Восстановление деталей пластическим деформированием

Восстановление деталей пластическим деформированием

Восстановление деталей при помощи пластической деформации основано на использовании пластических свойств материала, из которого они изготовлены. Этот способ основан на изменении формы и размеров детали за счет перераспределения металла самой детали при ее пластическом деформировании без нарушения целостности. 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.

На рис.12.4 приведена классификация способов восстановления деталей пластической деформацией.

Рнс. 12.4 Классификация способов восстановления деталей пластическим деформированием

Пластической остаточной деформацией восстанавливают детали, изготовленные из материалов, обладающих пластичностью в холодном или нагретом состоянии. Детали, изготовленные из материалов непластичных или с малым запасом прочности данным способом не восстанавливаются.

Под пластичностью металла понимается способность при определенных условиях под действием приложенного давления изменять форму и размеры без разрушения. Пластическую деформацию деталей производят либо в холодном, либо в нагретом состоянии в специальных приспособлениях на прессах.

Пластическая деформация вхолодном состоянии происходит в результате внутрикристаллических сдвигов металла под действием приложенных сил. При этом в деформируемых слоях происходит изменение физико-механических свойств структуры металла, вытягивая и ориентируя кристаллы, в направлении течения металла образуя волокнистую структуру. Пластичность при этом снижается, а предел прочности, предел текучести и твердость повышаются.

На качество восстановления деталей методом пластического деформирования оказывают влияние пластичность материала, температура нагрева, скорость деформации.

Пластичностьматериала во многом зависит от его химсостава и размера зерна. Наиболее пластичны чистые металлы. С увеличением содержания в стали углерода пластичность ее падает. Содержание в стали кремния до 0,35% и марганца до 0,8% не влияют на пластичность, но дальнейшее их увеличение ведет также к снижению пластичности стали. При горячем деформировании размер зерна не влияет на пластичность, но влияет на прочность, а при холодном деформировании — чем меньше зерно, тем прочнее металл и меньше пластичность.

Пластическая деформация металла в холодном состоянии требует приложения больших усилий, поэтому при восстановлении деталей часто применяют их подогрев. Горячее деформирование, происходящее при температурах выше температуры рекристаллизации, не приводит к наклепу. Сопротивление деформированию стали, нагретой до температуры ковки, в 10-15 раз ниже, чем стали в холодном состоянии. Однако нагрев до температур ковки вызывает образование окалины, выгорание углерода с поверхностного слоя и короблению детали. Поэтому стремятся, чтобы температура нагрева была лишь достаточной для деформации детали на требуемую величину. Для углеродистых сталей нагрев должен находиться в интервале 350-700 С. Нагрев ниже 350 С не увеличивает пластичность, а выше 700 С — приводит к появлению окалины.

Скорость деформирования ведет к снижению пластичности, особенно при горячем деформировании. Поэтому процессы восстановления деталей рекомендуется выполнять на малых скоростях деформирования.

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Восстановление деталей пластической деформацией

Категория:

Техническое обслуживание дорожных машин

Восстановление деталей пластической деформацией

Далее: Восстановление резьбовых отверстий и ремонт трещин фигурными вставками

Сущность этого метода основана на возможности восстанов­ления изношенных рабочих поверхностей путем некоторого пластического перераспределения материала детали в холодном и горячем состоянии. В зависимости от износа, формы и раз­меров детали применяют осадку, вдавливание, раздачу, обжа­тие, вытяжку, правку. Эти методы различаются направлением внешней действующей силы и величиной требуемой деформации.

Для увеличения наружного диаметра деталей и уменьшения внутреннего диаметра полых деталей пользуются способом осадки (рис. 80, а), при котором направление действующей силы не совпадает с направлением деформации. Этим методом восстанавливают бронзовые втулки верхней головки шатуна в холодном состоянии на прессе в специальном приспособлении.

Для компенсации износа деталей применяют способ раздачи (рис. 80, б). Восстанавливают этим способом пустотелые оси и валы, поршневые пальцы.

Размеры наружных поверхностей увеличивают за счет вы­давливания материала детали с ее нерабочей части (способ вдавливания). При этом одновременно происходит раздача и осадка.

При вдавливании направление действующей силы не совпа­дает с направлением действующей деформации и длина детали не изменяется. Вдавливанием восстанавливают тарелки клапанов при износе фаски, зубья шестерен и шлицы при износе по толщине.

Рис. 80. Схема восстановления деталей пластической деформацией:
а — осадка, б—раздача, в — обжатие, г — вытяжка, 6 — деформация; Р — усилие

Один из способов пластической деформации — обжатие (рис. 80, в), которое характеризуется совпадением направления действующей силы с направлением деформации. Этим способом восстанавливают втулки из цветных сплавов при износе по внутреннему диаметру (втулки распределительных и других ва­лов и оси, звенья гусениц при износе проушин под палец и т. д.).

Способ пластической деформации — вытяжка (рис. 80, г) — характерен тем, что направление действующей силы и направле­ние требуемой деформации не совпадают. Длина детали при вытяжке увеличивается за счет местного сужения поперечного сечения детали. Применяют этот способ для удлинения тяг, стержней, штанг и других аналогичных деталей.

Для деталей, у которых во время работы и восстановления возникли остаточные деформации (изгиб, скручивание, коробле­ние и т. д.), применяют способ пластической деформации — прав­ку. В этом случае направление действующей нагрузки или крутящего момента совпадает с направлением действующей деформации. Правкой восстанавливают шатуны, валы и другие детали.

В зависимости от величины деформации детали правят с нагревом или без него. Для ответственных деталей рекомендует­ся применять правку с нагревом до температуры 400—450° С и выдержкой в течение 0,5—1 ч.

Коленчатые и распределительные валы, полуоси правят в холодном состоянии, так как термическую обработку затрудни­тельно производить в ремонтных мастерских. После правки деталей в холодном состоянии возможно возобновление некото­рого изгиба вследствие внутренних остаточных напряжений и напряжений, передаваемых деталью.

Для правки используют гидравлические и винтовые приспо­собления. Выправленные детали контролируют в центрах станка или приспособления или на призмах с помощью индикатора. Шатуны проверяют на специальном приспособлении, переднюю ось — специальными угольниками, рамы — на контрольных пли­тах и угольниками.

Разновидность метода пластической деформации — восста­новление деталей электромеханическим выдавливанием. Сущ­ность способа заключается в перераспределении поверхностного слоя металла ремонтируемой детали в результате микронагрева в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью и радиального усилия инструмента. Для микронагрева исполь­зуют специальный источник электрического тока, подключенный к восстанавливаемой детали и рабочему инструменту. Давление на рабочий инструмент передается от суппорта токарного станка. Вследствие малой площади соприкосновения инструмента и детали в зоне контакта выделяется большое количество теплоты, размягчающей металл поверхностного слоя детали. При одно­временном воздействии микронагрева и радиального усилия инструмента в зависимости от профиля инструмента происходит высадка детали с Д\ до Д2 или сглаживание с Дч до Дтм (рис. 81). За счет интенсивного охлаждения поверхностного слоя металла в результате отвода теплоты с поверхности слоя детали в глубину и пластической деформации на поверхности детали образуется тонкий упрочненный слой, закаленный до высокой твердости.

Рис. 81. Схема электромеха­нического восстановления де­талей:
1 — высаживающая пластина, 2 — сглаживающая пластина; S — шаг высадки, Р—усилие

Рис. 82. Пост электромеханической обработки:
1 — источник тока, 2 — аппаратный ящик, 3 — токарный станок, 4 — подвижный скользящий контакт, 5 — деталь, 6 — держатель рабочего инструмента, 7 — токоподводящие кабели

Для поста электромеханической обработки (ЭМО) деталей (рис. 82) используют обычный токарно-винторезный станок нормальной точности, марку которого выбирают в зависимости от размеров ремонтируемых деталей. В качестве источника питания для микронагрева на переменном токе служат специаль­ные понижающие трансформаторы с выходными параметрами: сила тока 200—1200 А и напряжение 2—6 В.

В суппорте токарного станка устанавливают универсальный держатель рабочего инструмента. На держателе ролика на оси неподвижно устанавливают высаживающий или сглажи­вающий ролик. Держатели роликов и сами ролики — сменные, из твердого сплава Т15К6. Высаживающий ролик затачивают под углом 60—70°, контактную поверхность его скругляют, чтобы не повредить ремонтируемую деталь. Радиус скругления сглаживающего ролика доводят до 40—60 мм.

Технологический процесс высадки ремонтируемых поверх­ностей производят в такой последовательности. Чистую и проде- фектованную деталь устанавливают и закрепляют в центрах или патроне токарного станка.

Держатель в суппорте регулируют так, чтобы горизонтальные оси детали и высажи­вающего ролика были перпендикулярны и совпадали по высоте. На токарном станке устанавливают необходимые обороты и шаг подачи.

Суппортом устанавливают высаживающий ролик так, чтобы он плотно касался детали. Включив кнопочной станцией трансформатор, переключателем обмоток и реостатом по показа­нию амперметра устанавливают необходимую для высадки величину тока.

Суппортом токарного станка придают ролику необходимое давление. После выполнения перечисленных подготовительных операций включают станок, горизонтальную подачу и производят высадку восстанавливаемой поверхности.

Процесс сглаживания выполняют в той же последователь­ности, что и процесс высадки. Восстановление деталей электро­механическим способом позволяет повысить физико-механические свойства поверхностного слоя детали без изменения его характе­ристики и дополнительной термической обработки.

Реклама:

Читать далее: Восстановление резьбовых отверстий и ремонт трещин фигурными вставками

Категория: — Техническое обслуживание дорожных машин

Восстановление деталей пластическим деформированием.

Способ пластического деформирования основан на способности деталей изменять форму и размеры без разрушения путем перераспределения металла под давлением, т. е. основан на использовании пластических свойств металла деталей. Особенность способа — это перемещение металла с нерабочих поверхностей детали на изношенные рабочие поверхности при постоянстве ее объема. Пластическому деформированию могут подвергаться детали в холодном или в нагретом состоянии в специальных приспособлениях на прессах.

Стальные детали твердостью до HRC 30 (низкоуглеродистые стали), а также детали из цветных металлов и сплавов обычно деформируют в холодном состоянии без предварительной термообработки.

При холодном деформировании наблюдается упрочнение металла детали, т. е. происходит наклеп, который повышает предел прочности и твердости металла при одновременном понижении ее пластических свойств. Этот процесс требует приложения больших усилий. Поэтому при восстановлении деталей очень часто их нагревают.
В нагретом состоянии восстанавливают детали из средне- и высоко углеродистых сталей. При восстановлении деталей необходимо учитывать верхний предел нагрева и температуру конца пластического деформирования металла. Относительно низкая температура конца деформирования металла может привести к наклепу и появлению трещин в металле. В табл. приведены интервалы горячей обработки металлов давлением. В зависимости от конструкции детали, характера и места износа нагрев может быть 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; контроль качества.

Интервалы температур горячей обработки металлов давлением, °С

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.

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 усилий. 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).

Пластическая деформация осуще­ствляется в результате скольжения и двойникования. Механизм движения в кристалле непрерывно образую­щихся новых дислокаций в процессе деформации называют источником Франка-Рида. Двойникование — пе­реориентировка части кристалла от­носительно плоскости двойникова­ния в симметричное положение по от­ношению к первой части кристалла.

Так как критическое напряжение сдвига при деформировании двойникованием выше, чем при скольжении, то двойники возникают только тогда, когда скольжение затруднено: в слу­чае деформирования при низкой тем­пературе или при высоких скоростях деформации. При скольжении одна часть кристалла смещается относи­тельной другой под действием каса­тельных напряжений по направлени­ям с наибольшей линейной плотно­стью атомов и по плоскостям с наи­большим межплоскостным расстоя­нием. Причем, способность металла к пластической деформации растет с увеличением числа возможных пло­скостей и направлений скольжения.

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 температуры 1000 К приводит к интенсивному образова­нию окалины.

Повышение скорости деформации в общем случае ведет к снижению пластичности и увеличению сопро­тивления деформированию. В усло­виях холодного деформирования вли­яние скорости деформирования не­значительно, в то время как в услови­ях горячего деформирования оно весьма ощутимо.

Упрочнение металла в результате пластической деформации называет­ся наклепом, который повышает ха­рактеристики прочности и снижает характеристики пластичности. В связи с тем что пластическая деформация приводит металл в структурно неустойчивое состояние, нагрев способствует протеканию са­мопроизвольно происходящих про­цессов, возвращающих металл в бо­лее устойчивое структурное 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 плавления.

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 ниже процесса 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.

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

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.

На рис. 35 приведена классифика­ция способов восстановления дета­лей пластической деформацией, ко­торые в той или другой мере исполь­зуются на ремонтных предприятиях.

Рис. 35. Классифика­ция способов восстановления дета­лей пластической деформацией

В соответствии с приведенной клас­сификацией рассмотрим принципи­альные технологические особенности и область применения каждого вида обработки деталей пластической де­формацией.

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.

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 направление действия внешней силы Р перпендикулярно к направлению деформации.

Давление, необходимое для осадки в ньютонах,

где (σт — предел текучести материала детали при температуре осадки, Па; d — диаметр де­тали до осадки, м; h — высота детали до осад­ки, F — площадь поперечного сечения дета­ли до осадки, м .

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

Наиболее часто осадкой восста­навливают втулки из цветных спла­вов. Осадку осуществляют следую­щим образом. В осаживаемую втулку вставляют калиброванный палец, диаметр которого на 0,2 мм меньше диаметра окончательно об­работанного отверстия втулки. За­тем втулкувместе с пальцем уста­навливают в приспособление для осадки. Давлением Р пресса до упо­ров в кольцо 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.

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.

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 HRC 58 — 0,8 мм; контроля на наличие трещин и размеров; механи­ческой обработки пальцев (бесцент­ровое шлифование с последующим суперфинишем и полированием).

Ремонт деталей методами пластического деформирования

Лекция 23. Способы восстановления деталей

23.1. Ремонт деталей методами пластического деформирования.

Обжатие, осадка, выдавливание, вытяжка, растяжка, правка.

23.2. Восстановление деталей сваркой и наплавкой.

Ремонт деталей методами пластического деформирования

Обработка пластическим деформированием основана на способности металла изменять свои 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 предварительного нагрева деталей и с предварительным их нагревом.

При обработке деталей в холодном состоянии пластическая деформация происходит вследствие сдвигов частиц, внутри кристаллов металлов (внутрикристаллическая деформация), что сопровождается изменением физико-механических свойств металла (увеличение преде­ла текучести, снижением вязкости, повышением твердости).

Рис. 19.2. Восстановление деталей ДРД: 1 – деталь; 2 – ДРД; 3 – сварочный шов

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.

Раздача. Эту операцию применяют для увеличения по наружному диаметру изношенных полых деталей за счет изменения внутреннего диаметра (поршневые пальца, пустотелые валы, чашки дифференциала и др. При раздаче направление давления р от внешних сил совпадает с направлением деформацийd. Давление р (в МПа) при раздаче равно

р =1.15sтln(R/r),

где sт — предел текучести металла детали, МПа;

R и r — наружный и внутренний радиусы детали, мм.

Обжатие применяют для уменьшения по внутреннему диаметру изношенных полых деталей за счет изменения наружного диаметра. Способом обжатия восстанавливают, втулки шатунов и поршней, сепараторы роликовых подшипников, звенья гусениц при износе проушин и др.

Осадка. Осадкой увеличивают наружный диаметр сплошных деталей, а также уменьшают внутренний и увеличивают наружный диаметр полых деталей за счет уменьшения их длины. Давление р (в МПа) при осадке рассчитывают по формуле:

,

где D — наружный диаметр втулки после осадки, мм;

l — длина втулки, мм.

Вдавливание. Этот процесс применяют для увеличения размеров изношенных частей посредством перераспределения металла с ее нера­бочих поверхностей, вдавливание объединяет операции раздачи и осад­ка, так как деформирующая сила направлена под некоторым углом к направлению требуемой деформации. Вдавливание применяют при восстановлении изношенных боковых поверхностей шлицев, зубьев некоторых шестерен, шаровых пальцев и др. Так, технологический маршрут восстановления шлицевого вала следующий: отпуск, вдавливание, обтачивание вала, фрезерование боковых поверхностей шлицев, термическая обработка, шлифование.

Вытяжка и растяжка.При вытяжке увеличивают длину деталей рычагов, тяг, стержней) за счет местного сужения их поперечного сечения на небольшом участке. Вытяжку выполняют в горячем состоя­ли с местным нагревом детали до 800-850°С. При вытяжке направление деформации перпендикулярно направлению деформирующей силы. Растяжкой также достигают увеличения длины детали, но в отличие от вытяжки направление деформации совпадает с направлением действующей силы.

Широкое распространение при ремонте а/м получим такой метод как правка:

Правка в холодном состоянии статическим нагружением (под прессом) (рис. 19.7); применение этого способа на первый взгляд эффективно, но связано с возникновением при этом больших внутрен­них напряжений в детали и значительным снижением усталостной проч­ности (на 15 — 40%).

Рис.19.7. Правка вала под прессом Рис.19.8. Правка коленвала наклепом

С целью уменьшения внутренних, напряжений применяют после правки искусственное старение, т.е. выдержку правленой детали в течение I часа при = 400 — 500 °С.

Коленвалы и распредвалы (т.е. детали подвергаемые закалке) подвергают после правки под прессом старению в течение 5 часов при температуре 180-200°С.

Правка деталей наклепом (рис. 19.8) является более эффективной, т.к. позволяет вести правку в желаемом направлении, обеспе­чивает высокую точность (до 0,02 мм) и не дает снижения усталостной прочности. Осуществляется правка наклепом специальными молот­ами с закругленным бойком или пневматическими устройствами с ша­риками.

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.

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 %.

Дата добавления: 2017-11-04; просмотров: 1468;

Добавить комментарий

Закрыть меню