3 Структура процесса восстановления деталей

Детали поступают на восстановление с загрязнениями, изношенными поверхностями, израсходованной усталостной прочностью, изменённой массой, деформированными, уменьшенной жёсткостью, утраченной герметичностью и другими изменёнными параметрами.

Повреждённая деталь ремонтного фонда на пути своего превращения в годную деталь в результате технологических воздействий на неё исполнителей и СТО последовательно пребывает в следующих состояниях (рисунок 1.2): детали ремонтного фонда, исходной и ремонтной заготовок и восстановленной детали. Эти превращения связаны с изменением значений геометрических параметров, химического состава поверхностных слоёв, их структуры (в том числе дислокационной) и внутренних напряжений в них.

Исходная заготовка представляет собой очищенную деталь ремонтного фонда с устранимыми повреждениями. Исходная заготовка в общем случае превращается в ремонтную заготовку путём создания припусков на восстанавливаемых поверхностях и устранения трещин, а ремонтная заготовка в восстановленную деталь – в результате термической и механической обработки. Чистоту поверхностей деталей восстанавливают путём их очистки от эксплуатационных и технологических загрязнений.

Исходные заготовки выбирают в результате работ по определению технического состояния деталей ремонтного фонда. Эти заготовки собирают в группы с одинаковыми сочетаниями устраняемых повреждений и в виде партий направляют на соответствующие участки восстановления.

Технологические воздействия на восстанавливаемую деталь образуют в дальнейшем такие блоки операций: подготовку изношенных элементов под нанесение покрытий или установку дополнительной ремонтной детали (ДРД); установку и закрепление ДРД; сварку трещин; нанесение покрытий или перераспределение материала путём его объёмного пластического деформирования; размерную и структурную стабилизацию элементов; термическую обработку; черновую и чистовую механическую обработку; поверхностное пластическое деформирование; отделку; уравновешивание; очистку от технологических загрязнений; контроль и консервацию.

Предварительная механическая обработка придаёт правильную геометрическую форму восстанавливаемым элементам перед нанесением покрытий или установкой ДРД.

Ремонтное производство располагает хорошо изученным множеством способов создания припусков под механическую обработку на восстанавливаемых поверхностях. Это различные виды наплавки, напыления, нанесения электрохимических покрытий, объёмного пластического деформирования, установки ДРД и др.

Износостойкость трущихся поверхностей восстанавливают нанесением восстановительных покрытий необходимого состава, термической обработкой, поверхностным пластическим деформированием и механической обработкой.

Прочность детали восстанавливают установкой и закреплением ДРД и сваркой.

Коррозионную стойкость детали восстанавливают нанесением защитных покрытий (металлических или лакокрасочных).

На стадии создания ремонтной заготовки в основном формируется материал и структура рабочих поверхностей детали, что определяет её послеремонтную надёжность.

Очерёдность технологических операций в процессе восстановления детали подчинена накапливанию и усилению необходимых свойств детали под влиянием вложенных материалов и энергии в заготовку. Перед нежелательными свойствами ставятся технологические «барьеры». Явление технологической наследственности выражается влиянием предшествующих операций на конечные свойства восстанавливаемых деталей. Первые операции обычно влияют на эти свойства слабее, чем заключительные.

За форму и взаимное расположение поверхностей в наибольшей степени отвечают первые операции механической обработки, за размеры и шероховатость – последние, за износостойкость – материалы, операции нанесения покрытий и термической обработки, за усталостную прочность и жёсткость – термические операции и поверхностное пластическое деформирование.

Однотипные операции (нанесение покрытий, термическую и механическую обработку и др.) при восстановлении различных элементов детали объединяют в блоки операций и выполняют вместе.

Все технологические операции, связанные с вложением тепла в материал детали, объединяют в одной части технологического процесса и отделяют от последующих операций термической обработкой. Эта операция после нанесения покрытия служит технологическим «барьером» для внутренних напряжений, роста зерна материала и деформации детали.

Взаимное расположение, форму, размеры и шероховатость рабочих поверхностей восстанавливают механической обработкой этих поверхностей в большинстве случаев после нанесения восстановительных покрытий.

При черновой механической обработке снимают основную часть операционного припуска. Если условно разделить эту операцию на две части, то вначале обеспечивают нужное взаимное расположение поверхностей детали, а затем – форму её геометрических элементов. Черновая обработка обычно лезвийная, она выполняется на токарных, расточных и фрезерных станках. Реже она бывает абразивной.

Точность взаимного расположения поверхностей обеспечивают выбором технологических баз и ориентированием детали относительно движущегося инструмента, а точность формы – жёсткостью и точностью оборудования, выбором инструмента и режимов обработки. Взаимное расположение поверхностей заготовки может быть восстановлено и пластическим деформированием её материала путём правки.

В результате чистовой обработки достигают заданную точность размеров и шероховатость поверхностей, близкую к нормативной. Чистовая обработка для шеек валов – это, в большинстве случаев, абразивная обработка, а для отверстий – тонкое растачивание и хонингование.

Усталостную прочность элементов, воспринимающих знакопеременную нагрузку, и жёсткость детали восстанавливают, соответственно, поверхностным и объёмным пластическим деформированием материала. Назначение поверхностного пластического деформирования – закрыть микротрещины и создать наклёпанный слой с внутренними напряжениями сжатия. Объёмное пластическое деформирование создаёт наклёп в рабочем объёме детали. Пластическое деформирование реализуется механическими или термомеханическими способами.

Назначение отделочных операций (полирования, суперфиниширования, хонингования) заключается в снятии разупрочнённого в результате механической обработки слоя и обеспечении требуемой шероховатости поверхностей.

Необходимое значение массы детали и её распределение относительно осей вращения и инерции достигают установкой уравновешивающих грузов необходимой массы в определённых местах детали или соответствующим удалением части её материала.

На обработанных деталях находятся технологические загрязнения (стружка, зёрна абразивного инструмента, остатки СОЖ, полировальные пасты и др.), которые способны в течение нескольких минут работы вызвать отказ системы смазки отремонтированного агрегата или агрегата в целом. Детали, направляемые на сборку, должны быть очищены от этих загрязнений. Особое внимание уделяют очистке масляных каналов и внутренних полостей.

Операция контроля заключается в установлении соответствия параметров восстановленной детали требованиям технической документации (чертежа или карты технического контроля). Контрольная операция оснащена средствами для измерения геометрических параметров, физико-геометрических свойств и других характеристик. По результатам контроля принимают решение о годности детали.

Консервационную защиту деталей до 3–5 дней обеспечивают технические моющие средства, применяемые для очистки деталей от технологических загрязнений. Для более длительного хранения (это относится к деталям, предназначенным для продажи) необходима специальная консервация маслами, промасленной бумагой, парафиносодержащими и другими средствами.

Таким образом, процесс восстановления деталей включает операции их очистки, определения технического состояния, принятия решения по процедуре восстановления, создания ремонтных заготовок с припуском на восстанавливаемых поверхностях, термической и механической обработки, поверхностного или объёмного пластического деформирования, обеспечения значения массы, уравновешивания, нанесения защитных покрытий, контроля и консервации.