Лекция 7 (стр. 5 )

Вдавливание (рисунок. 7.11, а) отличается от осадки тем, что высота детали не изменяется, а увеличение ее диаметра происходит за счет выдавливания металла из нерабочей части. Вдавливанием восстанавливают тарелки клапанов двигателей, зубчатые колеса (рисунок 7.11, б), боковые поверхности шлицев на валах (рисунок 7.11, в) 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.

Раздачу (рисунок 7.12, а) применяют для увеличения наружного диаметра пустотелых деталей (втулки, поршневые пальцы и др.) при практически неизменяемой ее высоте. Изменение наружного диаметра детали происходит за счет увеличения ее внутреннего диаметра. При раздаче через отверстие детали продавливают ша­рик (рисунок 7.12, б) или специальную оправку (рисунок 7.12, в). На увели­чение диаметра влияет материал детали, температура раздачи, ве­личина износа и размеры. При этом возможны укорочение детали и появление в ней трещин.

Рисунок 7.11 - Пластическое деформирование осадкой:

а  - принципиальная схема; б – осадка давлением втулки верхней головки шатуна; 1,4 –оправки; 2 втулка; 3 –шатун.

Рисунок 7.12 - Пластическое деформирование вдавливанием: а — принципиальная схема; б — восстановление зубчатых колес; в — вос­становление изношенной части шлица; 7 — выталкиватель; 2 — центриру­ющий конус; 3 — разрезная коническая пружинящая втулка; 4 — пуансон; 5 — ограничительное кольцо; 6 — зубчатое колесо; 7 — матрица

Обжатием (рисунок 7.13, а) восстанавливают детали с изношен­ными внутренними поверхностями за счет уменьшения наружных размеров, которые не имеют для них значения (корпуса насосов гидросистем, проушины рычагов, вилок и др.). Обжатие осуще­ствляют в холодном состоянии под прессом в специальном при­способлении (рисунок 7.13, б). Втулку проталкивают через матрицу, которая имеет сужающее входное отверстие под углом 7... 8°, ка­либрующую часть и выходное отверстие, расширяющееся под уг­лом 18...20°. Калибрующая часть матрицы позволяет уменьшить

Рисунок 7.12 - Пластическое деформирование раздачей:

а — принципиальная схема; б — объемная раздача шариком; в — объем­ная раздача оправкой

Рисунок 7.13 - Пластическое деформирование обжатием:

а — принципиальная схема; б — приспособление для обжатия втулок; 7 — опорная втулка; 2 — матрица; 3 — восстанавливаемая втулка; 4 — оправка

внутренний диаметр детали на величину износа с учетом припус­ка на развертывание до требуемого размера. Наружный размер вос­станавливают одним из способов наращивания. После восстанов­ления детали должны быть проверены на отсутствие трещин.

Накатка основана на вытеснении рабочим инструментом матери­ала с отдельных участков изношенной поверхности детали (рисунок 7.14). Способ позволяет увеличивать диаметр накатываемой поверхности детали на 0,3...0,4 мм и применяется для восстановления изношен­ных посадочных мест под подшипники качения. К типовым дета­лям, подлежащим ремонту объемной накаткой, относятся чашка коробки дифференциала, валы коробки передач, поворотные цап­фы и т. п. Накатке подвергаются детали без термической обработ­ки, с обильной подачей индустриального масла. Рекомендуется при­менять для деталей, которые воспринимают контактную нагрузку не более 70 кгс/см2. Детали, имеющие твердость HRC < 32, можно восстанавливать в холодном состоянии. При накатке детали необхо­димо соблюдать условие

nt=πd, 

где n - число зубьев инструмента; t — шаг накатки, мм; d —

диаметр восстанавливаемой поверхнос­ти, мм.

Рисунок 7.14 - Принципиаль­ная схема пластического деформирования накат­кой

В качестве инструмента для накатки используют рифленый цилиндрический ролик или обойму с шариками, устанав­ливаемые на суппорте токарного станка. Режимы накатки (м/мин): скорость для роликов из стали — 8...20, чугуна — 10... 15, латуни и бронзы 30...50, алюми­ния — до 90; подача для стали твердо­стью НВ 270... 300: продольная — 0,6, по­перечная — 0,15 мм-1. Число проходов зависит от материала детали, шага и тол­щины выдавливаемого слоя металла.

Электромеханическая обработка предназначена для восстанов­ления поверхностей деталей неподвижных сопряжений и состоит в искусственном нагреве металла электрическим током в зоне де­формации, что способствует повышению пластических свойств металла. Схема обработки приведена на рисунок 7.15, а. Процесс состо­ит из двух операций (рисунок 7.15, б): высадки металла и сглаживания выступов до необходимого размера.

Рисунок 7.15 - Пластическое деформирование электромехани­ческой обработкой:

а — схема обработки; б — схема высадки и сглаживания; 7 - деталь; 2 — сглаживающая пластина; 3 — высаживающая плас­тина; 4 — понижающий трансформатор

Обработку ведут на токарном станке. В резцедержатель суппорта закрепляют специальную оправку с рабочим инструментом. Деталь и инструмент подключают к вторичной обмотке понижающего трансформатора. При вращении детали к ней прижимают инстру­мент, который имеет продольную подачу S, которая должна быть в 3 раза больше контактной поверхности f пластины. Через зону контакта детали и инструмента (площадь контакта мала) пропус­каю ток 350...700 А напряжением 1... 6 В. Деталь мгновенно нагре­вается до 800...900°С и легко деформируется инструментом. Обра­ботка осуществляется с охлаждением, что способствует закалке поверхностного слоя.

В качестве высаживающего и сглаживающего инструмента ис­пользуют пластину или ролик из твердого сплава (для высажива­ния заостренная, а для сглаживания закругленная). При выдав­ливании образуются выступы, аналогичные резьбе. Диаметр де­тали увеличивается от dи до dв. Сглаживание поверхности осуществляют до dH. Ширина сглаживающей пластинки в 3... 5 раз больше подачи.

После обработки детали поверхность прерывистая, а площадь контакта с сопрягаемой деталью уменьшается. Предельное уменьше­ние площади контакта допускается 20%. Увеличение диаметра неза­каленных деталей возможно на 0,4 мм, а закаленных — на 0,2 мм.

7.2.3. Восстановление формы деталей

Во время эксплуатации у многих деталей появляются остаточ­ные деформации: изгиб, скручивание, коробление и вмятины (валы, оси, рычаги, рамы, балки, и др.). Для устранения этих де­фектов используют правку. В зависимости от степени деформации и размеров детали применяют механический, термомеханический и термический способы правки.

При механической правке используют два способа: давлением и наклепом.

Механическая правка давлением может производиться в холод­ном состоянии или с нагревом. Правку в холодном состоянии осущес­твляют у валов диаметром до 200 мм в том случае, если величина (стрела) прогиба f не превышает 1 мм на 1 м длины вала (рисунок 7.16). За размер стрелы прогиба принимают половину числового значе­ния биения вала, показываемого индикатором. Для правки вал 4 ставят на призмы или опоры 5 винтового или гидравлического пресса выпуклой стороной вверх и перегибают нажимом штока 3 пресса через прокладку 2 из цветного сплава так, чтобы обратная величина прогиба f1 была в 10... 15 раз больше того прогиба f, который имел вал до правки. Точность правки контролируют индикатором 1.Пресс выбирают по усилию правки, которое рассчитывают по формуле

Р= 6,8уфd3/(103l), 

где Р — усилие правки, кН; уф — предел текучести материала вала, МПа; d — диаметр сечения вала, м; l — расстояние между опорами, м.

Недостатки механической холодной правки — это опасность обратного действия, снижения усталостной прочности и несущей способности детали. Опасность обратного действия вызвана возникновением неуравновешенных внутренних напряжения, кото­рые с течением времени, уравновешиваясь, приводят к объемной деформации детали. Ухудшение усталостной прочности деталей происходит за счет образования в ее поверхностных слоях мест с растягивающими напряжениями, причем снижение усталостной прочности достигает 15...40%.

Рисунок 7.16 - Схемы холодной плавки вала:

а — монтажная; 6 — расчетная: / — инди­катор; 2— прокладка; 3— нажимной шток; 4 — вал; 5 — опоры

Для повышения качества холодной правки применяют следую­щие способы: выдерживание детали под прессом в течение дли­тельного времени; двойная правка детали, заключающаяся в пер­воначальном перегибе детали с последующей правкой в обратную сторону; стабилизация правки детали последующей термообработ­кой. Последний способ дает лучшие результаты, но при нагреве может возникнуть опасность нарушения термической обработки детали, кроме того, он дороже первых двух.

Механическая горячая правка производится при необходимос­ти устранения больших деформаций детали и осуществляется при температуре 600... 800°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 (рисунок 7.17).