10 Восстановление деталей без вложения материала в исходную заготовку

Восстановление деталей способом ремонтных размеров

Способ ремонтных размеров заключается в том, что более дорогую и ответственную деталь обрабатывают под ремонтный размер, а сопряжённую заменяют новой. Например, шейки коленчатого вала обрабатывают под ремонтный размер, а вкладыши подбирают новые (уменьшенного ремонтного размера), обеспечивая регламентированный зазор между деталями.

Величина и количество ремонтных размеров зависят от износа детали и припуска на обработку. Припуск на обработку, т. е. слой металла, который в процессе механической обработки удаляется с поверхности детали, должен обеспечить получение поверхности правильной геометрической формы и требуемой шероховатости. Поверхность восстановленной детали не должна иметь следов изнашивания, рисок, царапин, микроскопических трещин и других дефектов. Износ устанавливается замером изношенной поверхности детали. Методика определения ремонтных размеров основана на сохранении геометрической оси детали.

Восстановление деталей под ремонтный размер – общедоступный способ, он не требует сложного оборудования, обеспечивает высокую экономическую эффективность, сохраняет принцип взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки этого метода восстановления – усложнение контроля-сортировки деталей, комплектования и сборки узлов и агрегатов, увеличение номенклатуры запасных частей и площадей складских помещений для хранения деталей.

Восстановление деталей пластическим деформированием металла

Способ основан на использовании пластических свойств металлов, т. е. их способности изменять свои размеры и форму под действием внешних сил и сохранять данные размеры и форму после прекращения действия данных сил. При этом способе материал детали перемещается к изношенной поверхности из нерабочей части детали, восстанавливая её размеры и геометрическую форму без разрушения при напряжениях выше предела упругости.

При обработке давлением изменяются не только форма и размеры детали, но и механические свойства и структура металла. В результате холодного пластического деформирования происходит наклёп, а при горячем деформировании образуется окалина или обезуглероженный поверхностный слой. Поэтому детали после восстановления пластическим деформированием подвергаются, как правило, термической обработке.

В зависимости от направления действующей силы Р и требуемой деформации δ различают следующие виды пластического деформирования: осадка, раздача, обжатие, вдавливание и накатка.

Осадку применяют в основном для восстановления наружного и внутреннего диаметров полых деталей, например, бронзовых втулок, а также увеличения наружного диаметра сплошных коротких деталей. Изменение размеров осуществляется за счёт уменьшения длины детали. Средненагруженные детали можно восстанавливать при условии, что их длина уменьшится не более чем на 1,5%; для сильно нагруженных деталей допускается уменьшение до 1%.

Раздачей восстанавливают наружный диаметр трубчатых (полых) деталей. Изменение наружного диаметра детали осуществляется с помощью сферических, конических или цилиндрических прошивок (шарика, ролика, разрезной конусной втулки и др.).

Обжатие применяют для уменьшения внутреннего диаметра втулок за счёт уменьшения наружного диаметра детали, обжимаемой с помощью матрицы. После обжатия наружный диаметр может быть восстановлен электрохимическим наращиванием до номинального размера. Внутренний диаметр втулки обрабатывают под номинальный или ремонтный диаметр.

Вдавливание применяется для увеличения размеров изношенных частей детали посредством перемещения металла с её нерабочих поверхностей к изношенным. При вдавливании происходит одновременно осадка и раздача.Объёмным вдавливанием можно восстанавливать клапаны, зубчатые колеса, шлицевые валы, шаровые пальцы и другие детали. Обработку ведут при высокой температуре материала (для стальных деталей – 680–920°С).

Накатка позволяет изменять размеры наружного диаметра за счёт выдавливания металла из восстанавливаемой поверхности с помощью специального ролика, который крепится на суппорте токарного станка вместо резца.

Кроме восстановления размеров изношенных поверхностей, пластическое деформирование применяется для восстановления формы деформированных деталей, а также для восстановления механических свойств деталей.

Форму деформированной детали восстанавливают правкой. Существуют два способа правки: статическим нагружением (давлением) и объёмной чеканкой (наклёпом). Правка наклёпом по сравнению с первым способом обеспечивает высокое качество, стабильность геометрической формы детали во времени, высокую точность правки (до 0,02 мм).

Электромеханическая обработка

Электромеханическую обработку применяют для восстановления деталей при небольших износах, а также для чистовой обработки цилиндрических, плоских и других поверхностей. Она позволяет одновременно улучшать механические свойства поверхностных слоёв деталей.

Сущность способа заключается в том, что через контакт инструмента с деталью проходит ток большой силы (300–520 А) и низкого напряжения(2–7 В), в результате чего поверхностный слой металла нагревается и под давлением инструмента деформируется, сглаживается и упрочняется. В зависимости от формы рабочей части инструмента (вдавливающего или выглаживающего) диаметр заготовки может быть увеличен до 0,4 мм, а после выглаживания – 0,2 мм.

Способ электромеханической обработки применяют при ремонте толкателей двигателей, валов трансмиссии (восстанавливают посадочные места под подшипники, шестерни и др.). Электромеханическая обработка шеек валов по сравнению с их наплавкой исключает коробление, она более производительная и дешёвая. При этом в результате нагрева небольших объёмов металла и быстрого их охлаждения за счёт отвода теплоты вглубь заготовки, на её поверхности образуется закалённый слой повышенной твёрдости толщиной 0,2–0,3 мм.

Применяют также восстановление деталей машин электромеханическим способом с завальцовкой проволоки. При данном типе восстановлении используется проволока из стали 45 и 65Г диаметром 0,4...0,6 мм. При включении тока до 1000 А происходит контактная сварка проволоки с валом.