Восстановление размеров, формы и механических свойств деталей с помощью пластической деформации (давлением)

Способом пластической деформации восстанавливают размеры и форму ряда деталей за счет перераспределения металла под действием внешних сил. Этот способ применяется также для восстановления первоначальных механических свойств деталей, упрочнения их рабочих поверхностей и чистовой обработки.

Детали восстанавливают как в холодном, так и в горячем состоя­нии. В холодном состоянии обычно восстанавливают детали из низко- углеродистых сталей, цветных металлов и их сплавов, а в горячем сос­тоянии — из средне и высокоуглеродистых сталей (температура на­грева равна 0,7...0,9 температуры плавления).

Восстановление размеров деталей в заданном направлении. Схемы способов восстановления деталей пластической деформацией показа­ны на рисунке 48. Восстановление деталей осаживанием применяют для увеличения или уменьшения наружного или внутреннего диаметра полых деталей за счет их укорачивания. Этим методом восстанавливают различные втул­ки при износе по наружному или внутрен­нему диаметру, цапфы валов, оси и пр.

Методом вдавливания восстанавливают шлицы валов и другие детали. Ролики изготовляют из специальных твердых спла­вов или из инструментальной стали и под­вергают термообработке до твердости 55...58 HRC. Ролик, вдавливаясь, проводит пе­рераспределение металла, а другие ролики фор­мируют профиль и размеры шлицев. Вос­становление шлицев таким способом можно выполнить, производя их нагрев с помощью ТВЧ.

Восстановление раздачей применяют для увеличения наружного диаметра полых деталей за счет внутреннего. Методом раздачи восстанав­ливают поршневые пальцы, бронзовые втул­ки насосов гидросистем, трубы рулевой ко­лонки и пр. Раздачу чаще проводят в хо­лодном состоянии, закаленные детали пред­варительно подвергают отпуску или отжигу.

Восстановление деталей обжатием проводят при необходимости уменьшить внутренний диаметр полых деталей за счет изменения наружного диаметра. Этим методом восста­навливают втулки из цветных металлов, проушины различных рычагов при износе гладких или шлицевых отверстий и др.

Горячим обжатием восстанавливают отверстия проушин звеньев гусениц тракторов класса 30 кН.

Восстановление деталей вытяжкой применяют для увеличения длины детали за счет местного (на не­большом участке) сужения ее поперечного сечения. Этот метод исполь­зуют при ремонте тяг, штанг и др.

Накатку применяют для увеличения наружных или внутренних размеров деталей за счет перераспределения металла на поверхности. Накатку зубчатым роликом проводят при восстанов­лении посадочных поверхностей слабонагруженных валов и других деталей.

Электромеханическая обработка деталей. Этот способ является разновидностью восстановления размеров деталей давлением. Сущность его заключается в следующем. Деталь устанавливают в центры токар­ного станка. В суппорте токарного станка закрепляют пружинную державку, к которой крепят твердосплавную пластину. К де­тали и державке подводят ток силой 300...800 А напряжением 1...5В. В зоне контакта пластины с деталью выделяется большое количество тепла, металл нагревается до температуры 800...900°С. При этом твер­досплавная пластина 1 вдавливается во вращающуюся деталь и про­исходит выпучивание металла. На поверхности ее образуется винтовая канавка, и диаметр детали увеличивается с начального D₂ до диамет­ра D₁. После прохода сглаживающей пластины 3 получают окончатель­ный диаметр D₀. Высаживающие пластины изготовляют из сплава Т15К6 с углом при вершине 60°. Сглаживающая пластина должна иметь радиус закругления рабочей грани 80... 100 мм. Шероховатость рабочей поверхности инструмента (пластин) должна быть не больше, чем по R_a=0,04 мм.

Для подвода тока к детали на патроне устанавливают медное коль­цо и медно-графитовые щетки. Для питания используют обычный сва­рочный трансформатор, имеющий 3...4 витка независимой дополнитель­ной обмотки проводом сечением 120 мм², этим же проводом подводят ток к детали и державке. Режим электромеханической обработки при­веден в таблице 9.

Электромеханический способ восстановления целесообразно использовать при необходимости увеличения диаметра детали не более чем на 0,15 мм. При больших, величинах наращивания винтовые канавки на поверхности детали следует заполнять композицией на основе эпок­сидных смол или электроимпульсной приваркой проволоки.

Весьма эффективным является наложение ультразвука на инстру­мент при проходах сглаживаний. Обработка проводится без тока.

Восстановление формы деталей. Для восстановления правильной формы деталей, имеющих изгиб, скручивание, вмятины, применяется способ, обратный пластической деформации,— правка. При правке без нагрева у деталей остаются значительные внутрен­ние напряжения, в результате чего после правки они постепенно при­нимают первоначальную форму. Для снятия внутренних напряжений после холодной правки деталь необходимо стабилизировать, то есть выдержать при температуре 250...300°С в течение нескольких часов.

Крупные и сильно деформированные детали правят в нагретом состоя­нии.

Правка местным поверхностным наклепом не приводит к снижению усталостной прочности, что важно для целого ряда деталей (коленчатые валы и пр.). Принцип правки заключается в том, что при нанесении на поверхность детали большого количества местных уда­ров в поверхностном слое возникают сжимающие усилия, направлен­ные в ту сторону, куда наносились удары. Наклеп проводят ручным или пневматическим молотком с шаровой головкой.

Восстановление и улучшение механических свойств деталей. Пла­стической деформацией — наклепом поверхностного слоя детали — можно восстановить или повысить поверхностную твердость, износо­стойкость, повысить усталостную прочность детали, ее упругость.

Упрочнение поверхностей деталей накле­пом происходит в результате многочисленных, следующих один за другим, ударов по поверхности детали шариков, стальной или чугун­ной дроби, бойков, накаткой шариками, роликами и др. Наклеп повы­шает усталостную прочность и твердость поверхности деталей. Накле­пу следует подвергать сварные швы и детали, работающие в условиях знакопеременных нагрузок (коленчатые валы, поворотные цапфы, рессоры, сварные швы рам и пр.).

Дробеструйный наклеп чаще всего осуществляется роторными уста­новками механического действия (ДУ-1, БДУ-ЭГ и др.). Стальная или чугунная дробь попадает на лопатки вращающегося ротора и, выле­тая из установки со скоростью30...90 м/с, ударяется о поверхность де­тали. В результате обработки на детали создается наклепанный слой глубиной 0,5...0,7 мм.

Дробеструйному наклепу подвергают шестерни, листы рессор и пр.

Упрочнение чеканкой применяют для местного наклепа участков поверхностей деталей с высокой концентрацией напряжений (галтели, шлицы, сварные швы и пр.). Чеканка проводится специальными бой­ками, роликами, шариками путем ударного воздействия на упрочня­емую поверхность.

Накатку шариками или роликами применяют для увеличения по­верхностной твердости шеек валов, поверхности отверстий, для повы­шения усталостной прочности валов, упругости пружин.

Хорошие результаты в получении наплавленного слоя без пор и раковин и упрочнении его поверхности дает термомехани­ческая обработка (ТМО). При этом совмещается процесс наплавки и упрочнения поверхности. Наплавленный слой непосредст­венно за сварочной ванной подвергается накатыванию роликом или ударам бойка, чем и достигается требуемый результат.

Контрольные вопросы

1. Какие виды обработки давлением применяют для восстановления размеров изношенных деталей? 2. Какbе механические свойства деталей восстанавливаются или улучшаются наклепом? Способы осуществления наклепа. 3. Как проводится правка деталей пластическим изгибом, наклепом, поверхностным нагревом? 4. Ка­кова сущность электромеханического способа восстановления деталей и область его применения?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: