Тема 3.6. Восстановление деталей давлением (пластические деформации).

20. Восстановление деталей давлением (пластическим) деформированием: сущность, назначение, виды).

Способ восстановления деталей давлением основан на пластической деформации металлов, то есть их способности изменять свою форму под давлением с нагревом или без него.

При восстановлении деталей без нагрева требуются большие нагрузки. Пластическая деформация металла происходит без изме­нения его структуры за счет сдвигов частиц внутри зерен (кристал­лов). В результате изменяются механические свойства: снижается вязкость и повышается твердость.

При восстановлении деталей с нагревом до температуры, равной 0,8...0,9 температуры плавления, необходимое усилие значительно снижается. Пластическое деформирование детали происходит вследствие сдвига целых зерен металла. При этом изменяются структура и механические свойства материала. В результате горя­чей обработки давлением механические свойства металла иногда можно улучшить.

Преимущества способа обработки деталей давлением — просто­та, невысокая трудоемкость, низкая стоимость и хорошее качество ремонта без применения дополнительного материала. Недостатки — изменение механических свойств детали, нарушение термообработки при нагреве, затраты на нагрев и последующую термообработку, а также возможность появления трещин. Чтобы избежать появле­ния трещин, часто после обработки деталей давлением их подвер­гают отжигу, нормализации или отпуску.

На практике применяют следующие виды восстановления дета­лей давлением: осадку, вдавливание, раздачу, обжатие, вытяжку и правку (рис. 18). Кроме того, большое распространение получили виды пластической деформации, изменяющие шероховатость и физико-механические свойства поверхностного слоя детали. К таким видам обработки относятся: обкатка и накатка роликами и шари­ками, ударно-вибрационные виды обработки, обдувка поверхнос­тей и др.

Схемы способов восстановления размеров деталей пластической деформацией

Рис. 18. Схемы восстановления деталей давлением:

Осадка. Направление действующей силы Рд (рис. 18, а) не сов­падает с направлением деформации б, то есть не совпадает с нап­равлением изменения формы детали. Этот способ применяют для увеличения наружного диаметра сплошных и полых деталей, а также для уменьшения внутренних диаметров полых деталей за счет уменьшения высоты.

Вдавливание характеризуется тем, что направление действую­щей силы Рд, так же как и при осадке, не совпадает с направлением требуемой деформации б (рис.18, б), но длина детали при этом не изменяется. Увеличение необходимого размера детали происходит за счет выдавливания материала из нерабочей части.

Раздача характеризуется тем, что направление действующей силы совпадает с направлением требуемой деформации б (рис. 18, в). Раздачу применяют для восстановления втулок, полых пальцев, шлицевых и гладких валов, изношенных по наружной поверхности, и др.

Обжатие, так же как и раздача, характеризуется тем, что нап­равление действующей силы Рд совпадает с направлением требуе­мой деформации б (рис. 18, г). В отличие от раздачи при обжатии происходит уменьшение разменов детали. Этот вид обработки при­меняют для восстановления деталей с изношенными внутренними поверхностями, уменьшение наружных размеров которых не имеет большого значения. Обжатием восстанавливают корпуса масляных насосов гидросистем тракторов, бронзовые втулки, наружные по­верхности которых затем омедняют, проушины различных деталей и др.

Вытяжка. По направлению действующей силы Рд и направлению требуемой деформации б вытяжка (рис. 18, д) напоминает осадку и вдавливание. Этот вид обработки применяют для удлинения тяг, стержней, штанг и других деталей в горячем состоянии за счет уменьшения их поперечного сечения. Наиболее широко вытяжку используют при восстановлении рабочих органов сельскохозяйст­венных машин: лемехов, культиваторных лап и др.

Правка применяется для деталей, в которых во время работы возникли остаточные деформации: изгиб, скручивание или коробле­ние. Эти деформации происходят в результате механических по­вреждений при работе, неправильной разборки, сборки или хране­ния деталей, коробления при сварке и других причин.

Направление действующей силы Рд или крутящего момента при правке совпадает с направлением требуемой деформации б (рис. 18, е). Правкой восстанавливают валы, оси, тяги, рычаги, шатуны, рамы и другие детали. В зависимости от размера и конструкции детали правят вхолодную и с нагревом.

Холодная правка, как правило, не дает устойчивых ре­зультатов, особенно для деталей сложной конфигурации.

Поверхностный наклеп. Некоторые детали, например листы рес­сор, коленчатые валы и ряд других, правят поверхностным накле­пом.

Поверхностный наклеп

Рис. 22. Схема правки поверхност­ным наклепом; деталь после на­клепа.

Сущность этого способа заключается в том, что молотком с за­кругленной головкой наносят удары один за другим по одной линии на вогнутой стороне детали (рис. 22, а). В процессе наклепа по­верхностные слои металла вытягиваются и вызывают обратный прогиб (рис. 22, б).

Рис. 22. Схема правки поверхност­ным наклепом:

а — Направление нанесения ударов при наклепе; б — деталь после на­клепа.

.Поверхностная обработка обкаткой (раскаткой) шариком или роликом применяется как финишная операция для получения высо­кого класса шероховатости поверхности. Сущность ее состоит в том, что под давлением деформирующего элемента выступы шерохова­тости (микронеровности) пластически деформируются (сминаются), заполняя впадины обрабатываемой поверхности.

Обкатку и раскатку применяют при ремонте для окончательной обработки цилиндров, валов, отверстий шатунных втулок, отверстий корпусных деталей, фасок клапанов и клапанных гнезд и других деталей.