Презентация на тему "ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ"

Содержание

• 
  Слайд 1

  ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ

  СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ 1

• 
  Слайд 2
  

  Восстановление деталей при помо­щи пластической деформации осно­вано на пластичности и способности металлов и сплавов изменять под действием определенной нагрузки свою геометрическую форму без на­рушения целостности. Процесс деформирования металла при восстановлении деталей основан на тех же законах, на которых базиру­ется обработка металлов давлением при изготовлении заготовок. Разница заключается лишь в том, что при вос­становлении обрабатывается не заго­товка, а готовая деталь с конкретны­ми размерами и формой. 2

• 
  Слайд 3
  

  Пластической деформацией вос­станавливают детали, изготовленные из материалов, обладающих пла­стичностью в холодном или нагретом состоянии. Детали, изготовленные из непластичных материалов, а также с малым запасом прочности данным способом не восстанавливаются. Существуют две разновидности об­работки деталей давлением: холод­ная и горячая. Пластическая (оста­точная) деформация при холодной обработке происходит в результате внутрикристаллических сдвигов ме­талла, требующих приложения боль­ших внешних усилии. При этом в де­формированных слоях металла про­исходит изменение физико-механиче­ских свойств: пластичность металла снижается, предел текучести, предел прочности и твердость повышается. Такие изменения механических свойств и структуры металла назы­вают наклепом (нагартовкой). 3

• 
  Слайд 4
  

  Горячая обработка давлением, как указывалось выше, проводится при температурах выше температуры ре­кристаллизации. Для сталей она обычно соответствует температурам 1300 — 1500 К. Но нагрев деталей до этих температур приводит к возник­новению окалины, обезуглерожива­нию поверхностного слоя, коробле­нию деталей. Поэтому для снижения влияния температуры стремятся, чтобы она была минимальной, но до­статочной для деформации детали на требуемый размер. Нагрев деталей до указанных температур целесооб­разен только для значительных пла­стических деформаций. Для углеро­дистых сталей рекомендуется интер­вал температур от 600 до 1000 К. Нагрев до температуры 600 К не увеличи­вает, а снижает пластичность деталей, а нагрев выше' температуры1 1000 К приводит к интенсивному образова­нию окалины. 4

• 
  Слайд 5
  

  Упрочнение металла в результате пластической деформации называет­ся наклепом, который повышает ха­рактеристики прочности и снижает характеристики пластичности (рис. 6.1). В связи с тем что пластическая деформация приводи. металл в структурно неустойчивое, состояние, нагрев способствует протеканию са­мопроизвольно происходящих про­цессов, возвращающих металл в бо­лее устойчивое структурнее. состоя­ние. Таким образом, процесс измене­ния структуры в результате нагрева металла после холодной пластической деформации называется рекри­сталлизацией. Минимальная темпе­ратура рекристаллизации составля­ет примерно 0,4 от абсолютной темпе­ратуры плавлении. 5

• 
  Слайд 6
  

  Пластическая деформация при температурах выше температуры ре­кристаллизации происходит также с образованием сдвигов, но металл де­тали не получает упрочнения в ре­зультате протекания при этих темпе­ратурах процесса рекристаллиза­ции. Таким образом, холодной обра­боткой называется обработка давле­нием (пластическая деформация) при температуре нижепроцесса ре­кристаллизации, которая вызывает упрочнение (наклеп). Горячей обра­боткой называется обработка давле­нием (пластическая деформация) при температуре выше температуры рекристаллизации, при которой ме­талл имеет структуру без следов уп­рочнения. 6

• 
  Слайд 7
  

  Основными факторами, определяющими процесс восстановления вы­бракованных деталей давлением, яв­ляется химический состав и структу­ра металл а, форм а и размеры детали, размеры и характер ее износа.Учи­тывая перечисленные факторы, тех­нолог определяет режимы и условия деформирования детали исходи из условий получения заданного комп­лекса эксплуатационных характери­стик. 7

• 
  Слайд 8
  

  КЛАССИФИКАЦИЯ И ВИДЫ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ

  Способ восстановления деталей пластической деформацией исполь­зуется в ремонтной практике в трех случаях: для получения требуемых разме­ров изношенных поверхностей дета­лей; для исправления геометрической формы деформированных деталей; для восстановления определенных механических характеристик мате­риала деталей. 8

• 
  Слайд 9
  

  На рис. 6.2 приведена классифика­ция способов восстановления дета­лей пластической деформацией, ко­торые в той или другой мере исполь­зуются на ремонтных предприятиях. В соответствии с приведенной клас­сификацией рассмотрим принципи­альные технологические особенности и область применения каждого вида обработки деталей пластической де­формацией 9

• 
  Слайд 10
  

  10 Рис. 6.2. Классификация способов восстановления деталей пластической деформацией

• 
  Слайд 11
  

  Восстановление размеров изно­шенных поверхностей деталей. Вос­становление размеров изношенных поверхностей осуществляется пере­мещением части материала из нера­бочих участков детали к ее изношен­ным поверхностям. В зависимости от направления внешней действующей силы и направления деформации различают следующие разновидно­сти способа восстановления: осадку, раздачу, обжатие, вдавливание, на­катку. 11

• 
  Слайд 12
  

  Осадку применяют для увеличения наружного диаметра сплошных и внутреннего диаметра полых дета­лей, а в отдельных случаях при вос­становлении деталей типа втулок до­стигают изменения обоих диаметров одновременно. При осадке (табл. 6.1) направление действия внешней силы Р перпендикулярно к направлению деформации δ. Давление, необходимое для осадки в ньютонах, 12 где σТ— предел текучести материала детали яри температуре осадки, Па; d — диаметр де­тали до осадки, м; h — высота детали до осад­ки. м: F— площадь поперечного сечения дета­ли до осадки, м2.

• 
  Слайд 13
  

  В процессе осадки происходит уко­рочение деталей. Уменьшение длины втулки, вследствие осадки, ориенти­ровочно допускается на 8 — 15 % от номинального размера. Приблизи­тельно считают допустимым умень­шение высоты легко нагруженных втулок на 10— 15 %. Точные допустимые пределы уменьшения длины втулок определяют расчетом исходя из условий работы восстанавливае­мой детали. 13

• 
  Слайд 14
  

  Наиболее часто осадкой восста­навливают втулки из цветных спла­вов. Осадку осуществляют следую­щим образом. В осаживаемую втулку 3{рис. 6.3) вставляют калиброванный палец 2, диаметр которого на 0,2 мм меньше диаметра окончательно об­работанного .отверстия втулки. Затем втулку 3 вместе с пальцем уста­навливают в приспособление для осадки. Давлением Р пресса до упо­ров 1 и. 5 в кольцо 4 втулка осажива­ется, заполняя зазор между пальцем и изношенной поверхностью. После этого ее подвергают механической обработке под требуемый размер. Восстановленные осадкой втулки получаются по длине на 2 — 3 мм меньше номинала, в результате чего давление на втулку в процессе экс­плуатации увеличивается. Данным способом можно восстанавливать втулки различных конст­рукций, имеющие на поверхности шпоночные канавки или прорези, бурты, днища, расположенные на од­ном из концов детали. Для сохране­ния первоначальных отверстий, про­резей, выступов в них устанавливают специальные вставки по форме и раз­мерам этих элементов. 14

• 
  Слайд 15
  

  15 Рис. 6.3. Восстановление втулок осадкой без выпрессовки

• 
  Слайд 16
  

  16 Таблица 6.1. Виды восстановления деталей давлением

• 
  Слайд 17
  

  Если деталь, сопряженная со втул­кой, имеет достаточную прочность, например верхняя головка шатуна, то перед осадкой восстанавливаемую втулку можно не выпрессовывать. В этом случае часть сопряженной со втулкой детали выполняет роль свое­образной матрицы (рис. 6.4). Восста­навливаемую втулку 2, расположенную в головке шатуна 3, снизу и свер­ху сжимают по длине специальными пуансонами 1 до тех пор, пока не уменьшится ее внутренний диаметр до требуемых размеров. Затем втул­ку растачивают или разворачивают под соответствующий размер. Способом осадки можно восста­навливать и сплошные детали, на­пример толкатели клапанов двигате­ля (при износе стержня), шлицевые участки полуосей. 17

• 
  Слайд 18
  

  18 Рис. 6.4. Восстановление втулок осадкой

• 
  Слайд 19
  

  Раздача заключается в увеличе­нии наружных размеров полых деталей в результате увеличения их внут­ренних размеров. При раздаче на­правление прикладываемой внешней cилы совпадает с направлением де­формации (табл. 6.1). Давление, необходимое для разда­чи детали, 19 где D и d — соответственно наружный и внут­ренний диаметры детали,

• 
  Слайд 20
  

  Восстановление раздачей осуще­ствляется при холодном и нагретом состоянии деталей. При холодной раздаче восстанавливаемые детали, имеющие химико-термическую обра­ботку, предварительно подвергают Отжигу либо высокотемпературному отпуску. Раздачу выполняют специ­альными стальными или твердосп­лавными прошивками, дорнами, ша­риками. После раздачи восстанавли­вают первоначальную химико-терми­ческую обработку и проводят меха­ническую обработку деталей. На ремонтных предприятиях страны и за рубежом холодной раздачей восстанавливают поршневые пальцы ДВС, шипы крестовин карданных шарниров, трубы рулевой колонки. 20

• 
  Слайд 21
  

  Технология восстановления поршневых пальцев раздачей в холодном состоянии состоит из следующих опе­раций: сортировки на две группы по внутреннему диаметру пальцев (в каждую группу входят пальцы, отли­чающиеся по размерам не более чем на 0,3 мм); высокотемпературного от­пуска; раздачи под прессом сфериче­скими прошивками либо шариками {разница диаметров деформирующе­го инструмента и внутренних отвер­стий пальцев в пределах 0,45 — 0,8 мм); закалки пальцев в соляной ванне или токами высокой частоты до твер­дости HRС 58 на 0,8 мм; контроля на наличие трещин и размеров; механи­ческой обработки пальцев (бесцент­ровое шлифование с последующим суперфинишем и полированием). 21

• 
  Слайд 22
  

  Аналогичная схема технологиче­ского процесса разработана и для восстановления крестовин кардан­ных шарниров холодной раздачей. Крестовины после мойки и дефектации подвергают отжигу в шахтной цементационной печи СШЦМ-6.12/9-М. После отжига осуществляют механи­ческую обработку масляных каналов шипов зенкерами и фрезами на пере­оборудованной полуавтоматической установке модели УВК.-1. Механиче­ской обработкой отверстий решают­ся две задачи: получение калибро­ванных масляных каналов одного ди­аметра, что позволяет использовать деформирующий инструмент неиз­менного диаметра для одного типо­размера крестовин и, кроме того, до­стичь концентричности наружной и внутренней цилиндрических поверх­ностей шипов крестовин, что в даль­нейшем обеспечит равномерность раздачи подлине. 22

• 
  Слайд 23
  

  Непосредственно раздача осуще­ствляется твердосплавным дорном при обильной подаче смазочно-охлаждающей жидкости в зону дефор­мации. Усилие для деформирования материала шипа не превышает 110 кН, а время цикла раздачи лежит в пре­делах 45 с. Увеличение наружного ди­аметра шипов крестовин после раз­дачи — 0,30 — 0,35 мм, при этом ли­нейные размеры детали не изменяются. Установка для раздачи рабо­тает а автоматическом режиме и обеспечивает восстановление кре­стовин карданных шарниров с диа­метром шипов 15 — 45 мм и длиной 57 — 165 мм. После раздачи крестовины прохо­дят цикл химико-термической обра­ботки — цементацию, закалку и низ­котемпературный отпуск. Механиче­ская обработка розданных крестовин заключается в черновом и чистовом шлифовании шипов по наружному диаметру и по торцам. 23

• 
  Слайд 24
  

  Холодной раздачей можно восста­навливать крестовины с износом по наружному диаметру, не превышаю­щим 0,3 мм. Кроме того, не обеспечи­вается восстановление износа шипов крестовин по торцам. Данные недо­статки процесса холодной раздачи не позволяют, рекомендовать его для централизованного восстановления таких деталей, как крестовины кар­данов. При горячей обработке давлением определенное влияние на физико-ме­ханические свойства оказывает тем­пература нагрева, которая зависит от химического состава сплава. При восстановлении горячей обработкой давлением (раздачей) такие пара­метры, как скорость и температура нагрева, влияют на качество поверх­ности деталей. Температура начала обработки не должна вызывать пережога или пере­грева металла. Необходимо прини­мать меры по предотвращению обе­зуглероживания поверхностного слоя деталей, особенно цементиро­ванных. В табл. 6.2 приведены данные по температуре нагрева в процессе раздачи деталей в горячем состоя­нии. 24

• 
  Слайд 25
  

  25 Таблица 6.2. Температурный интервал при горячей обработке давлением деталей из сплавов

• 
  Слайд 26
  

  В зависимости от размера и места износа, а также формы раздаваемой детали проводят общий или местный нагрев. В последнем случае нагрева­ют только восстанавливаемую часть детали. Для общего нагрева исполь­зуют печи, а для местного — токи вы­сокой частоты. Распространен эф­фективный локальный нагрев отно­сительно небольших объемов метал­ла в результате действия (рис. 6.5) сил трения. При этом механическая энергия, подводимая к инструменту дорну, преобразуется в тепловую не­посредственно в месте его контакта с деталью. 26

• 
  Слайд 27
  

  В призму 7 устанавливают изно­шенную крестовину 5, которую фик­сируют в направляющих пазах приз­мы при помощи штока 2 пневмоцилиндра 1таким образом, чтобы ось отверстия восстанавливаемого шипа 4 совпала с осью вращения дорна 5 (инструмента). В качестве дорна используют цилиндрический твердосп­лавный стержень с конической заходной частью. Дорн жестко закреплен в патроне 6, который имеет привод вра­щательного и осевого перемещения. Диаметр твердосплавного дорна бе­рется на 1 — 3 мм (в зависимости от требуемой величины раздачи) боль­ше диаметра отверстий в шипах кре­стовины, служащих для подачи смаз­ки к игольчатым подшипникам. 27

• 
  Слайд 28
  

  28 Рис. 6.5. Схема процессе раздачи крестовин с нагревом в результате действия сил трения

• 
  Слайд 29
  

  Раздача шипов крестовины осуще­ствляется следующим образом. Пат­рон с инструментом (дорном) приво­дят во вращательное движение и включают осевую подачу. В резуль­тате дорн 5 конической частью сопри­касается с поверхностью отверстия шипа 4. В месте контакта дорна с вос­станавливаемой деталью возникают силы (момент) трения и генерируется тепловая энергия, которая отводится в тело шипа и инструмент. Таким об­разом, в месте контакта дорна и детали действует внутренний источник тепловой энергии, обеспечивающий быстрый локальный нагрев металла до заданной температуры. В резуль­тате осевой подачи дорн по мере на­грева тела шипа до температуры 950 — 1000 ° С внедряется в смазоч­ное отверстие 1 крестовины и раздает ее в диаметральном направлении. 29

• 
  Слайд 30
  

  Благодаря тому что нагрев восста­навливаемого шипа до пластического состояния проводится только в зоне деформации в отличие от предвари­тельного объемного его нагрева, на­пример, в печи или токами высокой частоты, одновременно с раздачей (увеличением диаметральных разме­ров) удлиняются линейные размеры шипа на 0,3 — 0,5 мм. Это позволяет исключить трудоемкие операции по наплавке торцевых поверхностей ши­пов для их удлинения и механической обработки после наплавки. В процессе раздачи дорн, как и де­таль, нагревается до температуры 950 — 1000 ° С. Жаропрочные стали при данной температуре резко сни­жают свои механические свойства и под действием прикладываемой на­грузки деформируются. Поэтому в качестве материала для дорна ис­пользуют твердые сплавы. Наиболь­шей стойкостью обладает инстру­мент из однокарбидного сплава ВК-6, состоящий из 94 % карбида вольфра­ма и 6 % кобальта. 30

• 
  Слайд 31
  

  По форме дорн представляет собой цилиндрический круглый стержень с конической заходной частью. Диа­метр цилиндрической части дорна оп­ределяет диаметр шипа крестовин после раздачи. Диаметр рабочей части инстру­мента (дорна) для раздачи с нагревом детали в результате сил трения, мм, 31 где Dрасч — требуемый расчетный диаметр шипа крестовины после раздачи, мм; Dо — на­ружный диаметр изношенного шипа крестови­ны перед раздачей, мм; k — безразмерный ко­эффициент, учитывающий пластическое тече­ние металла крестовины по смазочному каналу в процессе раздачи; d0 — диаметр (исходный) смазочного отверстия шипа крестовины до раз­дачи, мм.

• 
  Слайд 32
  

  Расчетный диаметр шипов кресто­вины, который необходимо получить после раздачи, где Dном — номинальный диаметр шипов кре­стовины, им; Zmin — минимальный припуск на последующую после раздачи механическую обработку, мм. Коэффициент k для крестовин, из­готовленных из стали 20Х с последу­ющей цементацией, находится в пре­делах 1,15 — 1,25. В период раздачи шипы нагрева­ются до температуры 950 — 1000 ° С. В результате происходит отпуск, и твердость рабочих поверхностей кре­стовин снижается до НRC 35 — 42. Поэтому после раздачи выполняется термическая обработка крестовин, заключающаяся в закалке на масло с температур 840 — 860 "Си последу­ющем отпуске (нагрев при темпера­туре 180—200°С в течение90—120мин). 32

• 
  Слайд 33
  

  Механическая обработка роздан­ных и термически обработанных кре­стовин включает черновое и чистовое шлифование торцов на плоскошли­фовальном станке ЗД722 в многоме­стном приспособлении, черновое шлифование на бесцентрово-шлифовальном полуавтомате ЗМ185 и чис­товое шлифование на бесцентрово-шлифовальном полуавтомате ЗЕ184 шипов по наружному диаметру. Окончательно обработанные кре­стовины после мойки и контроля кон­сервируют в ванне типа 25М-ОН-1-66, упаковывают и направляют в ком­плектовочную кладовую или на склад готовой продукции. 33

• 
  Слайд 34
  

  Основные достоинства восстанов­ления раздачей с нагревом в резуль­тате сил трения при относительном движении детали и инструмента: высокая производительность про­цесса. В зависимости от диаметра восстанавливаемых деталей время раздачи от 12 с до 1 мин; малое потребление энергии и мощ­ности. Локальное выделение теплоты в месте контакта дорна и изделия предопределяет высокие энергетиче­ские характеристики процесса. Рас­ход энергии и мощности в несколько раз меньше, чем при нагреве деталей в печах сопротивления или токами высокой частоты; высокий коэффициент мощности соs φ = 0,8 ÷0,85 и равномерное распределение энергии между фазами питающей трехфазной электриче­ской сети. Это связано с тем, что энер­гетическим узлом в установках для раздачи является асинхронный дви­гатель; в отличие от других методов разда­чи не происходит укорочения восста­навливаемых изделии по длине, а на­против, обеспечивается удлинение линейных размеров до 0,5 мм; простота механизации и автомати­зации процесса. Основные парамет­ры процесса—частота вращения и осевое давление дорна легко про­граммируются. Существующие уста­новки работают в полуавтоматиче­ском (модель УВК-1) или автомати­ческом (модель АВК-4) режимах; высокая экономическая эффектив­ность процесса. Перечисленные энергетические и технологические достоинства раздачи с нагревом в ре­зультате сил трения определяют ее высокую экономическую эффектив­ность. 34

• 
  Слайд 35
  

  В ремонтном производстве помимо рассмотренных разновидностей ме­ханической раздачи широко исполь­зуют способы восстановления пусто­телых деталей гидротермической и электрогидравлической раздачей. Гидротермическая раздача (ГТР) относится к числу высокоэффектив­ных и недорогих способов восстанов­ления трубчатых деталей, типа порш­невых пальцев. Способ заключается в том, что изношенный поршневой па­лец нагревают в индукторе токами высокой частоты до температуры 1063—1103 К- После достижения требуемой температуры нагрев пре­кращают и быстро охлаждают палец, пропуская поток воды через внутрен­нюю полость детали. В результате происходит увеличение наружного диаметра с одновременной закалкой. Приращение наружного диаметра пальца лежит в пределах 0,1—0,3 мм. Физическую сущность механизма гидротермической раздачи можно объяснить следующим образом. При нагреве стального пальца до требуе­мой температуры происходит увели­чение наружного и внутреннего диа­метров детали. Под воздействием ох­лаждающей жидкости внутренний кольцевой слой образца стремится уменьшиться в объеме. Однако на­гретый наружный слой стали охлаж­дается значительно медленнее и этим препятствует сокращению внутрен­них охлажденных слоев до исходных размеров. Внутренние слои металла, будучи связанными с наружными слоями, не имеют возможности уменьшиться в объеме. При остыва­нии внутренние кольцевые слои ста­ли теряют свою пластичность и обра­зуют своеобразную жесткую "оправ­ку", предотвращающую усадку на­ружного кольца. В результате чего происходит увеличение наружного диаметра трубчатой детали. 35

• 
  Слайд 36
  

  36 Рис. 6.6. Восстановление поршневых пальцев электрогидравлической раздачей: а — схема установки; б — схема технологического узла; 1— выпрямительное устройство; 2 — конденсаторная батареи; 3 — формирующий шаровой разрядник; 4 - технологический узел; 5 — подвижной положительный электрод; б — матрон; 7 —- взрывающаяся проволока; 8 — поршневой пален; 9 — матрица; 10 — полость заполнения жидкости; 11 — отрицательный электрод

• 
  Слайд 37
  

  Для восстановления деталей ис­пользуют механический и термопла­стический виды обжатия. При механическом обжатии дета­лей типа втулок предварительно из­готавливают штампы (рис. 6.7). Мат­рица штампа состоит из трех частей: приемной части, обжимающей и ка­либрующих частей. Внутреннюю по­верхность матрицы для уменьшения сил трения обрабатывают до высокой степени чистоты. Чем меньше будет шероховатость на рабочей поверхности матрицы, тем меньше требуется усилие при обжатии. Диаметры и длину участков матри­цы, а также уклоны при переходе от одного диаметра к другому задают конструктивно, исходя из размеров, износов и материала восстанавлива­емой детали. 37

• 
  Слайд 38
  

  38

• 
  Слайд 39
  

  При восстановлении втулки 1 по внутреннему диаметру обжимающий и калибрующий участки матрицы 3 могут быть соединены так, как пока­зано на рис. 6.8. Внутренний диаметр втулки после ее обжатия пуансоном 2 обрабатывают, а наружный диаметр наращивают на требуемый размер одним из способов, например гальва­ническим путем. Аналогичным способом восстанав­ливают рабочие цилиндры телеско­пических амортизаторов легковых и грузовых автомобилей. Технология восстановления заключается в обжа­тии по наружной поверхности цилин­дров и последующим протягиванием отверстия до номинального диаметра калибрующими роликами. Процесс обжатия цилиндров осуществляют на 10 — 20-тонном протяжном стан­ке. 39

• 
  Слайд 40
  

  Не менее эффективно использова­ние обжатия для восстановления та­кой ответственной детали, как сошка рулевого управления (рис. 6.9). Пе­ред восстановлением участок сошки с изношенным коническим отверстием нагревают (лучше в соляной ванне) до температуры 1000 — 1050 "Си уста­навливают в матрицу5штампа. Про­ушину сошки 2 сверху закрывают по­движной верхней обжимкой 1, к кото­рой прикладывают деформирующую силу. Обжатие осуществляют до тех пор, пока размеры конусного отвер­стия не достигнут номинального плюс припуск на механическую обработку. После пластического деформирова­ния восстанавливают повторной тер­мической обработкой структуру и физико-механические свойства мате­риала. 40

• 
  Слайд 41
  

  41

• 
  Слайд 42
  

  42 Рис. 6.11. Восстановление шестерни ротацион­ным вдавливанием; 1 и 4 — детали; 2 — пуансон; 3 — накатник; 5 — синхронизатор; 6 — центратор

• 
  Слайд 43
  

  Институтом проблем надежности и долговечности машин (Беларусь) разработан ротационный способ вос­становления зубчатых колес, кото­рый является разновидностью про­цесса вдавливания. Способ основан на обкатывании деформируемого вдавливанием зубчатого колеса профилирующим инструментом, так на­зываемым накатником 3 (рис. 6.11). Восстанавливаемая деталь и накат­ник вращаются с синхронизирован­ной скоростью при строго постоянном межцентровом расстоянии Л. Восстановление осуществляется следующим образом. Изношенное зубчатое колесо устанавливают на оправку зубонакатного стана и на­гревают токами высокой частоты в кольцевом индукторе. После чего двусторонние инденторы вдавлива­ются в торцевую поверхность зубча­того венца и вытесняют металл в сто­рону износа. При этом зубчатое коле­со и накатник находятся в зацепле­нии и вращаются. Вытесненный в зо­ну действия накатника металл де­формируется, и зубья принимают первоначальную форму и размеры (с учетом припуска на последующую механическую обработку). После ре­версирования накатника проводят калибровку и закругление зубьев. После шевингования осуществляют химико-термическую обработку зуб­чатых колес (нитроцементацию, закалку, отпуск). 43

• 
  Слайд 44
  

  Данным способом восстанавлива­ют ведущие валы, блоки шестерен, подвижные шестерни коробок пере­дач автомобилей. В Германии фирма "Waller Krupp" разработала технологию и комп­лект инструментов для восстанов­ления направляющих втулок клапа­нов двигателей способом выдавлива­ния. Принцип восстановления деталей основан на применении специального твердосплавного ролика, при помощи которого в направляющей втулке прокатывают спиральный паз. Под действием ролика материал внутрен­ней поверхности втулки выдавлива­ется, в результате чего внутренний диаметр уменьшается. Последующей обработкой специальной разверткой получают номинальный размер внут­реннего диаметра. 44

• 
  Слайд 45
  

  45 Рис. 6.12. Оправка с зубчатым накаточным роликом

• 
  Слайд 46
  

  К достоинствам данного способа восстановлений следует отнести простоту технологического процесса, оборудования и оснастки, малую трудоемкость и высокую эффектив­ность процесса. Недостаток спосо­ба — ограниченная номенклатура восстанавливаемых деталей, в основ­ном этот способ используют для вос­становления посадочных мест под подшипники каления. Рис- 6.13. Схема электромеханического спосо­ба накатывания деталей 46

• 
  Слайд 47
  

  47 Рис- 6.13. Схема электромеханического спосо­ба накатывания деталей

• 
  Слайд 48
  

  Электромеханический способ на­катки в отличие от механического не требует последующего шлифования. Для сглаживания деформированной поверхности детали достаточно сгла­дить ее сферическим роликом. Сущ­ность электромеханического способа накатки (рис. 6.13), разработанного проф; Б. М. Аскинази, заключается в следующем.. В центры переоборудо­ванного, токарного станка закрепля­ют изношенную деталь 1, к которой от понижающего трансформатора под­водят ток. В суппорте станка зажи­мают твердосплавный инструмент — резьбовой резец2с притупленным уг­лом при вершине. Второй полюс электрической цепи от трансформа­тора 3 подключен к державке инструмента. В местах касания инструмента с поверхностью детали протекает ток большой силы (300 — 1000 К) при. напряжении 1 —5 В. В результате протекания тока в зоне контакта поверхностный слой метал­ла нагревается до температуры 800 — 1000° С. Благодаря быстро­течности .процесса и незначительной глубине проникновения тепловое воз­действие не оказывает влияния на структуру материала детали. . Металл, нагретый до пластическо­го состояния, вытесняется из зоны внедрения инструмента, вследствие чего на восстанавливаемой по­верхности детали образуется винто­вая канавка Н приподнятый гребень металла (рис. 6.14). После высадки осуществляют сглаживание гребня специальным инструментом — гла­дилкой, выполненной в виде ролика или твердосплавной пластиной со сферической поверхностью. Сглажи­вание поверхности осуществляют до требуемого номинального диаметра восстанавливаемой детали. 48

• 
  Слайд 49
  

  Восстановление геометрической формы деталей. При ремонте автомо­биля многие детали выбраковывают из-за потери своей первоначальной формы в результате деформаций из­гиба и скручивания. Такие детали восстанавливают правкой. Суть это­го способа в том, что под действием внешних сил восстанавливают перво­начальные формы деталей без замет­ных пластических деформаций и с не­значительными искажениями струк­туры материала в поверхностных слоях детали. В зависимости от де­формации и физико-химических свойств материала детали правят в горячем и холодном состоянии. 49

• 
  Слайд 50
  

  Наиболее часто используется хо­лодная правка для пластического де­формирования тонкостенных дета­лей и конструкций. При правке, как и при любом другом виде холодной де­формации, происходит упрочнение металла (наклеп или нагартовка), возникают остаточные напряжения. Поэтому при правке необходимо стремиться к получению меньшей ло­кальной пластической деформации, а также ее равномерному распределе­нию в металле детали. Для выравнивания внутренних напряже­нии после правки деталь целесо­образно подвергнуть стабилизирую­щему нагреву до температуры, равной О,8Тотп, где Тотп — температура от­пуска новой детали. Время выдержки при этом составляет 0,5 — 1 ч. При больших деформациях проводят горячую правку деталей при тем­пературе 600 — 800° С. 50

• 
  Слайд 51
  

  Различают следующие виды правки: статическим изгибом (рис. 6.16), ударом и термическую. Правка статическим изгибом выполняется в холодном состоянии и с нагревом. После холодной правки усталостная прорость снижается на 15 — 40 %. Способность детали про­тивостоять воздействию внешней си­лы, направленной навстречу правке, оценивается коэффициентом несу­щей способности, выражаемым в процентах где Рп1— предел пропорциональности правленого образца; Рп — предел пропорцио­нальности неправленого образца. Холодным способом погнутые ва­лы правят следующим образом. 51

• 
  Слайд 52
  

  52 Рис. 6.17. Схема холодной правки вала: а — монтажная; б — расчетная

• 
  Слайд 53
  

  РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ

  Восстановление дизельных порш­невых пальцев. Способ восстановле­ния деталей пластической деформа­цией отличается от известных спосо­бов тем, что требуемые размеры получают в результате перераспределе­ния материала внутри самого изде­лия. При этом нарощенный слой и ос­новной металл представляют собой одно целое. Поэтому при восстанов­лении деталей данным способом их долговечность и эксплуатационная надежность не ниже, чем у новых из­делий. Рассмотрим особенности разра­ботки технологии на примере восста­новления дизельных поршневых пальцев гидротермической раздачей (рис. 6.32). 53

• 
  Слайд 54
  

  54 Рис. 6.32. Схема технологического процесса восстановления поршневых пальцев гидротермической раздачей

• 
  Слайд 55
  

  Основным выбраковочным дефек­том поршневых пальцев является из­нос по наружной поверхности на уча­стках сопряжения с головкой шатуна и отверстиями в бобышках поршня. Наибольший износ пальцев наблюда­ется в месте контакта с втулкой верх­ней головки шатуна и достигает О,08 мм. Дефектацию поршневых пальцев выполняют микрокатором 0,5-ИГП и скобами. Анализ ремонтного фонда показывает, что 90 % поршневых пальцев ремонтопригодны, причем до 20 % пальцев имеют наружный ди­аметр в пределах допуска на новые детали. Поэтому в зависимости от со­четания дефектов технологический процесс разделяется на два взаимо­связанных маршрута. Первый марш­рут предусматривает выполнение всех операций, а второй маршрут ко­роче на шесть операций и заключает­ся в шлифовании и полировании пальцев до более низкой размерной группы. 55

• 
  Слайд 56
  

  Мойка происходит в машине ОМ-6083 с использованием в качестве мо­ющей среды 15 — 20 %-ного водного раствора синтетического моющего средства Лабомид 101 при темпера­туре 75 — 85° С. Время мойки паль­цев составляет 0,5 ч. Гидротермическая раздача осуще­ствляется в автоматическом станке, снабженном устройством для загруз­ки и выгрузки пальцев. Для нагрева пальцев до температуры 780 — 830° С используют индуктор, питающийся от преобразователя частоты ВПЧ 1000/8000. Для обеспечения полного распада остаточного аустенита пальцы обра­батывают холодом в течение 2 ч при температуре - 50 ÷ -70° С в холо­дильном агрегате АКФЭС 2,5-70. По­сле обработки холодом пальцы про­ходят отпуск в шахтной электропечи 2БП-62 при температуре 220 — 230 °С в течение 2 ч с последующим охлаж­дением на воздухе. После гидротермической раздачи наружный диа­метр пальцев увеличивается в сред­нем на 0,2 мм. 56

• 
  Слайд 57
  

  Черновое шлифование розданных пальцев осуществляется на трех бесцентрово-шлифовальных станинах ЗШ-184. Режимы шлифования: часто­та вращения круга — 1330 мин-1, ок­ружная скорость круга — 24,2 м/мин, подача — 1,7 мм/об, число проходов — 1, глубина резания при первом черновом шлифовании — 0,035 мм, при втором — 0,025 мм, при треть­ем -0,0175 мм. При черновом шли­фовании используют шлифовальные круги: ПП 500X150X305 1А5-К63-40С1-СМ1, ПП 500X200X305 1А5-К63-40С1-СМ1; круги ведущие: ПП 350X150X203 1А5-В12-16СТ-Т и ПП 350X200X203 1А5-В12-16СТ-Т. 57

• 
  Слайд 58
  

  Шлифование торца поршневого пальца обусловлено тем, что в про­цессе гидротермической раздачи на­ряду с увеличением диаметральных размеров происходит увеличение и длины пальцев. Поэтому необходима операция шлифовки торцов до номи­нального размера пальцев по длине. Шлифовку выполняют на плоско­шлифовальном станке ЗБ-722 с ис­пользованием многоместного при­способления (рис. 6.33), которое со­стоит из прямоугольной рамки /. По направляющим перемещаются фик­сирующие элементы 2 с рабочей час­тью в виде призм. Обрабатываемые пальцы устанавливаются между призмами в своеобразные ячейки, где они фиксируются. Базирование осу­ществляется по обработанной цилин­дрической поверхности детали. За­жим пальцев осуществляется при по­мощи пневмоцилиндра односторон­него действия. После шлифовки торцов с одной стороны пальцы переворачивают на 180° и шлифуют противоположные торцы, выдерживая заданные рабо­чим чертежом размеры. Перпендику­лярность плоскости торца наружной цилиндрической поверхности пальца обеспечивается приспособлением. 58

• 
  Слайд 59
  

  59 Рис. 6.33. Многоместное приспособление для шлифовки торцов пальцев

• 
  Слайд 60
  

  Обработка фасок с двух сторон пальцев осуществляется на обдирочно-шлифовальном станке ТШН-400 с использованием приспособления. Для обработки используют шлифовальный круг ПП 400X32X203 1А5-Ю40МЗ-М1 с частотой вращения 1440 мин"1 при ручной подаче пальца. Полируют наружную фаску на приспособлении (рис. 6.34), состоя­щем из сварного стола 4 и электро­двигателя 2 с алмазным кругом /. Шлифовальный круг защищен кожу­хом 3, в нижней части которого (в зоне вращения круга) выполнено отвер­стие и установлена направляющая втулка 6 для подачи пальца. При из­носе шлифовального круга втулку пе­ремещают при помощи винта 5 по на­правлению к шлифовальному кругу. Частота вращения круга—1440 мин"1. 60

• 
  Слайд 61
  

  После обработки фасок контроли­руют твердость наружной поверхно­сти у всех пальцев. Твердость измеря­ют на приборе ТК-2М в трех поясах и двух плоскостях. При твердости на поверхности меньше НRС 56 пальцы бракуют и направляют на повторную раздачу. 61

• 
  Слайд 62
  

  62 Рис. 6.34. Приспособление для полирования наружных фасок пальцев

• 
  Слайд 63
  

  Чистовое шлифование пальцев вы­полняют на двух бесцентровошлифовальных станках ЗА-184. Размеры контролируют индикатором 0,5-ИГП со стойкой и призмой. Режимы шлифования: частота вра­щения круга — 1337 мин'1, подача — 1,035 мм/об, число проходов — 1, глу­бина резания при первом чистовом шлифовании — 0,0075 мм, при вто­ром— 0,0055 мм. Для чистового шлифования ис­пользуют шлифовальные круги ПП 500X150X305 1А5^К40^25С1-МЗ, ве­дущие круги ПВД ЗООХ150Х127 1А5-В6-12СТ-Т. Овальность, огранка, конусо-, бочко-, седлообразность и изо­гнутость наружной цилиндрической поверхности после чистового шлифо­вания не должна превышать 0,003 — 0,004 мм (в зависимости от типораз­мера пальца). 63

• 
  Слайд 64
  

  Доводку- рабочей поверхности вос­становленных пальцев осуществля­ют на бесцентровом доводочном стан­ке ЗШ-184 Д по размерным группам. Режимы доводки наружной цилинд­рической поверхности пальцев: час­тота вращения шлифовального кру­га — 1920 мин~1, подача — 0,2 мм/об, число проходов — 1. Для процесса доводки используют шлифовальные круги ПП 500X150X305 1А5-К6-8С1-СМ, ведущие круги ПВД ЗООХ150Х Х1227 1А5-ВЗ-6СТ-Т. В качестве ох­лаждающей жидкости так же, как и при черновом и чистовом шлифова­нии, применяют 1,5 %-ный водный раствор кальцинированной соды. 64

• 
  Слайд 65
  

  Контроль, сортировка и маркиров­ка. Восстановленные пальцы должны отвечать техническим требованиям, предусмотренным в рабочем чертеже на деталь.. После восстановления разностенность пальцев не должна превышать 0,5 мм. Твердость наруж­ной поверхности пальцев должна быть в пределах НКС 56 — 63, при­чем разность в показаниях твердости в различных участках поверхности одного и того же пальца не должна отличаться более чем на 5 единиц. Качество обработки поверхностей контролируют визуально. Риски, во­лосовины, черновины, забоины, тре­щины не допускаются. Не менее чем у 5 % восстановленных пальцев про­веряют шероховатость наружной по­верхности при помощи профилометра-профилографа модели БП-3. Шероховатость должна соответствовать Ra = 0,16 —0,08 мкм. 65

• 
  Слайд 66
  

  Не менее чем на трех пальцах в сме­ну проводят контроль микрострукту­ры цементованного слоя и сердцеви­ны. Для этого используют металло­графические микроскопы МИМ-7 или МИМ-8М. Микроструктура за­каленного цементованного слоя дол­жна состоять из мелкоигольчатого мартенсита и цементита, а сердцеви­на из мартенсита и феррита. Слой це­ментации должен быть не менее 7мм. Конусность, бочкообразность, овальность цилиндрической рабочей поверхности пальцев контролируют пневматическим длинномером ДП-0,001. Поршневые пальцы сортируют по наружному диаметру на размерные группы, кроме того, детали сортиру­ют на группы и по массе. Сортировка пальцев осуществляется при помощи микрокатора 0,5-ИГП со стойкой и призмой пневматического длинномера ДП-0,001. Обозначение размерной группы наносят на внутреннюю по­верхность пальца масляной краской соответствующего цвета. На торец наносят товарный знак завода-изго­товителя штемпельной черной кра­ской. 66

• 
  Слайд 67
  

  Консервация и упаковка. Поршне­вые пальцы перед консервацией мо­ют в 25 — 30 %-ном растворе Лабомида-201 при температуре 95 — 100 °С. После этого пальцы помеща­ют в раствор нитрита натрия (концен­трация — 200 ч на 1 л воды), нагрето­го до температуры 70 — 75° С. После извлечения пальцев из ванны и отека­ния раствора детали вновь погружа­ют в раствор нитрита натрия той же концентрации, но комнатной темпе­ратуры. Далее контейнер с пальцами вынимают из ванны и кладут на стол для стока раствора. Пальцы пакуют в оберточную бумагу, пропитанную 20 %-ным раствором нитрита на­трия, и в парафиновую бумагу БП-6. Пальцы одной весовой и размерной группы укладывают в упаковочные картонные коробки, на которой циф­рами обозначают соответствующую группу. После чего пальцы направля­ют на склад готовой продукции. 67