Мураткин ОВ иРА для заочников / учебное пособ ОВДиРА

и получистовой токарной обработкой, оставляя при этом небольшой технологический припуск на чистовое шлифование. Кроме того, точением проводится предварительная обработка поверхностей, подлежащих установке дополнительных ремонтных деталей и нанесению пластмасс. Здесь же при необходимости нарезают резьбу, фрезеруют шлицевую поверхность и шпоночные пазы.

Что касается восстановления шпоночных пазов, то если позволяет момент сопротивления поперечного сечения детали – изношенный шпоночный паз увеличивают фрезерованием в размерах под размеры очередной шпонки. Если прочность сечения не позволяет этого сделать, то изношенный шпоночный паз

«заплавляют» и на противоположной стороне фрезеруют новый паз с исходными размерами. Закрытые шпоночные пазы обрабатывают шпоночными, концевыми и сверлопазовыми фрезами. Для облегчения работы шпоночных и концевых фрез вначале сверлят отверстие на полную глубину паза сверлом меньшего диаметра,

чем ширина паза. Затем осевой подачей вводят фрезу и обрабатывают паз. Далее материал детали подвергают термической обработке – улучшению, которое заключается в закалке на мартенсит с последующем высокотемпературным отпуском при температуре 550…670°С. В результате улучшения металл приобретает однородную структуру сорбита, обладающую высокой прочностью и пластичностью. После этого опять проводят операцию правки для устранения остаточных деформаций изгиба и если требуется переходят к другим способам наращивания поверхностей, например, дополнительными ремонтными деталями, пластмассами и др.

На заключительном этапе восстановления проводят операции окончательной механической обработки шлифованием всех восстанавливаемых поверхностей. Чистовое шлифование позволяет обеспечить требуемую точность изделий и необходимую шероховатость поверхностей.

Необходимо отметить особенности окончательной обработки шлицевой поверхности. После наплавки, фрезерования шлицев червячными шлицевыми фрезами, термической обработки детали и чистовой обработки цилиндрических

поверхностей производят чистовую обработку шлицев шлифованием на шлицешлифовальных станках (рис. 6.8.). Припуск на шлифование предусматривают до 0,1 мм на сторону. Шероховатость поверхности после шлифования должна составлять по боковой поверхности Ra = 1,25 мкм и по дну впадины Ra = 0,63 мкм при точности обработки по 8…9 квалитету.

Рис. 6.8. Схемы шлифования на шлицешлифовальных станках

Однако необходимо отметить, что фрезерование и шлифование наплавленных шлицев сопровождается упругими деформациями, снижающими точность обработки. Для достижения заданной точности шлицевой поверхности в настоящее время созданы шлицешлифовальные станки с адаптивной системой управления, которые с успехом применяются в крупносерийном производстве. Использование систем адаптивного управления дает существенное преимущество, поскольку они направлены на компенсацию влияния факторов, порождающих погрешности обработки. При этом наибольшей эффективностью в достижении требуемой точности обладают быстродействующие многоконтурные адаптивные системы, основанные на принципе компенсации в процессе обработки технологических упругих деформаций. Система адаптивного управления шлицешлифовального станка

позволяет регулировать скорость перемещения стола в зависимости от изменения глубины резания, поддерживая постоянной заданную мощность шлифования. Это дает значительное повышение точности и производительности обработки. При этом изделия можно шлифовать одним кругом или блоком шлифовальных кругов, обрабатывая боковые стороны шлицев и внутреннюю центрирующую поверхность одновременно или раздельно: сначала – внутреннюю, а затем – боковые.

Наибольшее применение при восстановлении получили следующие способы наплавки: под слоем флюса, вибродуговая наплавка и наплавка в среде углекислого газа. Восстановление деталей путем осаждения гальванических покрытий в условиях мелкосерийного производства применяется редко, так как этот трудоемкий процесс становиться экономически выгодным только при достаточно большой программе ремонта (рис. 6.9.).

Рис. 6.9. График зависимости себестоимости восстановления от программы ремонта: 1 – хромирование; 2 – железнение; 3 – наплавка под слоем флюса; 4 –

вибродуговая наплавка

По данным авторемонтных заводов, все детали неподвижных сопряжений автомобиля типа вал – подшипник качения имеют относительно небольшие износы. Средняя величина износа не превышает 0,1 мм и зависит от условий работы и номинальных размеров сопряжения. Допустимый износ,

происходящий в результате фреттинг – коррозии, посадочной поверхности под подшипник полуоси автомобиля также не превышает 0,1 мм. Кроме того, в

процессе эксплуатации происходит коробление этой детали, которое вызывает вибрацию, ускоряющую процесс изнашивания. Допустимая величина радиального биения на базовых технологических точках составляет не более 0,5

мм.

Традиционными способами восстановления посадочных поверхностей таких деталей являются: нанесение различных покрытий, наплавка металла с последующей механической обработкой (шлифование, хонингование, притирка и др.). Связанное с этими способами изменение физико-химических параметров поверхностного слоя не всегда допустимо, особенно в ответственных узлах,

требующих повышенной надежности. Поэтому изношенные поверхности с относительно небольшим износом (0,1 мм) целесообразно восстанавливать поверхностным пластическим деформированием, например, выглаживанием

(см. раздел 4.1.2). Способ увеличения диаметра посадочной шейки полуоси за счет высадки металла при выглаживании является весьма экономичным, так как не требует нанесения дополнительного металла и применения сложного технологического оборудования. К тому же применение для устранения остаточных деформаций изгиба способа правки ППД (рис. 6.10.) позволяет реализовать процесс восстановления полуоси на одном рабочем месте, что также повышает эффективность данной технологии.

Восстановление распределительного вала начинают с исправления центровых отверстий на токарно-винторезном станке, используя в качестве установочных поверхностей в одном случае шейку под распределительную шестерню, в другом последнюю опорную шейку.

Остаточные деформации изгиба вала более допустимого значения устраняют правкой на прессе. Изношенные опорные шейки шлифуют до одного из ремонтных размеров на круглошлифовальном станке. Изношенную шейку под распределительную шестерню восстанавливают наплавкой или осталиванием. Изношенный эксцентрик восстанавливают шлифованием на

круглошлифовальном станке, обеспечивая смещение оси эксцентрика по отношению к оси шпинделя на величину эксцентриситета.

Рис. 6.10. Схема правки полуоси автомобиля поверхностным пластическим деформированием с одновременной отделочно – упрочняющей обработкой поверхности: 1 – восстанавливаемое изделие; 2, 3 – центры станка; 4 – винтовая пара; 5 – каретка; 6 – призма; 7 – сглаживающие ролики; 8 – упрочняющий шар;

9 – гидроцилиндр

При большом износе (более 5,8 мм) профиля кулачков их наплавляют сормайтом под слоем флюса и затем шлифуют по копиру на копировально-

шлифовальных станках. При шлифовании распределительный вал одновременно совершает вращательное и качательное движения, которые позволяют получить заданный профиль. После этого производят отделочную обработку полированием.

Особенностью при восстановлении коленчатых валов является применение специальных приспособлений – центросместителей при нанесении покрытий

(наплавке или напылении) и при механической обработке (точении или шлифовании) шатунных шеек. Центросместители позволяют совместить оси шатунных шеек с осью центров токарного (круглошлифовального) станка (рис.

6.11.).

При восстановлении коленчатых валов в основном применяются технологии наплавки под слоем флюса, прототипом которых является технология Глисонпроцесса, заключающаяся в последовательном нанесении слоев покрытий двумя разнородными проволоками: сначала наплавляют центральную часть шейки одной проволокой, затем производят наплавку галтелей проволокой несколько другого состава. Наплавку производят с предварительным подогревом детали и последующим отпуском. После механической обработки перед закалкой галтели защищают от термического воздействия либо керамическими полукольцами, либо специальной обмазкой.

После термической обработки производят устранение технологических остаточных деформаций изгиба правкой ППД путем обкатывания галтелей роликами.

Рис. 6.11. Центросместители для механической обработки коленчатого вала: 1 – вал; 2 – планшайба; 3 – патрон; 4 – планшайба задней бабки; 5 –

противовесы

Следует отметить, что являясь конструктивно и технологически сложной деталью, коленчатый вал считается одной из самых ответственных деталей двигателя. Все это обусловливает высокие требования к точности восстановления коленчатых валов: диаметральные размеры коренных и шатунных шеек обрабатывают с точностью, соответствующей 6 квалитету, с

шероховатостью поверхности Ra = 0,08…0,32 мкм; отклонения от соосности

расположения коренных шеек не более 0,02 мм, от параллельности осей коренных и шатунных шеек не более 0,015 мм; биение коренных шеек относительно оси центровых отверстий в пределах 0,01…0,03 мм; твердость коренных и шатунных шеек не менее HRC 58. После восстановления коленчатые валы подвергают динамической балансировке, их дисбаланс не должен превышать 15…40 г·мм.

Контрольные вопросы

1.Какие детали автомобилей относятся к классу круглые стержни?

2.Какие дефекты наиболее часто встречаются у деталей, относящихся к классу круглые стержни?

3.Какими особенностями обладает типовой технологический процесс восстановления нежестких деталей типа валов?

4.Какую операцию выполняют в числе первых при восстановлении деталей,

относящихся к классу круглые стержни?

5.Для чего проводят предварительную механическую обработку перед напылением покрытий?

6.Как производится восстановление шпоночных пазов на валах?

6.3.3. Типовой технологический процесс восстановления деталей

класса полые цилиндры

К этому классу относятся гильзы цилиндров, ступицы колес, чашки дифференциала, гильзы, втулки, стаканы. Они могут быть изготовлены из отливок, штамповок или из труб, листов и лент. Установочными поверхностями при механической обработке служат внутренние или наружные цилиндрические поверхности и торцы.

Основными дефектами деталей этого класса являются: обломы шпилек в резьбовых отверстиях, износ рабочих поверхностей, отверстий под шпильки,

болты и винты, износ внутренних и наружных посадочных мест подшипников,

трещины, задиры, кольцевые риски на поверхностях трения.

При восстановлении таких деталей вначале устраняют трещины, обломы шпилек, повреждение или износ резьбовых поверхностей, а затем восстанавливают более точные изношенные поверхности – гнезда подшипников и другие рабочие поверхности.

6.3.4. Типовой технологический процесс восстановления деталей

класса диски

К этому классу относятся шкивы, маховики, колеса, диски сцепления,

тормозные барабаны, фланцы. Их изготавливают литьем, горячей и холодной штамповкой. При механической обработке технологическими базами служат наружные или внутренние цилиндрические поверхности.

Основные дефекты деталей этого класса: задиры и риски на рабочих поверхностях, износы гладких и резьбовых отверстий, износы фрикционных накладок, остаточные деформации.

Для деталей этого класса характерно применение таких способов восстановления деталей, как ремонтные размеры и дополнительные ремонтные детали, которые основаны на механической обработке.

6.3.5. Типовой технологический процесс восстановления деталей

класса некруглые стержни

К этому классу относятся балки передних осей, шатуны, рычаги, вилки переключения передач, колодки тормоза и др. Их изготовляют литьем, горячей штамповкой и штамповкой из листа. При механической обработке технологической базой вначале служат поверхности стержня и головки, а затем отверстие и обработанные поверхности головки.

Характерными неисправностями деталей этого класса являются остаточные деформации изгиба и закручивания детали, износ отверстий под втулки и вкладыши, износ отверстий под шкворень и под стопор, износ торцов бобышек и др. Для деталей этого класса наиболее распространенными способами восстановления являются правка и установка дополнительных ремонтных деталей.

При наличии схем типовых технологических процессов можно легко путем исключения отсутствующих дефектов разработать маршрутную карту технологического процесса восстановления конкретной детали.

Контрольные вопросы

1.Какие детали автомобилей относятся к классу диски?

2.Какие дефекты наиболее часто встречаются у деталей, относящихся к классу полые цилиндры?

3.Какую операцию выполняют в числе первых при восстановлении деталей,

относящихся к классу полые цилиндры?

4. Какие способы в основном применяют при восстановлении деталей,

относящихся к классу некруглые стержни?

5. Какие способы в основном применяют при восстановлении деталей,

относящихся к классу диски?

6. Как на основе типовых технологических процессов разработать маршрутную карту технологического процесса восстановления конкретной детали?

6.4. Технологический расчет толщины слоя наносимого покрытия при

восстановлении деталей

Для обоснованного выбора технологии восстановления и упрочнения детали необходимо знание закономерностей изменения ее поверхностного слоя,

что позволяет минимизировать толщину наносимого или упрочняемого слоя,

снизить трудоемкость и себестоимость процесса. Поверхностный слой,

подвергающийся силовому и термическому воздействию в процессе эксплуатации и в последствии проходящий через комплекс различных видов обработок при восстановлении, неоднократно изменяется по толщине,

структуре и физико – механическим свойствам. Данные об исходном,

промежуточном и окончательном состоянии поверхностей детали и еѐ поверхностного слоя позволяют управлять эксплуатационными свойствами этой детали в процессе восстановления и обоснованно проектировать технологию восстановления деталей.

Толщина покрытия является решающим признаком его качества,

отвечающего определенным техническим и экономическим требованиям.

Поэтому расчет толщины износостойкого покрытия является основой качественного восстановления, позволяющей сформировать необходимые эксплуатационные свойства поверхностного слоя и обеспечить требуемый ресурс изделий.

Технологический расчет толщины покрытия позволяет решить ряд насущных задач: назначение толщины удаляемых и наносимых слоев;

обоснование каждого слоя в многослойном покрытии, рациональное использование дорогостоящих присадочных материалов, выбор методов и средств контроля и параметров, определяющих качество поверхностного слоя материала.

При технологическом расчете толщины покрытия следует учитывать, что даже на плоских деталях толщина покрытия неодинакова на разных участках.

Еще большие колебания толщины слоя металла или сплава покрытия имеют место на фасонных деталях.

Выбор толщины покрытия в основном определяется условиями эксплуатации восстанавливаемой детали и величиной ее износа. Помимо величины износа (предельно допустимого износа Umax) толщину покрытия преимущественно определяют глубина дефектного слоя Hдеф и общий припуск zо на механическую обработку.