Восстановление пластическим деформированием

Восстановление пластическим деформированием

Вдавливание (рис. 43, б), когда восстанавливают фаски клапанов, боковые поверхности шлицев и др.

Раздача (рис. 43, в), когда устраняют износ втулок по наружному диаметру за счет увеличения внутреннего диаметра. Этот способ используется при восстановлении поршневых пальцев, полых штанг толкателей и др.

Обжатие (рис. 43, г), когда уменьшают внутренний диаметр деталей за счет уменьшения наружного размера. Применяют при восстановлении бобышек, рулевых сошек, различных рычагов, тяг, звеньев гусениц.

Вытяжка (рис. 43, д), когда необходимо восстановить длину тяг, стержней (штанг) и других деталей за счет местного сужения поперечного сечения.

Правка (рис. 43, е), когда необходимо восстановить линейность поверхности и форму детали без объемного перераспределения металла. Правкой восстанавливают элементы металлоконструкций, валы, оси, тяги, шатуны, рычаги, диски колес и диски трения и другие детали, нарушенные вследствие изгиба, скручивания, коробления и др.

В зависимости от степени деформации, конструкции и материала детали правят с нагревом или в холодном состоянии. Длинные валы без подогрева можно править на токарном станке с помощью упора, закрепленного в суппорте станка, или на прессах. При правке на прессах валы укладывают на призмах прогибом вверх и нагружают между упорами. При этом вал выгибают в обратную сторону на величину, в 10—12 раз превосходящую стрелу прогиба, и выдерживают под нагрузкой 1,5—2 мин.

Рис. 43. Схема методов восстановления деталей пластическим деформированием

Термически обработанные детали после холодной правки для устранения остаточных напряжений нагревают до температуры, несколько ниже температуры конечной термической обработки, которой они подвергались при изготовлении, с последующим постепенным охлаждением.

Правку в горячем состоянии при нагреве деталей до температуры 600—650 °С выполняют с помощью молота или ручного молотка. Термически обработанные детали после правки с нагревом вновь подвергают термообработке.

Высокую точность (до 0,02 мм на 1 м длины вала) дает правка местным поверхностным наклепом (рис. 44). Результаты правки окончательно проверяют через 20—25 ч.

При восстановлении неподвижных сопряжений ряда деталей с износом не более 0,25 мм применяют электромеханическую обработку, представляющую собой разновидность пластического деформирования (вдавливания), совмещенного с местным нагревом поверхности детали электрическим током. Процесс заключается в следующем: в зону контакта детали 1 (рис. 45), установленной в патроне токарно-винторезного станка, и высаживающего ролика 3, установленного в суппорте станка, подводится ток 600— 1000 А напряжением 2—6 В. Металл в зоне контакта нагревается до температуры 800—900 °С. Нажатием твердосплавленного ролика 3 производится выпучивание металла до размера Dt. Сглаживающим роликом 2 шейку доводят до чертежного размера D0. При этом имеет место некоторое уменьшение контактной поверхности детали.

Пластическое деформирование находит широкое применение не только при восстановлении поверхностей и форм, но и для улучшения физико-механических свойств поверхностного слоя металла, повышения класса шероховатости и увеличения коррозионной стойкости. Особенно часто пластическое деформирование применяют в сочетании с наращиванием металла различными способами (наплавкой, осталиванием и др.) для повышения предела выносливости, а значит и долговечности деталей.

Рис. 44. Схема правки местным поверхностным наклепом

Рис. 45. Схема электромеханического способа пластического деформирования

Упрочнение наружных поверхностей или наклеп выполняется дробью, шариками, механической чеканкой, обкатыванием роликами, а внутренних — раскатыванием, дернованием, проталкиванием шарика (рис. 46).

Дробеструйной обработкой чугунной и особенно стальной дробью диаметром 0,5—2 мм упрочняются детали, работающие в условиях значительных знакопеременных нагрузок (валы, оси, рессоры и др.). Обработка выполняется с помощью дробомета (рис. 46, а) — механической установки роторного типа, выбрасывающей дробь на обрабатываемую поверхность со скоростью 60—70 м/с, или дробеструйной установки (рис. 46, б), где дробь выбрасывается струей сжатого воздуха под давлением 0,5—0,6 МПа.

Наклеп механической чеканкой (рис. 46, в) применяется для упрочнения галтелей, шлицев; наклеп шариками (рис. 46, г), обкатка роликом (рис. 46, д) и шариком (рис. 46, е), а также обкатка вибрирующим роликом (рис. 46, ж) применяются для обработки валов, штоков, клапанов и др.

Роликовая раскатка (рис. 46, з) предназначена для обработки гидроцилиндров, гильз, фасок клапанных гнезд и др.

Рис. 46. Способы пластического упрочнения деталей

Упрочнение отверстий достигается продавливанием через него с некоторым натягом стального стержня-дорна (рис. 46, и) или закаленного шарика.

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.

Читайте также:  Замена масляного фильтра Ауди

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: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8735 – | 8277 – или читать все.

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.

Восстановление деталей пластической деформацией (давлением)

Пластическое деформирование используют при восстановлении размеров деталей, их формы и физико-механических свойств. Из­ношенные детали восстанавливают осадкой, вдавливанием, разда­чей, обжатием, вытяжкой и накаткой. Форму деталей, измененную вследствие деформаций от изгиба и кручения, восстанавливают правкой статическим нагружением или наклепом. Восстановление механических свойств материала деталей, повышение их усталос­тной прочности и износостойкости осуществляют способами по­верхностного пластического деформирования, к которым относят­ся обкатка роликами и шариками, чеканка, алмазное выглажива­ние, дробеструйная обработка и др.

Восстановление размеров изношенных деталей пластическим де­формированием достигается в процессе перераспределения метал­ла с нерабочих элементов деталей на изношенные. Восстановле­ние первоначальной формы деталей правкой основано на упругих свойствах материала детали. Восстановление усталостной прочнос­ти и износостойкости деталей производится повышением твердо­сти поверхностного слоя металла и созданием в нем благоприят­ных остаточных напряжений.

Осадку применяют для уменьшения внутреннего или увеличе­ния наружного диаметра полых деталей (втулок), а также увели­чения наружного диаметра сплошных деталей за счет уменьшения их длины (рис. 4.14, а). Уменьшение высоты втулок, воспринима­ющих большие нагрузки, допускается не более чем на 8 %, а для менее нагруженных втулок — на 15 %.

Вдавливаниеприменяют для увеличения наружного размера де­тали за счет вытеснения металла из ограниченного участка ее не­рабочей поверхности.

Раздачейвосстанавливают наружные размеры полых деталей, увеличивая их внутренние размеры (рис. 4.14, б). Методом разда­чи восстанавливают, например, поршневые пальцы дизелей.

Читайте также:  Быушные запчасти

Обжатие применяют для уменьшения внутреннего диамет­ра полых деталей, уменьшая их наружный диаметр (рис. 4.14, в). При обжатии с нагреванием металл детали изменяет свою струк­туру, поэтому после деформации ее подвергают повторной терми­ческой обработке.

Вытяжкуиспользуют для увеличения длины деталей в резуль­тате местного обжатия (рис. 4.14, г). Деформацию производят ча­ше всего в холодном состоянии.

Рис. 4.14. Схема восстановления деталей давлением: а осадка; б — раздача; в — обжатие; г — вытяжка; д — накатка; Р — уси­лие; 5 — деформация

Накаткаприменяется для компенсации износа наружных ци­линдрических поверхностей деталей, воспринимающих удельную нагрузку не более 7 МПа, за счет выдавливания металла из восста­навливаемой поверхности (рис. 4.14, д). Накаткой восстанавлива­ют детали с твердостью не более 30 HRC. Если твердость выше, то деталь подвергают отпуску. Накатку производят зубчатым роликом с шагом зубьев 1,5—1,8 мм, обеспечивающим высоту подъема ме­талла не более 0,2 мм на сторону и уменьшение опорной поверх­ности — не более 50 %.

Правка статическим нагружением под прессом производится в холодном состоянии. Чтобы получить после правки требуемую ос­таточную деформацию детали, ее перегибают в обратном направ­лении прогибом, в 10—15 раз большим первоначального. Для по­вышения стабильности правки и увеличения несущей способнос­ти деталей после правки их подвергают термической обработке. Правка под прессом снижает усталостную прочность деталей на 15-20 %.

Правку наклепом производят нанесением ударов по нерабочим поверхностям деталей. От ударов, наносимых пневматическим мо­лотком, в поверхностном слое детали возникают местные напря­жения сжатия, которые вызывают устойчивую остаточную дефор­мацию детали. Режим правки зависит от материала детали, энер­гии удара и конструкции ударного бойка.

Преимущества способа восстановления деталей пластической деформацией — простота технологического процесса и применяе­мого оборудования, особенно при деформировании деталей в хо­лодном состоянии; экономическая эффективность процесса из-за отсутствия дополнительных расходов на материалы. Преимущест­ва правки наклепом — стабильность правки во времени, высокая точность (до 0,02 мм), высокая производительность, отсутствие снижения усталостной прочности деталей. К недостаткам данно­го способа следует отнести ограниченность номенклатуры восста­навливаемых деталей, невозможность их повторного восстановле­ния и некоторое снижение механической прочности деталей при восстановлении изношенных поверхностей. Правка статическим нагружением под прессом в холодном состоянии не дает хороше­го качества восстановления деталей из-за возникновения в про­цессе правки внутренних напряжений, которые снижают усталостную прочность детали на 15—40 %, а также с течением времени приводят к повторной деформации детали.

Восстановление втулок из цветных металлов осадкой производят в специальных приспособлениях в холодном состоянии. Если после осадки предусмотрена механическая обработка внутренней поверхности втулки, то размер пальца, ограничивающего деформацию втулки по внутреннему диаметру принимают на 0,3 мм меньше, чем диаметр окончательно обработанного отверстия. Осадкой восстанавливают также размеры стальных деталей — шейки валов, расположенные на концах деталей, толкатели клапанов и др. При этом деформацию деталей производят в штампах при нагревании до температуры ковки.

Восстановление зубьев шестерен и шлиц на валах осуществляют объемным вдавливанием в нагретом состоянии с использованием специальных приспособлений.

Восстановление поршневых пальцев и других наружных поверхностей деталей производят раздачей сферическими прошивками в холодном состоянии. Если деталь подвергалась закалке или цементации, то ее перед раздачей подвергают отжигу или высокому отпуску, а после раздачи восстанавливают первоначальную термическую обработку.

Восстановление отверстий во втулках из цветных металлов производят обжатием. Детали, восстановленные раздачей и обжатием, необходимо проверить на отсутствие трещин.

Правке подвергают детали рамы, коленчатые и распределительные валы, шатуны и другие детали. После правки коленчатых и распределительных валов, изготовленных из стали 45, статическим нагружением под прессом в холодном состоянии для стабилизации формы необходимо нагреть их до температуры не выше 180—200 °С и выдержать при этой температуре не менее 5 часов. Такая стабилизация восстанавливает несущую способность деталей только до 60—70 %.

|следующая лекция ==>
Гальванические покрытия|Восстановление путем постановки добавочной детали

Дата добавления: 2017-11-04 ; просмотров: 2025 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Восстановление способом пластического деформирования

Пластическое деформирование применяют для восстановления размеров изношенных деталей, формы поверхностей деталей и упрочнения (при холодном деформировании наклепом). Восстановление размеров изношенных поверхностей деталей достигается за счет перераспределения Ме детали с нерабочей поверхности на рабочую.

Пластическую деформацию осуществляют в холодном и горячем состоянии. В холодном состоянии пластическое деформирование происходит за счет сдвига отдельных частей кристаллов относительно друг друга по плоскости скольжения. Так как плоскость деформирования в холодном состоянии требует значительных усилий, то применяют нагрев деталей до min температуры, но достаточной для увеличения пластических св – в металла.(при большем нагреве может образоваться окалина и обезуглероживание с потерей твердости).

3 этапа пластического деформирования: подготовка детали; пластическое деформирование; обработка после деформирования (механичекая или ТО).

Первый этап состоит в отжиге или высоком отпуске перед холодным деформированием (не делается до твердости HRC 25-30) и нагревании детали до 850 – 1100 °С перед горячим деформированием.

Пластическое деформирование для восстановления размеров производится осадкой, раздачей, обжатием, вытяжкой и накаткой.

1. Осадка (пуансон, матрица, деталь). Для уменьшения внутреннего диаметра детали и увеличения наружного полых деталей; увеличение наружного диаметра цельных деталей при уменьшении длины. Толкатели клапанов, шейки валов на конце вала (нагревают), втулки цветных (в холодном состоянии).

2. Раздача. Для увеличения наружного диаметра при увеличении внутреннего. Поршневые пальцы, посадочные поверхности под подшипники чашек дифференциала. Производят в холодном виде.

3. Обжатие. Для уменьшения внутреннего диаметра детали и уменьшении наружного. Отверстия в проушинах рулевых сошек, рычагах поворотных цапф, втулки цветных Ме и др. Втулки – холодное деформирование, остальное – горячее.

4. Вытяжка. Увеличении длины за счет местного обжатия. Тяги, толкатели … Чаще в холодном состоянии.

5. Накатка. Восстановление наружной поверхности за счет выдавливания металла. Применяют накаточные ролики. Поворотные цапфы, валы КПП…

Правка деталей. Проводится в холодном состоянии. Шатуны, балки мостов, валы. Гидравлические прессы: после необходимо провести ТО для снижения внутрен напряжений. Правка наклепом: высокая точность, высокая производительность, упрочнение, нет снижения прочности (например, колен.валы ударяют по щекам).

Упрочнение. Обкатки, раскатки шариковые и роликовые (цилиндры, отверстие, в головке шатуна). Чеканка галтелей валов спец. ударным приспособлением. Ротационные упрочнители. Упрочнение дробеструйной обработкой (рессоры, пружины и др.). При всех этих способах за счет наклепа увеличиваются твердость, качество поверхностей, выносливость

7.2. Металлические инструменты для обработки заготовок

Токарные резцы – по технол. назн-ю делят на:

1- Проходные – обтачивание наружных цилиндрических пов-тей;

2- Подрезные – обтачивание плоских торцевых пов-тей;

3- Расточные – растачивание сквозных и глухих отверстий;

4- Отрезные – для разрезания заготовок;

5- Резьбовые – нарезание резьб, наружных и внутренних;

6- Фасонные, круглые и призматические – для обтачивания фасонных пов-тей.

7- Прорезные- обтачивание кольцевых канавок.

По хар-ру обработки:

По форме рабочей части:

По направлению подачи:1- правые; 2- левые.

Инструменты делают из разных сталей:

Углеродистые стали – У7А, У8А, У9А … до У12А (угл 0,7%á)

Сá кол-ва угл-да á твердость и â пластичность. Эти стали для зубил и метчиков.

Легированные стали – с содержанием хрома (Х), вольфрама (В), ванадия (Ф), кремния (С) и др. для фрез, сверл, точных инструментов (размеры не должны изменяться после закалки)(Г – магний).

При скорости резания 5-40 м/мин применяют быстрорежущие стали с повышенной твердостью. Легированные стали с содержанием хрома (Х), вольфрама (В), ванадия (Ф), кремния (С), магния (Г) и др. для фрез, сверл, точных инструментов (размеры не должны изменяться после закалки). Быстрорежущие стали с большим кол-вом вольфрама ( до 18%), также исп-ют молибден (дешевле).

Твердо-сплавочные инстр-ты изг-ют из титано-кобальтовых Т5К10, Т15К6, Т30К4.

Сверла – режущий инстр-т для обработки отверстий в сплошном мат-ле или для рассверливания отверстий.

Зенкеры – для увелич-я диаметров цилиндрич. отверстий с целью повышения их точности и чистоты пов-ти.

Развертки – многозубный инстр-т типа сверла, зенкера, при обработке вращается вокруг своей оси, совершая движение подачи (позволяет более точно и чисто вести обработку).

Фрезы – применяют для обр-ки пазов, канавок, впадин косозубых колес и т.д.

Фрезы бывают: 1- цилиндрические, 2- торцевые, 3- дисковые, 4- угловые, 5- фасонные, 6- концевые.

Протяжки – для обр-ки внутр. лилиндрич. и фасонных отверстий. При протягивании большая производительность, т.к. большая суммарная длина режущих кромок одновременно участвующих в срезании металла.

Метчики – для обработки внутр и наружн резьб

Абразивные инструменты для обработки заготовок.

Инструменты: Шлифовальные круги, головки, сегменты, бруски, шлиф. ленты, шкурки, притирочные порошки.

Материалы: Электрокорунд нормальный (Э), электрокорунд белый (ЭБ), монокорунд (М), карбид кремния зеленый (КЗ), черный (КЧ), электрокорунд хромистый (ЭХ), электрокорунд титанистый (ЭТ).

Формы и размеры шлиф. кругов сдандартизированы, каждой форме круга условное обозн-е: ПП – плоские прямые, ПВ – плоские с выточкой, Д – диски, ЧЦ – чашечные цилиндрические, ЧК – чашечные конические, ЛК – кольца.

Абразивный инструмент обладает разными свойствами. Один подходят для точных чистовых операций, другой для обдирочных.

Шлифовальные круги – тела вращения, состоящие из зерен (искусственные или естественные минералы и кристаллы) абразивного материала и вяжущего материала – связки (керамическая). 3вида связок: керамическая; бакелитовая связка – круги прочны, упруги, но плохо переносят охлаждающую жидкость; вулканитовая связка – высокая твердость, водостойкость, работают с большими скоростями, но быстро засаливаются. Твердость – сила для вырывания зерна (мягкие, средней мягкости, твердые, средней твердости, весьма твердые, чрезвычайно твердые). Для мягких металлов – круги более твердые.

Например маркировка КЧ46СМ2-М25К обозначает карбид кремния черный, зернистость 46, твердость СМ2 или М2, структура 5, связка керамическая.

Прогрессивно – ленточное шлифование.

Головки применяют для внутреннего шлифования и снятия заусениц.

Шлифовальные бруски применяют для ручных слесарных работ.

Алмазные круги для шлифования металлов из твердых сплавов. Алмазный круг состоит из корпуса и алмазного слоя. Корпус – сталь, пластмасса, алюминий. Слой алмаза – 1,5 ¸3 мм.

Притирочные пасты применяют для высокой точности и качества поверхности. Применяют пасты: абразивные на основе электрокорунда или окиси хрома (пасты ГОИ) и алмазные (АП-100 и др.) на основе синтетического алмаза. При притирке используют смазочно-охлаждающие жидкости: керосин (лучше с добавлением олеинового масла и канифоли), легкие минеральные масла, бензин, содовую воду и др.

7.9. Методы получения заготовок

В зависимости от назначения детали, основными видами заготовок явл-ся:

– отливки из черных и цветных металлов

– кованные, прессованные и штампованные заготовки

– заготовки из проката и листового металла

– заготовки из биметаллических материалов

Отливки из черных и цветных металлов могу производиться как разовые формы так и в постоянные. Материалом для разовых форм могут быть песчаные смеси, а также смеси состоящие из песка и различных смол. Разовые формы предназначены для изготовления одной заготовки.

Кованные, прессованные и штампованные заготовки получают под давлением. Их изготовление отличается высокой производительностью, малой трудоемкостью и повышенной экономией металла.

Штамповка. Производится на механических, гидравлических и пневматических прессах, специальных штампах. Может производится предварительный подогрев заготовки. Штамповку отличает высокая жесткость получаемых заготовок и малый расход металла. Используется для получения поддонов.

Ковка. При индивидуальном и мелкосерийном производстве. Металл имеющий форму блюмов (призм) нагревают и подвергают ковке на прессах-молотках. Позволяет получить заготовки низкой точности и с большим припуском на механическую обработку. Для высокой прочности заготовок используются подкладные штампы.

Заготовки из неметаллических материалов. Пластмассы, резина, пластики, металлокерамика. Данные заготовки имею высокую прочность и износостойкость => используют для изготовления некоторых видов зубчатых колес, приборных щитков и т.д. «+»: не требуют смазки, работают с малым шумом. «-»: малая теплопроводность => возможно размягчение трущихся поверхностей. Заготовки из металлокерамики получают прессованием различных смесей порошков с предварительным подогревом ниже точки плавления основного компонента. Для деталей из металлокерамики доводочной операции не производится, заготовки подвергаются калибровке по размерам, заданным конструктором.

Отливки постоянной формы.

Литье в кокиль. Для изготовления заготовок из стали и чугуна. Данным способом можно получить заготовки от нескольких грамм.

Литье под давлением. Можно получить заготовки сложной формы с тонкими стенками. При этом способе прочность в 1,5 раз больше чем при литье в песчаные формы. Изготавливают блоки цилиндров.

Центробежное литье. Применяют для отливок центробежной формы: втулок, колец.

8.1. Расчет годового объема работ при проектировании АТП

Годовой объем работ по АТП определяется в человеко-часах, вкл. объемы работ по ЕО, ТО-1, ТО-2, ТР и самообслуживанию предприятия. На основании этих объемов опр. число рабочих зон и участков. Расчет годового объема ЕО, ТО-1, ТО-2 производится исходя из годовой производственной программы данного вида и трудоемкости обслуживания. Годовой объем труда определяется исходя из годового пробега парка авто и удельной трудоемкости тр. на 1000км пробега. Таким образом для расчета годовых объемов работ надо предварительно нормативы трудоемкостей ТО и ТР для ПС проектируемого предприятия.

Читайте также:  Бизнес шиномонтаж

1. Выбор и корректировка нормативных трудоемкостей:

Для расчета годового объема работ для ПС проектир АТП уст. Нормативную трудоемкость ТО и ТР (по положит. и корректируют с учетом конкретных усп. экспл. (V категорий)

tК – нормативная тр-сть

k2 – коэф. учит. модиф. ПС

k5 – коэф. длит. кол-во ПС на АТП

КМ – коэф. ¯ трудоемк. За счет мех-ции – коэф. механизации.

Расчетные нормат. скор. тр-сть (ТО-1, ТО-2) для ПС АТП:

k1 – коэф, учит. катег. усл. эксплуат.

k3 – коэф, учит. кинематич. усл

k4 – коэф, учит. пробег ПС с начала эксплуат.

2. Годовой объем работ по ТО и ТР: (чел-ч) по ЕО, ТО 1, ТО 2, (ТЕОг; Т, Т) опр. произвед числа ТО на нормативное значение трудоемкости данного вида ТО:

SNЕО, SN, SN – годовое число ЕО, ТО 1, ТО 2 на парк авто одной модели; tЕО, t1, t2 – скорр. тр-сть ЕО,
ТО 1, ТО 2.

3. Годовой объем работ по самообслуж. предприятия:

вспомогательн. работы (20-30%) от ТО И ТР ПС

kвсп – объем всп. работ предприятия, %

kсам – объем работ по самообслуж, %

4. Распределение объема работ ТО и ТП по по произв. зонам и уч-кам:

Объем ТО и ТР распр. по месту всего вып-я.

ТО и ТР на произв. участках и постах.

РаботылегкавтобусыгрузИ т.д. …
ЕО с убор. магн. запр. …….и т.д.

5. Распределение объема работ по диагностированию:

D-2: общий годовой объем распределяется так: D-1(TD) сост. 50-60%; D-2(TD) 50-40% от общего объема диагн. работ. (STDг) – вып-х за год при ТО-1, ТО-2 т.е.

8.2. Принципы разработки генерального плана, компоновка производств.-складских помещений и технологической планировки произв. участков АТП.

Под планировкой АТП понимается – компоновка и взаимное расположение произв., складских, адм.-бытовых помещений на плане здания или отдельно стоящих зданий предназн. для ТО и ТР, хранения ПС.

Осн. требования: 1. Назначение, величина, состав АТП.

2. Численность, тип, характ. ПС

3. Кинематич. усл

4. Произв. программа, организация

5. Характеристики технологического процесса и размеры земельного участка.

6. применяемые конструкции и материалы

Генплан: план отведенного под застройку земельного участка, территории, ориентированного в отношении проездов общего пользования и соседних владений, с указанием на нем зданий и сооружений по их габаритному очертанию. Площадки для безгаражного хранения ПС, указания пути движения ПС по территории.

Осн. требования предъявл. к участкам при их выборе явл.: 1. Оптимальный размер участка (желательно прямоугольной формы)

2. Относит. ровный рельеф местности и хорошие гидрогеологические условия

3. Близкое расположение к проезду общего пользования и инженерным сетям

4. Возможность обеспечения теплом, водой, газом, электричеством, сбросом канализации

5. Возможность для перспективного расширения участка

kз – плотность застр. территории

Технологические маршруты движения ПС:

Объемно планировочные решения зданий:

1. Произв.-складские помещения – с учетом требований рационального взаиморасположения произв. зон, участков и складов, противопожарных и санитарных требований с учетом конструкции здания.

2. Произв. участки – с учетом технологии проводимых работ, требований НОП и СНИП.

Допускается совмещение некоторых участков: моторного, агрегатного, механического; электротехнического и приборов сист. пит-я; кузнечно-рессорного и жестяницкого и медницкого и сварочного.

3. Вспомогат. помещения – могут располагаться в отдельном здании примыкающем к производственным помещениям.

Должны выполняться противопожарные требования зданий, санитарные правила сан.-быт. пом., правила по освещению и т.д.

Важным элементом является организация движения авто по территории.

7.10. Методы контроля при деффектации деталей

Внешний осмотр – осмотр при котором выявляются трещины, поломки, риски и др. крупные дефекты.

При контроле деталей их важно проверить на наличие скрытых дефектов. Этот контроль особенно необходим для деталей от которых зависит безопасность авт. Внутренние и незаметные невооруженным глазом дефекты, определяют методом физической дефектоскопии.

В авторемонтном предприятии применяют методы:

Метод опрессовки применяют для обнаружения скрытых дефектов в полых деталях. Опрессовку проводят водой (гидравлический метод), воздухом (пневматический метод). Гидравлический метод применяют для выявления трещин в корпусных деталях. Пневматический для радиаторов, баков, трубопроводов.

Метод красок основан на свойстве жидких красок к взаимной диффузии. При этом методе на контролируемую поверхность деталь предварительно обезжиренную наносят красную краску, разведенную керосином. Затем красную краску смывают и нанося белую. Через несколько минут на белой краске выступает, увеличенный по ширине, красный след трещины.

Люминесцентный метод основан на свойстве некоторых веществ светится при облучении ультрафиолетом. Деталь погружают в ванну с флюоресцирующей жидкостью, затем промывают водой, просушивают и припудривают порошком. При облучении детали ультрафиолетом порошок, пропитанный флюоресцирующей жидкостью, будет ярко светится, обнаруживая границы трещины.

Метод магнитной дефектоскопии нашел наибольшее распространение при контроле скрытых дефектов автомобильных деталей, изготовленных иж ферромагнитных материалов (сталь, чугун). Деталь намагничивают. Магнитные линии проходят через деталь, встречают дефект, огибают его как элемент с малой магнитной проницаемостью. При этом над дефектом образуется поле рассеивания магнитных линий, а на краях трещины магнитные полосы. Для обнаружения неоднородности магнитного поля, деталь поливают суспензией, в которой находится мельчайший магнитный порошок. При этом магнитный порошок будет притягиваться краями трещины и четко обрисует ее границы. Для обнаружения продольных дефектов на детали используют циркулярное намагничивание, поперечных – продольное. При комбинированном намагничивании выявляются продольные и поперечные трещины.

Ультразвуковой метод основан на свойстве ультразвука проходить через металл и отражаться от границы раздела двух сред, в т.ч. от дефекта. В зависимости от способа приема сигнала от дефекта различают два метода ультразвуковой дефектоскопии: 1) метод просвечивания 2) импульсивный метод. Метод просвечивания основан на появлении звуковой тени за дефектом. В этом случае излучатель звуковых колебаний находиться по одну сторону от деталь, а приемник по другую. Этот метод можно применять при контроле деталей не большой ширины, кроме того необходим двухсторонний доступ к контролируемой детали. Этих недостатков не имеет импульсивный метод, получивший более широкое распространение. Суть метода: при контроле детали к ее поверхность подводят излучатель ультразвуковых колебаний, питаемый от генератора. Если дефектов в детали нет, то звуковые колебания, отразившись от противоположной стороны детали, возвратятся обратно и возбудят электрический сигнал в приемнике. При этом на экране электролучевой трубки будут видны два всплеска. С лева излученный импульс и с права отраженный от противоположной стенки детали. Если в детали есть дефект, то звук колебаний отразится от него и на экране трубки появится промежуточный всплеск.

Методы контроля погрешностей взаимного расположения рабочих поверхностей деталей индивидуальны и завися от формы детали. При этом используется различный измерительный инструмент (штангельциркуль, индикаторы, нутромеры и т.д.)

Ремонт деталей методами пластического деформирования

Обработка пластическим деформированием (давлением) основана на способности металла изменять свою форму, размеры и механические свойства без разрушения под действием внешних сил за счет его пластических (остаточных) деформаций. При ремонте машин выполняют следующие основные операции: восстановление размеров изношенных участков путем перераспределения массы деталей (раздача, обжатие, осадка, вдавливание, вытяжка, растяжка, накатка); устранение дефектов формы деталей путем правки; повышение эксплуатационных свойств деталей в результате поверхностного пластического деформирования металла.

Ремонтные операции проводят без дополнительного нагрева деталей и с предварительным их нагревом.

При обработке деталей в холодном состоянии пластическая деформация происходит вследствие сдвигов частиц внутри кристаллов металла (внутрикристаллическая деформация), что сопровождается изменением физико-механических свойств металла (увеличением предела текучести, снижением вязкости, повышением твердости). При обработке давлением в горячем состоянии пластическая деформация происходит вследствие сдвигов целых зерен металла (межкристаллическая деформация). Нагрев деталей приводит к изменению физико-механических свойств и структуры металла, поэтому ответственные детали после обработки давлением подвергаются повторной термической обработке.

Рассмотрим основные операции при ремонте деталей давлением.

Раздача. Эту операцию применяют для увеличения по наружному диаметру изношенных полых деталей за счет изменения внутренних деталей (поршневые пальцы, втулки, пустотелые валы, чашки дифференциала и др.). При раздаче направление давления р от внешних сил совпадает с направлением деформаций 8 (рис. 3.49, а).

Поршневые пальцы, например, раздают в приспособлении, схема которого показана на рис. 3.49, б. Палец 2 с зазором устанавливают в матрицу 4, которая базируется в основании 1 штампа. Внутрь пальца вводят пуансон 3 и, действуя усилием Р от гидравлического пресса, увеличивают (раздают) наружный диаметр пальца до требуемого размера. Перед раздачей производят высокий отпуск пальцев при температуре 650. 680°С, что позволяет повысить пластичность металла. После раздачи пальцы закаливают с поверхности токами высокой частоты, подвергают предварительному и чистовому бесцентровому шлифованию, суперфинишированию и полированию.

Рис. 3.49. Схема раздачи

Давление р (в МПа) при раздаче рассчитывают по формуле

где от — предел текучести металла детали, МПа; Rnr— наружный и внутренний радиусы детали, мм.

Обжатие применяют для уменьшения по внутреннему диаметру изношенных полых деталей за счет изменения наружного диаметра (рис. 3.50, а). На рис. 3.50, б показана схема обжатия бронзовой втулки по наружному диаметру. Втулка проталкивается с помощью пуансона 2 через матрицу 4, которая размещена в основании 1 штампа. Так как после обжатия наружный диаметр втулки уменьшается, то наружную поверхность после обжатия покрывают гальваническим путем слоем меди. После постановки втулки в корпус отверстие развертывают до нормального размера.

При обжатии, как и при раздаче, направление давления от внешних сил совпадает с направлением деформаций. Способом обжатия восстанавливают втулки шатунов и поршней, сепараторы роликовых подшипников, звенья гусениц при износе проушин под пальцы и др.

Рис. 3.50. Схема обжатия бронзовой втулки

Осадка. Осадкой увеличивают наружный диаметр сплошных деталей, а также уменьшают внутренний и увеличивают наружный диаметр полых деталей за счет уменьшения их длины. При осадке направление деформации 8 (рис. 3.51, а) перпендикулярно направлению действия внешней силы Р. На рис. 3.51, б показана схема осадки втулки 2 шатуна 3 с помощью оправок 1 и 4, опирающихся на торцы втулки и имеющих зазоры в отверстии. Втулку осаживают без распрессовки, т.е. вместе с шатуном. За счет изменения длины втулки диаметр отверстия может быть уменьшен на 0,15. 0,25 мм. После осадки отверстие развертывают под номинальный размер.

Рис. 3.51. Схема осадки

Осадкой восстанавливают также толкатели клапанов двигателей. Давление р (в МПа) при осадке рассчитывают по формуле

где D — наружный диаметр втулки после осадки, мм; / — длина втулки, мм.

Вдавливание (рис. 3.52) применяют для увеличения размеров изношенных частей детали посредством перераспределения металла с ее нерабочих поверхностей. Вдавливание объединяет операции раздачи и осадки, так как сила Р направлена под некоторым углом к направлению требуемой деформации 8. Вдавливание применяют при восстановлении изношенных боковых поверхностей шлицев, зубьев некоторых шестерен, шаровых пальцев и др.

Рис. 3.52. Схема вдавливания

Так, технологический маршрут восстановления шлицевого вала следующий: отпуск, вдавливание, обтачивание вала, фрезерование боковых поверхностей шлицев, термическая обработка, шлифование.

Вытяжка и растяжка. При вытяжке (рис. 3.53) увеличивают длину деталей (рычагов, тяг, стержней) за счет местного сужения их поперечного сечения на небольшом участке. Вытяжку выполняют в горячем состоянии с местным нагревом детали до 800. 850°С. При вытяжке направление деформации 8 перпендикулярно направлению действия силы Р.

Растяжкой также достигают увеличения длины детали, но в отличие от вытяжки направление деформации совпадает с направлением действующей силы.

Накатка деталей, применяемая при восстановлении неподвижных посадок, основана на пластическом деформировании поверхностного слоя изношенной части детали рабочим инструментом — зубчатым роликом. На рис. 3.54 показана схема накатки шейки вала 1

Рис. 3.53. Схема вытяжки

роликом 2. D2 диаметр вала до накатки; Z), — диаметр вала после накатки. При накатке зубцы ролика под действием силы Р вдавливаются в тело детали, увеличивая ее диаметр на 0,2. 0,4 мм. Ролики изготовляют из стали У12А или ШХ15 с углом заострения 60. 70° и твердостью HRC3 55. 58. Накатка осуществляется на токарном станке с установкой ролика в суппорте на специальной державке. Детали, имеющие твердость HRC3

Ссылка на основную публикацию