производят стяжку металла, опирающегося на поддержку, начинают от краев пузыря и движутся в направлении центра.

При рихтовке листа поддержка подвергается деформации, которая способствует равновесному распределению молекул металла. Результат зависит от степени вытяжки металла. Чтобы получить подходящий результат, необходимо, чтобы металл листа был достаточно пластичен, а пузырь имел небольшую выпуклость.

Читайте также:  Буксирование автомобиля (рекомендации и советы)

Ремонт кузова: Технология восстановления формы деталей

Кузов легкового автомобиля собирают из листовых, штампованных на прессе деталей. Штамповка создает в листовом металле усилия растяжения или сжатия, что приводит к относительному перемещению частиц металла. Другими словами, в металле возникают напряжения, удерживающие форму штампованной детали. Наружные штампованные детали кузова автомобиля обычно имеют выпуклую форму.

В результате удара в деталях кузова возникают новые напряжения. Местами выпуклая поверхность детали 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.

Часто изменение напряжений в металле происходит 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 восстановление формы детали. Если вмятина обширная, но неглубокая, ее выправляют нанесением удара 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. Восстановление формы включает в себя две основные операции: выколотку и выравнивание, или рихтовку.

Выколотка – это операция, предназначенная для придания поврежденной части формы, близкой к ее первоначальному виду. Различие полученной формы с ее первоначальной устраняется выравниванием. Выколотка осуществляется приложением усилия, противоположного усилию, которое вызвало деформацию. Выколотку производят либо давлением, либо молотком, начиная с более жестких деталей от граничной кромки в направлении центра вмятины.

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. Если позволяет рабочее пространство, желательно применять деревянные киянки, которые обладают значительной опорной поверхностью и не оставляют следов на обработанной поверхности металла. Кроме того, выколотка киянками не вызывает никакого удлинения, так как дерево киянок недостаточно твердое, чтобы вызвать утончение металла. Выколотка киянкой, находящейся в хорошем состоянии, может даже обеспечить предварительное выравнивание высокого качества.

Широкое применение нашли стальные молотки, в бойке которых находится резина. Этот инструмент более надежен и долговечен, чем киянки.

Когда после выколотки форма детали почти восстановлена, поверхность оказывается готовой под последующую рихтовку. Оценка качества восстановленной формы детали осуществляется сравнением с формой недеформированной детали.

Часто выколотку производят непосредственно на автомобиле, особенно в случае ремонта несъемной детали. Это работа в неудобных условиях. Если элемент съемный, его легче снять и выполнить работу на верстаке. Такими деталями являются двери, капоты и крылья некоторых автомобилей.

Особым рихтовочным инструментом являются рифленые кувалды, рабочая поверхность которых напоминает поверхность напильника. Эти кувалды в меньшей степени вытягивают металл, так как профиль рифлений создает сжатие металла.

Несколько слов о ручном инструменте – самом ценном для мастера. Это поддержки, осадки, молотки и т. д. Ручной инструмент обычно поставляется в наборе. Надо отметить, что содержимое набора – плод долгих трудов, поскольку приспособления, в него входящие, универсальны. Сделать универсальной кривизну рабочих поверхностей инструмента сложно. Это под силу только крупным фирмам, способным затратить на создание инструмента значительные средства, а случайные поделки хорошего мастера не удовлетворят. Сегодня за хороший комплект жестянщика надо уплатить от 600 у.е.

Рихтовка – последняя операция обработки кузовных деталей. Так как операция является отделочной, ее необходимо выполнять тщательно, для чего часто требуется много времени.

Рихтовка заключается в устранении неровностей поверхности до такой степени, когда состояние ее становится почти таким же, как после штамповки. В процессе рихтовки возникает наклеп, который вызывает упрочнение листа.

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 сталей, 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 утончение сопровождается удлинением, которому препятствует металл необработанных молотком участков. В результате блокирования этой деформации происходит выпучивание поверхности листовой детали.

Лучший эффект достигается в случае рихтовки легкими частыми ударами с малой вытяжкой металла, чем при рихтовке сильными разрозненными ударами, оставляющими следы на поверхности и сильную вытяжку металла. При наличии на рихтуемой детали складки рихтовку начинают с выправления этой складки до окончательной формы, а затем рихтуют остальную часть детали.

Восстановление деталей пластическим деформированием

Способ пластической деформации используется для восстановления формы и размеров деталей за счёт перераспределения металла под воздействием внешних сил. Применение данного способа также способствует (в некоторых случаях) улучшению физико-механических свойств деталей.

Как правило, в холодном состоянии восстанавливают детали, выполненные из низкоуглеродистых сталей, а также цветных металлов и их сплавов, а в горячем состоянии – из среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталей, чья температура нагрева составляет 0,7-0,9 от температуры плавления.

Восстановление размеров деталей. Схемы способов восстановления деталей путём пластической деформации представлены на [рис. 1].

Рис. 1. Схемы способов восстановления размеров деталей посредством пластической деформации.

Рд) – Направление действия сил;

δ) – Направление деформации;

Мкр) – Крутящий момент.

Осаживание, как способ восстановления [рис. 1, А)] используется с целью уменьшения либо увеличения внутреннего либо наружного диаметра полых деталей посредством их укорачивания.

Вдавливание [рис. 1, Б)] применяется для восстановления шлицов валов и прочих деталей.

Раздача [рис. 1, В)] используется для восстановления наружного диаметра полых деталей путём увеличения внутреннего. Метод раздачи подходит для восстановления поршневых пальцев, а также бронзовых втулок насосов гидросистем и прочих. Проведение раздачи происходит в холодном состоянии (закалённые детали повергаются предварительному отпуску либо отжигу).

Обжатие [рис. 1, Г)] проводится в случае необходимости уменьшения внутреннего диаметра полых деталей посредством изменения наружного диаметра.

Восстановление отверстий проушин звеньев гусениц тракторов (3 тяговый класс) осуществляется горячим обжатием.

Вытяжка [рис. 1, Д)] используется с целью увеличения детали за счёт местного (на небольшом участке) сужения её поперечного сечения.

Накатка [рис. 1, Е)] применяется для увеличения внутренних либо наружных размеров деталей путём перераспределения металла на поверхности. Накатка с использованием зубчатого ролика целесообразна при восстановлении посадочных поверхностей слабонагруженных валов и прочих деталей.

Электромеханическая обработка является разновидностью восстановления размеров деталей за счёт давления. Сущность электромеханической обработки: деталь устанавливается в центрах токарного станка; в суппорт станка устанавливается пружинная державка с твердосплавной пластиной (1) [рис. 2]. К детали и державке подводится ток (сила 300-800 А, напряжение 1-5 В). В области контакта пластины с деталью происходит выделение большого количества теплоты. Поверхностный слой металла нагревается до 800-900 град. Цельсия, становится пластичным и деформируется путём вдавливания твердосплавной пластины (1) во вращающуюся деталь. На её поверхности формируются спиральные гребни, при этом происходит увеличение диаметра детали с начального (D2) до диаметра (D1). После прохода сглаживающей пластины (3) получают окончательный диаметр (D). Материалом для изготовления высаживающих пластин служит сплав Т-15К6 (угол при вершине – 60 град). Шероховатость рабочей поверхности пластины (инструмента) не должна превышать Ra=0,04 мм.

Рис. 2. Схема высадки и сглаживания поверхности детали электромеханическим способом.

1) – Высаживающая пластинка;

3) – Сглаживающая пластинка;

D – Диаметр после сглаживания;

D1 – Диаметр после высадки;

D2 – Начальный диаметр;

Источником питания является обычный трансформатор, снабжённый 3-4 витками независимой (дополнительной) обмотки проводов (сечение 120 мм 2 ). Этот же провод служит для подвода тока к державке и детали. Режимы электромеханической обработки указаны в [табл. 1].

Таблица 1. Режимы электромеханической обработки.

Режимы работыВысадкаСглаживание
Подача (мм/об)1-21-1,5
Давление инструмента (Н):
для сырых сталей700-800300-400
для закалённых сталей900-1200300-400
Окружная скорость детали (м/мин)3-85-8
Сила тока (А)400-500350-400
Число проходов2-41-2

Повышению качества обработки в процессе сглаживания способствует наложение на инструмент ультразвука. При этом обработка происходит без подключения тока.

Целесообразность механического способа достигается только в случае увеличения диаметра детали не более чем на 0,15 мм. При больших значениях необходимо заполнять винтовые канавки электроконтактной приваркой проволоки либо композицией на основе эпоксидных смол.

Восстановление формы деталей производится для устранения следующих дефектов: изгиб, вмятины, скручивание за счёт правки деталей [рис. 1, Ж)].

Способы правки деталей, используемые в ремонтной практике: пластический изгиб под прессом, местный поверхностный наклёп, местный нагрев поверхности.

Пластический изгиб. В процессе правки без нагрева у детали остаются значительные внутренние напряжение, вследствие чего через определённое время (после правки) деталь принимает свою первоначальную форму. Чтобы снять внутренние напряжения, возникшие после холодной правки, деталь необходимо стабилизировать путём её выдерживания в течение нескольких часов при температуре 250-300 град. Цельсия. Правка крупных, а также сильно деформированных деталей ведётся в нагретом состоянии.

Рис. 3. Схема правки вала посредством местного поверхностного наклёпа.

Местный поверхностный наклёп [рис. 3] является видом правки, который не приводит к снижению усталостной прочности, что важно для целого ряда деталей (рамы, коленчатые валы и прочие). В основе правки лежит принцип нанесения на поверхность детали большого количества местных ударов и, как следствие, возникновение в поверхностном слое ужимающих усилий, которые направлены в ту сторону, куда наносились удары. Наклёп производится посредством пневматического либо ручного молотка с шаровой головкой.

Местный нагрев либо правка тепловым способом основывается на нагреве относительно небольшого участка детали (при том, что её основная масса остаётся холодной) – в нём возникают внутренние напряжения. В процессе охлаждения нагретого участка, внутренние напряжения, возникающие в области нагрева, выправляют деталь. Участок нагрева выбирается на выпуклой части (в области максимального изгиба детали).

Контроль после правки. Проверка плоских деталей производится на плите посредством щупа либо линейки, валов и осей – в центрах с помощью индикатора, рычагов и кронштейнов – специальными шаблонами.

Проверка ответственных деталей на предмет отсутствия трещин происходит с использованием лупы, дефектоскопа и прочих способов.

Способы восстановления деталей

В ремонтной практике применяются следующие основные способы восстановления изношенных деталей: механическая и слесарная обработка, сварка, наплавка, металлизация, хромирование, никелирование, осталивание, склеивание, упрочнение поверхности деталей и восстановление их формы под давлением. Как правило, после восстановления детали одним из способов ее подвергают механической или слесарной обработке, что необходимо для восстановления посадок сопряженных деталей, устранения овальности или конусности их поверхностей, обеспечения требуемой чистоты обработки.

Механической и слесарной обработкой восстанавливают детали с плоскими сопрягаемыми поверхностями (направляющие станин, планки, клинья). При износе направляющих до 0,2 мм их восстанавливают шабрением, при износе до 0,5 мм — шлифованием, а при износе более 0,5 мм — строганием с последующим шлифованием или шабрением.

При ремонте валов, осей, винтов и т. п. в первую очередь проверяют и восстанавливают их центровые отверстия. После этого поверхности, имеющие незначительный износ (царапины, риски, овальность до 0,02 мм), шлифуют, а при более значительных износах наращивают, обтачивают и шлифуют до ремонтного размера.

При ремонте изношенных деталей нередко возникают трудности при выборе способа базирования детали для обработки в связи с изменением основной установочной базы изношенной детали. В таких случаях ориентируются не на основные установочные, а на вспомогательные базы, и от них ведут обработку рабочих поверхностей. Наряду с восстановлением деталей механической обработкой при ремонте негодную часть детали иногда заменяют новой.

Применение компенсаторов износа. Чтобы восстановить первоначальные посадки сопряженных деталей, при их значительном износе применяют детали-компенсаторы. Одну из сопрягаемых деталей обрабатывают до ближайшего ремонтного размера и во вторую вставляют промежуточную деталь-компенсатор. Детали-компенсаторы могут быть сменными и подвижными. Сменные компенсаторы устанавливают в сопряжении, в котором износ появился к моменту ремонта. Подвижные компенсаторы устанавливают тогда, когда можно, не производя ремонта, соответствующим перемещением компенсатора относительно основных деталей устранить зазор, образующийся вследствие износа деталей. Сменными компенсаторами для цилиндрических деталей служат втулки и кольца, а для плоских— планки. Для наиболее распространенных узлов станков сменные детали-компенсаторы целесообразно заготавливать заранее в соответствии со шкалой ремонтных размеров.

Типовые случаи применения деталей-компенсаторов, используемых для устранения износа сопряжений, показаны на рис.2. При износе наружной цилиндрической поверхности вала на него напрессовывают или сажают на клей втулку (рис. 2, а). На износившуюся шейку коленчатого вала устанавливают полувтулку (рис. 2, б). Если в отверстии «разработалась» резьба, то в него ввертывают дополнительную втулку (ввертыш) с вновь нарезанной резьбой (рис. 2,в). При износе внутренней цилиндрической или конусной поверхности в деталь также вставляют втулку (рис. 2,г). Износ плоскостей чаще всего компенсируют планкой (рис. 2, д), которую привинчивают к ремонтируемой детали. Как видно из примеров, сменные детали в большинстве случаев скрепляют с одной из деталей сопряжения при помощи прессовой посадки, винтов, сваркой или универсальным клеем.

Читайте также:  Двигатель внутреннего сгорания в разрезе

Ремонт повреждений и заделка трещин. Дефекты, возникающие в деталях в результате действия внутренних напряжений, больших усилий или из-за механических повреждений (трещины, пробоины, значительные задиры, царапины и выкрашивания), устраняют слесарно-механической обработкой. Трещины и пробоины запаивают, заваривают, заливают, металлизируют, ставят штифты и заплаты. Заплаты применяют для заделки пробоин и больших трещин, соединяя заплату с основной деталью винтами или заклепками. Для чугунных и дюралюминиевых деталей используют винты, а для стальных — еще и заклепки.

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

При ремонте оборудования сварку применяют: для получения неразъемных соединений при восстановлении разрушенных и поврежденных деталей, для восстановления размеров изношенных деталей и повышения их износостойкости путем наплавки более стойких металлов.

Автоматизированные процессы сварки и наплавки являются более совершенными и экономически эффективными по сравнению с ручными способами. Наибольшее распространение в ремонтной практике получила автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка и наплавка под слоем флюса. Ручные способы сварки и наплавки менее совершенны, но являются незаменимыми при ремонте деталей машин в неспециализированных ремонтных предприятиях благодаря маневренности, универсальности и простоте процесса.

Газовую сварку применяют для восстановления деталей из серого чугуна. Детали малого размера и веса сваривают без предварительного подогрева, а крупные детали предварительно нагревают.

Электродуговая сварка более экономична и создает более надежное сварное соединение по сравнению с газовой сваркой.
Правильная подготовка детали к сварке обеспечивает высокое качество наплавленного слоя и прочное сцепление его с основным металлом. Перед сваркой детали очищают и разделывают их кромки. Поверхность деталей очищают стальной щеткой, напильником, наждачным полотном, абразивным кругом, пескоструйным аппаратом, затем промывают бензином или керосином, а также подвергают щелочному травлению. Кромки листов свариваемых встык разделывают (скашивают) под углом (60—70°), а края изломов и пробоин выравнивают.

Наплавка является одним из основных методов восстановления деталей. Она широко применяется в тех случаях, когда трущимся поверхностям необходимо придать большую износоустойчивость. Наплавляют два, три и более слоев часто твердыми сплавами, позволяющими увеличить срок службы деталей в несколько раз. Качество наплавки в значительной степени зависит от состояния восстанавливаемой поверхности. Чугунные и стальные детали из малоуглеродистой стали перед наплавкой обезжиривают с целью удаления масла из пор и трещин. Для этого поверхность детали обжигают газовой горелкой, паяльной лампой или в нагревательных печах. Копоть налет окислов после обжига удаляют с поверхности детали наждачным полотном или ветошью, смоченной керосином или бензином. Участок детали под наплавку обрабатывают стальными щетками или абразивными кругами.

Восстановление деталей металлизацией

Металлизацией называется нанесение расплавленного металла на поверхность детали. Расплавленный металл в специальном приборе — металлизаторе струей воздуха или газа распыляется на мельчайшие частицы и переносится на предварительно подготовленную поверхность детали. Нанесенный слой не является монолитным, а представляет собой пористую массу, состоящую из мельчайших окисленных частиц.

Способом металлизации восстанавливают размеры посадочных мест для подшипников качения, зубчатых колес, муфт, шеек коленчатых валов и т. п. Чтобы металлизационный слой прочно соединился с поверхностью детали, поверхность очищают от грязи и масла и подвергают пескоструйной обработке.

Твердость металлизационного покрытия определяется качеством наносимого материала.

Гальванические покрытия

Для повышения поверхностной твердости деталей и увеличения их сопротивления механическому износу, а также для восстановления размеров деталей их покрывают слоем хрома (хромируют) толщиной 0,25 и 0,3 мм.

Твердые хромовые покрытия подразделяются на два вида: гладкое и пористое. При гладком хромировании смазка на поверхности детали не удерживается из-за плохой «смачиваемости». При работе деталей возникает сухое трение, на трущихся поверхностях появляются задиры. Для устранения этого недостатка применяют пористое хромирование. В порах и каналах, образующихся на наружной поверхности детали, задерживается смазка, снижающая износ и удлиняющая срок службы деталей. Твердое гладкое хромирование применяют для восстановления размеров деталей, работающих с неподвижными посадками, а пористое — для деталей, работающих при значительных удельных давлениях, повышенных температурах и с большими скоростями скольжения. Поры и каналы в хромовых покрытиях чаще всего образуются электрохимическим способом, при помощи анодного травления.

Восстановление деталей путем гальванического наращивания слоя стали (осталивание, или железнение) — один из эффективных методов современной технологии ремонта. Осталивание в отличие от хромирования позволяет наносить слой металла значительно большей толщины (2—3 мм и более). Этим способом целесообразно восстанавливать; детали с неподвижными посадками или детали с невысокой поверхностной твердостью; детали, работающие на трение при величине износа более 0,5 мм; детали, работающие одновременно на удары и истира ние.

Твердое никелирование. Повышенная твердость никелевых покрытий достигается за счет применения электролитов специального состава, обеспечивающих получение осадков никеля с фосфором. Никелевые покрытия с содержанием фосфора обычно называют никельфосфорными покрытиями, а процесс их получения — твердым никелированием. Твердое никелирование может осуществляться электрическим и химическим способами. Химическое никелирование является более простым и осуществляется путем выделения никеля из растворов его солей с помощью химических препаратов — восстановителей.

Восстановление изношенных деталей давлением

Поврежденные и изношенные детали можно восстанавливать давлением. Этот способ основан на использовании пластичности металлов, т. е. их способности под действием внешних сил изменять свою геометрическую форму, не разрушаясь. Детали восстанавливают до номинальных размеров при помощи специальных приспособлений, путем перемещения части металла с нерабочих участков детали к ее изношенным поверхностям. При восстановлении деталей давлением изменяется не только их внешняя форма, но также структура и механические свойства металла. Применяя обработку давлением, можно восстанавливать детали, материал которых обладает пластичностью в холодном или нагретом состоянии. Изменение формы детали и некоторых ее размеров в результате перераспределения металла не должно ухудшать их работоспособность и снижать срока службы. Механическая прочность восстановленной детали должна быть не ниже, чем у новой детали.

К основным видам восстановления различных деталей давлением относятся:

  • осадка при восстановлении втулок, пальцев, зубчатых колес;
  • раздача при восстановлении пальцев поршней, роликов автоматов и т. п.;
  • обжатие при восстановлении вкладышей подшипников и втулок;
  • вдавливание при восстановлении зубчатых колес и шлицевых валиков;
  • правка для выправления гладких и коленчатых валов и рычагов;
  • накатка для увеличения диаметра шеек и цапф валов за счет поднятия гребешков металла при образовании канавок.

Метод пластического деформирования при ремонте деталей применяется не только для восстановления размеров изношенных деталей, но и с целью повышения их прочности и долговечности. Поверхностное упрочнение деталей повышает износостойкость и прочность деталей.
Пластическое деформирование деталей производят также обработкой стальной или чугунной дробью, чеканкой, обкаткой роликами или шариками.

Восстановление и склеивание деталей с использованием пластмасс

Для восстановления изношенных деталей при ремонте металлорежущих станков применяют пластмассы. В качестве клея пластмассы широко используются для склеивания поломанных деталей, а также для получения неподвижного соединения деталей, изготовленных из металлических и неметаллических материалов. При ремонте металлорежущих станков наибольшее распространение получили такие пластмассы, как текстолит, древеснослоистые пластики и быстро твердеющая пластмасса— стиракрил. Текстолит и древеснослоистые пластики применяются для восстановления изношенных поверхностей направляющих станков, изготовления зубчатых колес, подшипников скольжения, втулок и других деталей с трущимися рабочими поверхностями.

Одним из эффективных способов получения неподвижных соединений является склеивание деталей. По сравнению с клепкой, сваркой и сбалчиванием клеевые соединения имеют такие преимущества, как соединение материалов в любом сочетании, уменьшение веса изделий, герметичность клеевых швов, антикоррозионную стойкость и во многих случаях снижение стоимости ремонта изделия. В практике ремонта металлорежущих станков широко используется карбинольный клей и клей типа БФ. Детали, склеенные карбинольным клеем с наполнителем из непористого материала, устойчивы против действия воды, кислот, щелочей, спирта, ацетона и подобных растворителей. Различные марки клея БФ отличаются содержанием компонентов и назначением.

Процесс восстановления деталей склеиванием состоит из трех этапов: подготовки поверхности, склеивания и обработки швов. Поверхности деталей, подлежащих склеиванию, очищаются от масла, загрязнений и хорошо пригоняются. Клей наносят кистью или стеклянной палочкой. Жидкий клей наносят на обе соединяемые поверхности.

Для склеивания деталей, работающих при температуре 60—80° С, применяют клей БФ-2. Для склеивания деталей, работающих в щелочной среде, — клей БФ-4. Клеем БФ-6 приклеивают ткани и резину к металлу.

Клей БФ наносят на склеиваемые поверхности в два слоя с перерывом примерно в 1 ч 15 мин. Соединяемые детали принимают одну к другой (1 — 15 кГ/см 2 ) и выдерживают под прессом.

Выдержка склеенных деталей под прессом

Марка клеяБФ-2БФ-4БФ-6
Температура, °С120—20060—90150—200
Длительность выдержки, ч1—33—40,25—1

Чтобы разобрать склеенные детали, их необходимо нагреть до 200° С и выше.

Технология восстановления формы деталей

Технология восстановления формы деталей

Кузов легкового автомобиля собирают из листовых, штампованных на прессе деталей. Штамповка создает в листовом металле усилия растяжения или сжатия, что приводит к относительному перемещению частиц металла. Другими словами, в металле возникают напряжения, удерживающие форму штампованной детали. Наружные штампованные детали кузова автомобиля обычно имеют выпуклую форму.

В результате удара в деталях кузова возникают новые напряжения. Местами выпуклая поверхность детали 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.

Часто изменение напряжений в металле происходит 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 восстановление формы детали. Если вмятина обширная, но неглубокая, ее выправляют нанесением удара 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. Восстановление формы включает в себя две основные операции: выколотку и выравнивание, или рихтовку.

Выколотка – это операция, предназначенная для придания поврежденной части формы, близкой к ее первоначальному виду. Различие полученной формы с ее первоначальной устраняется выравниванием. Выколотка осуществляется приложением усилия, противоположного усилию, которое вызвало деформацию. Выколотку производят либо давлением, либо молотком, начиная с более жестких деталей от граничной кромки в направлении центра вмятины.

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. Если позволяет рабочее пространство, желательно применять деревянные киянки, которые обладают значительной опорной поверхностью и не оставляют следов на обработанной поверхности металла. Кроме того, выколотка киянками не вызывает никакого удлинения, так как дерево киянок недостаточно твердое, чтобы вызвать утончение металла. Выколотка киянкой, находящейся в хорошем состоянии, может даже обеспечить предварительное выравнивание высокого качества.

Широкое применение нашли стальные молотки, в бойке которых находится резина. Этот инструмент более надежен и долговечен, чем киянки.

Когда после выколотки форма детали почти восстановлена, поверхность оказывается готовой под последующую рихтовку. Оценка качества восстановленной формы детали осуществляется сравнением с формой недеформированной детали.

Часто выколотку производят непосредственно на автомобиле, особенно в случае ремонта несъемной детали. Это работа в неудобных условиях. Если элемент съемный, его легче снять и выполнить работу на верстаке. Такими деталями являются двери, капоты и крылья некоторых автомобилей.

Особым рихтовочным инструментом являются рифленые кувалды, рабочая поверхность которых напоминает поверхность напильника. Эти кувалды в меньшей степени вытягивают металл, так как профиль рифлений создает сжатие металла.

Несколько слов о ручном инструменте – самом ценном для мастера. Это поддержки, осадки, молотки и т. д. Ручной инструмент обычно поставляется в наборе. Надо отметить, что содержимое набора – плод долгих трудов, поскольку приспособления, в него входящие, универсальны. Сделать универсальной кривизну рабочих поверхностей инструмента сложно. Это под силу только крупным фирмам, способным затратить на создание инструмента значительные средства, а случайные поделки хорошего мастера не удовлетворят. Сегодня за хороший комплект жестянщика надо уплатить от 600 у.е.

Рихтовка – последняя операция обработки кузовных деталей. Так как операция является отделочной, ее необходимо выполнять тщательно, для чего часто требуется много времени.

Рихтовка заключается в устранении неровностей поверхности до такой степени, когда состояние ее становится почти таким же, как после штамповки. В процессе рихтовки возникает наклеп, который вызывает упрочнение листа.

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 сталей, 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 утончение сопровождается удлинением, которому препятствует металл необработанных молотком участков. В результате блокирования этой деформации происходит выпучивание поверхности листовой детали.

Лучший эффект достигается в случае рихтовки легкими частыми ударами с малой вытяжкой металла, чем при рихтовке сильными разрозненными ударами, оставляющими следы на поверхности и сильную вытяжку металла. При наличии на рихтуемой детали складки рихтовку начинают с выправления этой складки до окончательной формы, а затем рихтуют остальную часть детали.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Ссылка на основную публикацию