Восстановление деталей

Восстановление  деталей 
Восстановление деталей слесарно-механической обработкой.

 

Слесарно-механическая обработка подразделяется на слесарную  и механическую.

Слесарные работы применяются в качестве дополняющих  или завершающих механическую обработку. Слесарные работы могут также  применяться в качестве подготовительных к восстановлению другими способами (например, к склеиванию, пайки). К  слесарным работам относятся  опиловка, развертывание, зенкерование отверстий, сверление, прогонка и нарезание  резьбы, шабрение, притирка, доводка  до более полного прилегания.

Опиловка

Зенкерование

Развертывание

Шабрение

Восстановление  деталей

 

Механическая  обработка применяется как самостоятельный  способ восстановления деталей, а так  же в качестве операций, связанных  с подготовкой или окончательной  обработкой при восстановлении другими  способами. К слесарно-механической обработке относятся обработка  под ремонтный размер и постановка дополнительных ремонтных деталей. В качестве механической обработки  применяются следующие виды: токарная, сверлильная, фрезерная, расточная, шлифовальная, полировальная, хонинговальная обработки.

Восстановление  деталей

 

Механическая  обработка связана с выбором  инструмента и режима обработки. Зачастую возникают трудности с  обеспечением точности размеров и шероховатости  обрабатываемых поверхностей, а так  же их взаимного расположения. Точность и взаимное расположение зависят  от правильного выбора технологической  базы при обработке детали.

Технологическая база (обработочная база) - это поверхности  на детали, которые определяют положение  детали в приспособлении относительно режущего инструмента. В качестве технологической  базы рекомендуется использовать поверхности, которые использовались при изготовлении этой детали.

 

Обработка деталей под ремонтный размер.

 

При этом способе восстановления одна из сопряжённых  деталей (обычно более дорогостоящая  и сложная) обрабатывается под ремонтный  размер (например, коленчатый вал), а  вторая деталь данного сопряжения заменяется новой или восстановленной (например, вкладыши).

Обработкой  под ремонтный размер восстанавливают  геометрическую форму, требуемые шероховатость, точностные размеры изношенных деталей.

Восстанавливаемые поверхности могут иметь несколько  ремонтных размеров. Их величина и  количество зависит от величины износа детали за межремонтный пробег от припуска на обработку и запаса прочности  детали.

Восстановление  деталей

 

Метод определения  величины и количества ремонтных  размеров для вала и отверстия  разработал профессор Ефремов. Метод  заключается в следующем:

1. При  поступлении деталей в ремонт, они имеют геометрическую форму  и размеры, отличающиеся от  правильной геометрической формы  и номинальных размеров.

2. Для  того, чтобы придать им правильную  геометрическую форму, необходимо  подвергнуть их механической  обработке. После обработки размеры  поверхностей будут отличаться  от первоначальных размеров на  удвоенную величину максимального  одностороннего износа и припуска  на механическую обработку на  сторону. 

Определение ремонтного размера

Определение ремонтного размера

 

Следовательно, ремонтный размер можно определить по формулам:

dp1=dн-2(Иmax+z);

Dp1=Dн+2(Иmax+z), где

z - припуск  на механическую обработку. Он  зависит от вида обработки.

При чистовой обработке припуск составляет 0,05-0,1 мм на сторону. При шлифовании - 0,03-0,15 мм на сторону.

При поступлении  деталей в ремонт определяют не односторонний  максимальный износ, а износ деталей  на диаметр (И).

Для того, чтобы определить износ максимальный, вводят коэффициент неравномерности износа β=И_max/И;  
При симметричном износе И_max=И_min=И/2 ⇒β=0,5;  
При несимметричном износе И_max=И, И_min=0, β=И/И=1;  
d_p1=d_н-2(β×И+z);  
D_p1=D_н+2(β×И+z);

Межремонтный  интервал

 

Межремонтный  интервал: γ=2(β×И+z);

dp1=dн-γ;

dp2=dн-2γ;

dpn=dн-nγ;

Dp1=Dн+γ;

Dp2=Dн+2γ;

Dpn=Dн+nγ;

n=(dн-dpn)/γ;

n=(Dpn-Dн)/γ=(Dmax-Dн)/γ.

Восстановление  деталей пластическим деформированием.

 

Процесс восстановления деталей пластическим деформированием основан на использовании  пластических свойств металла, из которого они сделаны.

Пластичность - это свойство металла при опредёленных условиях изменять свои форму и размеры под действием нагрузок и при этом не разрушаться.

Пластическое  деформирование применяют как в  холодном, так и в горячем состоянии  на специальных приспособлениях  и прессах.

Пластическое  деформирование

 

Пластическое  деформирование в холодном состоянии  называется наклёпом. В результате повышается предел прочности и жёсткость, а пластичность при этом снижается. После обработки пластическим деформированием в горячем состоянии необходимо подвергнуть деталь повторной термической обработке.  
Изменение рабочих поверхностей деталей при восстанавлении способом давления происходит за счёт того, что металл с нерабочих поверхностей детали перемещается на изношенные поверхности.

Технологический процесс

 

Технологический процесс восстановления состоит  из 3-х основных операций:   
1. Подготовка деталей;  
2. Деформирование.  
3. Обработка после деформирования (механическая, термообработка).  
Пластическое деформирование производят с помощью следующих видов обработки:  
1. Осадка;  
2. Раздача (её проводят сферическими прошивками);  
3. Огласка (применяют для уменьшения внутреннего диаметра полых деталей);  
4. Вытяжка (применяется для увеличения длины деталей);  
5. Накатка.  
3. В процессе работы многие детали теряют свою первоначальную форму. Для устранения этого дефекта применяют правку.

Пластическое  деформирование

 

На авторемонтных  предприятиях применяют два вида правки : Наклёпом ;Статическим нагружением . В процессе восстановления деталей различными способами теряются механические свойства их поверхностей. Их можно восстановить методом наклёпа, т.е. поверхностного деформирования, при этом повышается износостойкость металла. Виды наклёпа: чеканка, обкатка шариками, роликами, алмазное выглаживание, дробеструйная обработка. 

Виды  обработки

Восстановление  деталей наплавкой.

 

Наплавку  производят для нанесения металлического покрытия на поверхности деталей  с целью компенсации износа.   
Технологический процесс восстановления деталей наплавкой включает в себя:  
1. Подготовку детали к наплавке;  
2. Выполнение наплавочных работ;  
3. Обработку деталей после наплавки.  
Подготовка - это механическая обработка детали, очистка от окислов и загрязнений.  
При наплавочных работах следует уделять внимание выбору наплавочных материалов и режиму наплавки.  
После наплавки обычно применяют механическую обработку и термообработку.

Автоматическая  наплавка под флюсом.

 

При этом способе наплавки деталь устанавливают  в переоборудованный токарный станок в патрон или центра. Наплавочный  аппарат находится на суппорте. При  этом способе дуга горит не на открытом воздухе, а под слоем флюса, поэтому  металл не окисляется. При наплавке под флюсом применяется ток обратной полярности.  
Достоинства: высокая производительность процесса, возможность получать наплавленный слой металла большой толщины (1-5 мм и более), равномерность слоя, отсутствие ультрафиолетовых излучений.   
Недостатки: высокий нагрев, необходимость применения термообработки.   
Применение: для восстановления шеек коленчатого вала, кулачов распределительного вала, шлицевых поверхностей валов, полуосей. 

Автоматическая  наплавка под флюсом.

Автоматическая  наплавка в среде защитного газа

 

Для этих целей используют тот же станок, что и при наплавке под флюсом, такой же наплавочный аппарат, но на него устанавливается специальный  мундштук с гарелкой для подачи защитного газа.   
Достоинства: меньший нагрев детали, возможность восстановления деталей размером менее 40 мм.   
Недостатки: повышенное разбрызгивание; необходимость применения избитого применения легированной электродной проволоки для получения покрытия с требуемыми свойствами.

Автоматическая  наплавка в среде защитного газа

Автоматическая  вибродуговая наплавка

 

Используют  так же токарный станок. На суппорте устанавливают наплавочную головку, которая имеет возможность вибрировать  с определённой частотой. При этом способе применяют охлаждающую  жидкость и ток обратной полярности.  
При подводе жидкости в зону наплавки повышается твёрдость и износостойкость но снижается усталостная прочность примерно на 30-40 %.   
Достоинства: небольшой нагрев детали (около 100° C), малая зона термического влияния, отсутствие необходимости термообработки.   
Недостатки: снижение усталостной прочности.  
Применение: применяют для восстановления поверхностей из стали, ковкого и серого чугуна, для резьбовых поверхностей, наружных и внутренних цилиндрических поверхностей. 

Автоматическая  вибродуговая наплавка

Напыление является одним из способов нанесения металлических покрытий на изношенные поверхности восстанавливаемых деталей. Сущность процесса заключается в том что предварительно расплавленный металл наносится на специально подготовленную поверхность посредством сжатого газа или воздуха.  
В зависимости от вида используемой различают следующие способы напыления: 
1. Газопламенное; 
2. Электродуговое; 
3. Высокочастотное; 
4. Детонационное; 
5. Ионоплазменное.

Восстановление  деталей напылением.

 

Достоинства: высокая производительность, небольшой  нагрев детали (120-180° C), высокая износостойкость  покрытия, простота технологического процесса, возможность нанесения  покрытий от 0,1 до 10 мм из любых металлов и сплавов.  
Недостатки: пониженная механическая прочность покрытия, невысокая прочность сцепления покрытия с поверхность детали.  
Газопламенное напыление осуществляется с помощью специальных аппаратов, в которых плавление напыляемого металла (проволока или порошок) производится ацетилено-кислородным пламенем, а распыление - сжатым воздухом.   
Преимущества: большое окисление металла, мелкое распыление высокая прочность покрытия.  
Недостатки: невысокая производительность (2-4 кг в час).

Восстановление  деталей напылением.

 

Электродуговое напыление производится аппаратами, в которых расплавление металла электрической дугой, возникающей между двумя проволоками, а распыление осуществляется помощью сжатого воздуха.  
Преимущества: высокая производительность (3-4 кг в час). Высокая температура позволяет наносить тугоплавкий металл, простое применяемое оборудование.   
Недостатки: сильное окисление металла, выгорание легирующих элементов, пониженная плотность покрытия.

Восстановление  деталей напылением.

 

Высокочастотное напыление основано на принципе индукционного нагрева при плавлении материала (проволоки). 
Индуктор питается от генератора тока высокой частоты. Распыление производится с помощью сжатого воздуха. 
Преимущества: небольшое окисление металла за счёт регулировки температуры нагрева, высокая механическая прочность покрытия. 
Недостатки: небольшая производительность процесса, сложность оборудования, большое потребление энергии, большая стоимость. 
Детонационное напыление. При этом способе расплавление и распыление происходит за счёт энергии взрыва смеси газов ацетилена и кислорода. При этом скорость движения порошка достигает 800 м/с на расстоянии 15 мм от среза ствола. Процесс повторяется 3 - 4 раза в секунду. За один цикл наносится слой в микрон.

Напыляемые  материалы и свойства покрытий.

 

В качестве напыляемых материалов применяется проволока и порошкообразные сплавы.   
Для деталей, работающих при повышенном трении применяют стальную проволоку с большим содержанием углеводорода.  
При плазменном, детонационном напылении применяются износостойкие порошковые сплавы на основе никеля. Сплавы ПГСР-2 и ПГСР-3 обладают ценными свойствами: низкая температура плавления, высокая твёрдость (MRC 35-60), высокая износостойкость.  
При восстановлении посадочных поверхностей под подшипники в чугунных корпусных деталях применяют стальной порошок с добавкой 1-2 % порошка алюминия.   
При восстановлении опор под вкладыши коренных подшипников в чугунных блоках цилиндров применяют стальной порошок с добавкой 1-2 % порошка алюминия, 4-5 % медного порошка, 2-3 % никелевого порошка.

Восстановление  деталей напылением.

 

Процесс нанесения.

  
Технологический процесс нанесения металла на поверхность включает в себя следующие операции:  
1. Подготовка детали к покрытию (очистка поверхности, создание шероховатости).  
2. Нанесение покрытия;  
3. Обработка детали после нанесения.  
Промежуток времени между подготовкой и нанесением должен быть минимальным и не превышать 1,5-2 часа, т.к. осевшая на деталь пыль может ухудшить сцепление металла с поверхностью.