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 быть общим или местным.
Процесс восстановления размеров деталей состоит из операций:
- подготовка – отжиг (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.
В зависимости от направления внешней силы, необходимой для деформирования и требуемой величины деформации, в ремонтном производстве применяют следующие виды обработки: осадка, раздача, вдавливание, обжатие, вытягивание, накатывание и правка.
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.
|
|
Раздачей восстанавливают наружные размеры полых деталей за счет увеличения их внутренних размеров: поршневые пальцы, посадочные поверхности под кольца подшипников качения чашек дифференциалов и др. детали.
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 и т.д.
Обжатие применяют для восстановления полых деталей с изношенными внутренними поверхностями путем уменьшения их наружного диаметра. Этим способом можно восстанавливать втулки из цветных металлов, отверстия в проушинах рулевых сошек, рычагов поворотных цапф, корпуса гидравлических насосов. Процесс обжатия может выполняться в холодном и горячем состоянии.
Накатывание применяют для компенсации износа наружных цилиндрических поверхностей деталей путем выдавливания металла из отдельных частей изношенной поверхности. 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 валы коробки передач, поворотные цапфы и т.п.
Правку применяют для восстановления первоначальной формы деталей, если в них возникли остаточные деформации (изгиб, скручивание или коробление) в результате механических повреждений, при восстановлении сваркой (наплавкой) или других причин. В зависимости от степени деформации и размеров детали применяют механический (давлением и наклепом), термомеханический и термический способы правки.
|
|
Рихтовка может быть ручная и механизированная. Ручную рихтовку выполняют рихтовальными молотками и поддержками, которые подбирают по профилю восстанавливаемых панелей. Под растянутую поверхность подставляют поддержку, которую одной рукой прижимают к панели.
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.
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.
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.