Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Восстановление деталей машин пластическим вытеснением материала

Пластическое деформирование материала применяют для восстановления формы и размеров поверхностей за счет перемещения материала в объеме самой детали. Способ применяют для восстановления деталей, изготовленных из пластичных материалов (ста­ли, меди, бронзы и др.), а также для обработки хрупких материалов, которые становятся пластичными в результате нагрева или создания благоприятных условий нагружения. Основная особенность данного способа состоит в том, что при восстановлении большого количества параметров деталей обходятся без применения дополнительного материала.

Пластичность - это свойство твердых тел под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные деформации после сня­тия этих сия. Пластическая деформация кристаллических тел происходит в результате смещения атомных слоев по плоскостям скольжения под действием внешних сил. Чем больше плоскостей сдвига образуется в объеме материала, тем более он пластичен, тем меньше напряжения, при которых деформируется заготовка.

Степень и усилие деформирования материала зависят от его химического состава и структуры, температуры нагрева, скорости деформирования и схемы главных напряжений.

Наибольшую пластичность имеют чистые металлы. Введение в состав металла леги­рующих элементов чаще всего уменьшает его способность к пластическому деформиро­ванию, Неоднородность структуры и неравномерность распределения примесей также приводят к уменьшению пластичности. Величина зерна влияет на пластичность при хо­лодном деформировании. Чем меньше размер зерна, тем прочнее металл и ниже его пла­стичность. При горячем деформировании размер зерна не сказывается на пластичности.

Пластичность материала увеличивается при его нагреве. Различают холодное и го­рячее деформирование в зависимости от соотношения температур процесса и рекристал­лизации. При холодном деформировании температура обработки меньше температуры рекристаллизации, а при горячем - наоборот.

Нагрев до температуры ковки в 10... 15 раз уменьшает сопротивление деформиро­ванию по сравнению с процессом в холодном состоянии. Нагрев деталей из углеродистых сталей до 350 °С не увеличивает, а снижает пластичность, а нагрев свыше 700 °С приво­дит к появлению окалины. Поэтому нагрев таких сталей целесообразен в указанном ин­тервале температур.

При восстановлении деталей машин пластическим вытеснением материала основ­ным технологическим режимом является усилие выдавливания. При расчете данных усилий учитывают то, что пластическая деформация наступает, когда напряжения сдви­га в материале детали превышают предел его упругости. В то же время, наряду с пла­стической - присутствует и упругая деформация, в результате действия которой разме­ры детали в конечный момент нагружения отличаются от размеров после снятия нагрузки.

Восстановление размеров деталей пластическим вытеснением за счет перемещения материала включает подготовку детали, нагрев (при необходимости), приложение де­формирующего усилия и последующую обработку.

Подготовка детали к деформированию представляет собой отжиг или высокотем­пературный отпуск. В некоторых случаях заготовку непосредственно перед деформиро­ванием нагревают до температуры ковки.

Процессы перемещения материала при пластическом деформировании классифи­цируют в зависимости от соотношения направления внешних сил и деформаций: осадка, раздача, обжатие, вытяжка и вдавливание (рис. 12.4, рис. 12.5).

Осадка (см. рис. 12,4, а) применяется для увеличения наружного размера сплошных деталей. При осадке действие силы Р перпендикулярно к направлению деформации . В результате воздействия площадь поперечного сечения детали увеличивается вследствие уменьшения ее высоты.

Способ используют для восстановления диаметров пальцев, коротких осей при не­жестких требованиях к их длине.

Пример. Процесс восстановления муфт синхронизаторов путем осадки в подклад­ном штампе с разъемной матрицей обеспечивает производительность до 100 деталей/ч.

Процесс включает:

- нагрев деталей в камерной печи до температуры 960... 980°С в атмосфере эндогаза;

* установку двух технологических полуколец, препятствующих деформации паза,

и установку собранного изделия на оправку;

- штамповку на фрикционном прессе;

** выпрессовывание оправки и снятие полуколец;

- отжиг;

- точение кольцевой канавки;

- протягивание и калибрование эвольвентных шлицев;

- закругление зубьев;

- термическую обработку.

Направления действующих сил и деформаций при раздаче (см. рис. 12.4, б) совпа­дают и направлены изнутри детали. Раздачу применяют для восстановления по наруж­ному диаметру поршневых пальцев, чашек дифференциала, втулок и др. деталей с неже­сткими требованиями к внутренним размерам.

При обжатии (см. рис. 12.4, в) направления действующих Сил и деформаций совпа­дают, но направлены внутрь детали. Этот способ применяют при восстановлении внут­ренней поверхности детали с нежесткими требованиями к наружным размерам.

Вытяжку (см. рис. 12.4, г) применяют для увеличения длины детали за счет умень­шения ее поперечного сечения. Вытяжкой восстанавливают, например, размеры толка­телей при износе торцовых поверхностей. Вдавливание (см. рис. 12.4, д) объединяет в себе признаки осадки и раздачи. Одно­временное протекание осадки и раздачи сохраняет длину детали, что является преиму­ществом способа. Вдавливание используют при восстановлении зубьев шестерен, шли­цев и др. поверхностей деталей. Как правило, процесс ведут при высокой температуре нагрева (680... 920 °С).

Частным случаем вдавливания является накатка (см. рис. 12.5). Ее применяют для увеличения наружного или уменьшения внутреннего размера деталей за счет вытесне­ния металла из отдельных участков рабочих поверхностей. Накаткой восстанавливают размеры шеек и отверстий под подшипники, а также подшипники, залитые свинцови­стой бронзой. Образовавшиеся лунки заливают баббитом для восстановления несущей способности антифрикционного слоя. Поверхности накатывают специальным инстру­ментом - зубчатым роликом с прямыми ияи косыми зубьями.

Наиболее перспективное восстановление соединений с малой величиной износа (0,004... 0,02 мм) - увеличение наружного диаметра за счет высоты наплывов, образую­щихся по краям микроканавок при формировании рельефа поверхности пластическим деформированием. Удается решить одновременно две задачи: восстановить размер и придать обработанной поверхности положительные антифрикционные свойства (нали­чие маслоемких каналов предотвращает в эксплуатации сухое трение и связанные с ним задиры контактирующих поверхностей, их заклинивание).

Одним из таких методов восстановления износа поверхностей деталей машин пла­стическим деформированием является алмазное выдавливание. При восстановлении ал­мазным выдавливанием в качестве инструмента, как правило, применяют выглаживатели из синтетического алмаза марки АСПК (Нормаль ВНИИАЛМАЗа ОН 037-103-67). Инструмент применяют с рабочей частью конуса имеющей радиус сферы такой же, как и для алмазного выглаживания. В отличие от выглаживания, которое проводится для упрочнения поверхностного слоя и уменьшения высотных параметров шероховатости, при выдавливании величина подачи составляет 0,3... 1,5 мм/об.

В зависимости от условий эксплуатации восстанавливаемых деталей машин, на по­верхности может образовываться винтовал линия (при непрерывной подаче инструмен­та), либо восстановление проводят образованием на поверхности деталей замкнутых кольцевых канавок.

Например, алмазное выдавливание можно применять для восстановления изношен­ных поверхностей прецизионных направляющих скольжения (восстановление с образо­ванием винтовой канавки) ли деталей плунжерных пар (восстановление с образованием кольцевых канавок).