Мураткин ОВ иРА для заочников / учебное пособ ОВДиРА

Рис. 6.3. Вид устраненного дефекта чугунной детали методом газодинамического напыления

пространственные отклонения можно, во – первых, увеличением диаметров установочных отверстий путем зенкерования и развертывания до ремонтных размеров с соответствующим увеличением диаметров пальцев установочного приспособления, во – вторых применением искусственной технологической базы – спутника (ровной точной плиты с теми же двумя установочными отверстиями), на котором выставляют и закрепляют корпусную деталь (рис.

6.4.).

Рис. 6.4. Схема применения искусственной технологической базы для установки корпусной детали

Незначительные погрешности (до 0,2 мм) обработки присоединительных поверхностей, возникающие при шлифовании, устраняют шабрением.

Шабрение с притиркой пастой ГОИ выполняют в определенной последовательности. Сначала проводят черновое шабрение с последующей промывкой поверхности керосином и высушиванием ветошью. Затем выполняют получистовое и чистовое шабрение опять же с промывкой и высушиванием поверхности. После этого наносят тонкий слой пасты ГОИ и притирают сопряженную деталь до получения необходимой опорной поверхности.

Очередным этапом ремонта деталей являются операции по восстановлению резьбовых отверстий и посадочных мест под подшипники и втулки. Средние износы отверстий корпусных деталей под опоры подшипников качения не превышают 0,06 мм. В подавляющем большинстве эти поверхности восстанавливают при помощи дополнительных ремонтных деталей, в меньшей степени путем нанесения гальванических, электроискровых или пластмассовых покрытий. В качестве дополнительных ремонтных деталей применяют ремонтные втулки, тонкостенные свертные кольца, сменные упругие пластины,

ввертыши и др.

На заключительном этапе проводят операции по восстановлению внутренних рабочих цилиндрических поверхностей, например, гильз блока цилиндров, имеющих подвижную посадку. Преимущественно восстановление таких поверхностей осуществляют методами ремонтных размеров (см. раздел

4.7) или дополнительных ремонтных деталей (см. раздел 4.8), реже – газотермическими методами нанесения покрытий. При любом из этих методов проводится предварительная и окончательная механическая обработка с целью подготовки поверхностей трения к установке дополнительных ремонтных деталей (элементов) или под напыление и окончательной доводки, в том числе,

хонингованием восстановленной поверхности.

Механическую обработку (например, растачивание и сверление) всех взаимосвязанных отверстий корпусных деталей проводят с одной установки и

от единых баз. При этом корпусные детали базируют по основной установочной поверхности и двум отверстиям, расположенным на ней. Это позволяет снизить погрешности взаимного расположения присоединяемых деталей.

Необходимо отметить, что при разработке технологического процесса восстановления какой – либо корпусной детали необходимо сначала выбрать способ устранения каждого из имеющихся видов дефектов детали, а затем уже строить процесс, руководствуясь приведенным выше маршрутом.

Контрольные вопросы

1.По какому признаку проводится типизация технологических процессов восстановления деталей?

2.Во сколько классов объединены детали автомобилей?

3.Какие основные операции включает в себя типовой технологический процесс восстановления деталей?

4.Какова последовательность выполнения технологических операций при восстановлении корпусных деталей?

5.Почему устранение таких механических повреждений как трещины выполняют в числе первых технологических операций?

6.Каким образом устраняют остаточные деформации присоединительных и установочных поверхностей?

6.3.2. Типовой технологический процесс восстановления деталей

класса круглые стержни

К этому классу деталей относятся коленчатые и распределительные валы,

карданные валы, крестовины карданного вала, поворотные цапфы, тяги и торсионные валы, валы коробок передач, валы и полуоси с шестернями.

Валы и оси самой разнообразной формы составляют большую часть номенклатуры восстанавливаемых деталей. Они во многом определяют ресурс узлов и агрегатов машин. Многие детали этого класса восстанавливают на авторемонтных предприятиях.

Валы и оси в основном изготовляют из среднеуглеродистых и низколегированных сталей, которые в последующем подвергают улучшению.

Наиболее характерными дефектами круглых стержней являются: износ посадочных шеек под подшипники, ступицы шкивов, уплотнения; повреждение или износ резьбовых поверхностей; остаточные деформации изгиба и закручивания деталей; деформации присоединительных поверхностей фланцев,

износ эксцентриков и кулачков, износ торцовых поверхностей буртов,

выкрашивание или износ зубьев, износ шлицевой поверхности, забитость центровых отверстий и др.

Особое внимание при восстановлении уделяется обеспечению необходимой точности изделий и высокого качества поверхностного слоя.

Точность изделий в значительной мере зависит от их жесткости,

характеризующей сопротивление деталей упругому деформированию под воздействием внешних и внутренних силовых факторов. Жесткость занимает одно из первых мест среди исходных данных, анализ которых предшествует проектированию технологии восстановления детали. От нее во многом зависит структура технологического процесса, выбор способа восстановления,

оборудования, методов и режимов обработки.

На практике в большинстве случаев жесткость валов и осей оценивают по критерию k, определяемого по величине соотношения габаритных размеров L/d,

где L – длина детали; d –диаметр детали. В соответствии с критерием жесткости k

= L/d к очень жестким и валам повышенной жесткости относятся такие, у которых k = 3…5, средней жесткости – k = 5…10, а если k > 12, то такие валы считаются нежесткими и при восстановлении требуют применения дополнительных технологических мероприятий.

Достижение при восстановлении заданной точности нежестких валов и осей представляет собой сложную технологическую задачу, так как их обработка наряду с закономерно происходящими процессами уточнения размеров и формирования необходимых физико-механических свойств материала в большинстве случаев сопровождается потерей точности (см. раздел

1.6.). Это происходит из-за технологических остаточных деформаций,

возникающих в результате неравномерного изменения наряженного состояния изделий. Остаточные деформации проявляются в изгибе и закручивании деталей. После механической и термической операций остаточные деформации изгиба, как правило, составляют основную долю суммарной погрешности обработки и тем самым определяют точность изделий. Более того,

технологические остаточные деформации в процессе окончательной обработки,

которая в основном производится шлифованием, приводят к снижению качества поверхностного слоя вследствие неравномерного теплового и силового воздействия на деталь со стороны абразивного круга. Данные обстоятельства отрицательно сказываются на надежности и долговечности нежестких деталей машин, у которых допустимые значения остаточных деформаций изгиба деталей составляют 0,01…0,025 мм/м.

В существующих технологических процессах восстановления для снижения остаточных деформаций изгиба, как правило, предусматривается многопроходная токарная обработка (5…6 проходов с применением подвижного люнета), несколько операций правки упругопластическим изгибом и термической стабилизации остаточных напряжений, требующих огромных затрат труда и времени (70…80% от длительности процесса восстановления).

Причем эти методы, направленные на уменьшение неравномерности изменения напряженного состояния деталей, реализуются только при условии нанесения покрытий большой толщины. Они, постепенно снижая уровень остаточных деформаций от одной технологической операции к другой, позволяют добиться их минимальных значений, которое в большинстве случаев превышает допуск на отклонение от прямолинейности.

Необходимо отметить, что основными технологическими базами валов и осей служат центровые отверстия (рис. 6.5.) и реже, например, при фрезеровании шпоночных пазов или лысок – наружные цилиндрические поверхности (шейки), при помощи которых деталь устанавливают в призмах.

а б

Рис. 6.5. Варианты выполнения центровых отверстий в торцах вала: а –

менее ремонтопригодный вариант; б – более ремонтопригодный вариант

Рис. 6.6. Базирование детали в призмах при фрезеровании шпоночного паза

Поскольку большинство показателей качества восстановленных изделий зависят от их установки и закрепления при обработке, то в первую очередь восстанавливают установочные поверхности, т.е. центровые отверстия. Затем на прессе устраняют остаточные деформации изгиба деталей. Далее

изношенные поверхности восстанавливают двумя наиболее

распространенными способами – наплавкой или напылением. При этом технологические процессы восстановления имеют свои характерные особенности (рис. 6.7.).

С экономической точки зрения при восстановлении деталей целесообразно применять один способ нанесения материала на изношенную поверхность, не считая при этом установку дополнительных ремонтных деталей и нанесения пластмасс. Это позволяет провести основную часть восстановительных работ на одном рабочем месте и снизить стоимость восстановленной детали.

Считается, что при износе менее 0,5 мм изношенную поверхность лучше восстанавливать напылением, а при износе более 0,5 мм – наплавкой. Такое деление носит условный характер и определяется, прежде всего, более высокой трудоемкостью по сравнению с наплавкой процесса послойного напыления толстых покрытий и их низкими адгезионными свойствами. Бурное развитие в последнее время технологий, способов и оборудования позволяет напылять толстые покрытия с высоким качеством и прочностью сцепления с основным металлом.

Перед напылением проводится предварительная механическая обработка с целью устранения следов износа и дефектного (разупрочненного) слоя,

придания изношенной детали правильной геометрической формы и развития поверхности детали для удержания напыленного слоя материала (см. радел

4.3.2). Перед напылением толстых покрытий протачивают буртики и замки для предупреждения выкрашивания покрытий под действием остаточных напряжений. Кроме того, проводится предварительная обработка поверхностей,

подлежащих установке дополнительных ремонтных деталей.

Далее, защитив от напыления смежные поверхности, проводят сам процесс напыления покрытия преимущественно газопламенным или электродуговым способами на подготовленную восстанавливаемую поверхность детали.

Технологический процесс напыления может включать в себя предварительный подогрев поверхности детали до температуры 200…250С; нанесение подслоя для повышения прочности сцепления покрытия с основным металлом;

нанесение основных слоев, позволяющих получить покрытия с необходимыми физико-механическими свойствами; последующий нагрев восстанавливаемой детали с целью оплавления покрытия.

После этого устанавливают (запрессовывают) дополнительные ремонтные детали и наносят пластмассы.

Завершающим этапом восстановления является окончательная механическая обработка напыленных шеек, дополнительных ремонтных деталей и поверхностей на которые нанесены пластмассы. Окончательная обработка проводится преимущественно шлифованием с последующим суперфинишированием поверхностей изделий, которые позволяют получить требуемые размеры, форму и шероховатость.

Перед наплавкой предварительная механическая обработка может проводиться для выравнивания геометрической формы в том случае, если величина погрешности превышает 0,3 мм, удаления с изношенной поверхности окисных пленок. Кроме того, предварительную обработку проводят для удаления поврежденной или изношенной резьбы и для подготовки поверхностей, подлежащих установке дополнительных ремонтных деталей.

Для снижения остаточных напряжений и деформаций непосредственно перед наплавкой производят подогрев детали (в зависимости от материала изделия и способа наплавки) до температуры 300…600°С.

Далее выполняют все наплавочные операции, предназначенные для восстановления резьбовых, шлицевых и гладких поверхностей. После наплавки проводят нормализацию (термическую обработку путем нагрева детали до температуры 750…950°С с выдержкой и последующем охлаждением на воздухе) с целью выравнивания структуры наплавленного слоя и улучшения обрабатываемости материала детали за счет повышения его пластичности и ударной вязкости. Затем на прессе проводят операцию правки для устранения остаточных деформаций изгиба детали.

Устранение существенных погрешностей формы наплавленной поверхности и получение размеров в пределах допуска осуществляют черновой