Румянцев С.И. и др. Ремонт автомобилей

Подождите немного. Документ загружается.

Раздел

III

СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Глава

КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

1. Значение восстановления деталей

При поступлении автомобилей в капитальный ремонт большое

количество их деталей в результате износа, усталости материала,

механических и коррозионных повреждений теряет работоспо-

собность. Однако лишь

некоторые

из этих деталей, наиболее

простые и недорогие в изготовлении, утрачивают работоспособ-

ность полностью и требуют замены. Большинство деталей имеет

остаточный ресурс и может быть использовано повторно после

проведения сравнительно небольшого объема работ по их вос-

становлению.

Восстановление деталей имеет большое народнохозяйствен-

ное значение. Стоимость восстановления деталей значительно

ниже стоимости их изготовления. Затраты на восстановление де-

талей, даже в условиях современных авторемонтных предприя-

тий, составляют в зависимости от конструктивных особенностей

и степени изношенности деталей от 10 до 50% от стоимости но-

вых деталей. При этом чем сложнее деталь и, следовательно,

чем дороже она в изготовлении, тем ниже затраты на ее восста-

новление.

Экономическая эффективность восстановления деталей по

сравнению с их

изготовлением

объясняется рядом причин. При

восстановлении деталей значительно сокращаются расходы на

материалы и полностью исключаются затраты, связанные с по-

лучением заготовок.

Пд

данным проф.

М.

А. Масино, расходы

на материалы и получение заготовок при изготовлении деталей

на автостроительных предприятиях составляют

70—75%,

от их

себестоимости, а при восстановлении деталей они колеблются в

пределах

—12%

в зависимости от способа восстановления.

При восстановлении деталей сокращаются также расходы,

связанные с обработкой деталей, так как при этом обрабатыва-

ются не все поверхности деталей, а

лишь

те, которые имеют

дефекты.

Восстановление деталей является одним из основных источ-

ников повышения экономической эффективности авторемонтного

производства. Известно, что основной статьей расходов, из ко-

торых складывается себестоимость капитального ремонта авто-

мобилей, являются расходы на приобретение запасных частей.

118

•

Эти расходы в настоящее время составляют

40—60%

от

.себе-

стоимости капитального ремонта автомобиля.

Их можно значительно сократить за счет

расширения

восста-

новления деталей.

Значение восстановления деталей состоит также в том, что

оно позволяет уменьшить потребности народного хозяйства в

производстве новых запасных частей.

2. Способы восстановления деталей

Эффективность и качество восстановления деталей в значи-

тельной степени зависят от применяемых технологических спосо-

бов их обработки.

Авторемонтное

производство

располагает большим количест-

вом различных способов восстановления деталей, которые позво-

ляют не только возвратить им свойства новых, но в ряде случаев

даже улучшить их.

Многочисленность технологических способов, применяемых

при восстановлении деталей, объясняется разнообразием дефек-

тов,

для

устранения которых они применяются. Характерными

дефектами деталей являются: износ, который обусловливает на-

рушение размеров, формы и взаимного положения рабочих по-

верхностей; механические повреждения в виде остаточных де-

формаций, трещин, обломов, рисок, выкрашивания, пробоин; по-

вреждения антикоррозионных покрытий, нанесенных окраской,

гальваническими и химическими способами обработки.

Основными задачами технологии восстановления деталей яв-

ляются: восстановление нарушенных в процессе эксплуатации

посадок в сопряженных деталях; восстановление

их

механичес-

кой прочности, износостойкости и антикоррозионной стойкости.

Успех решения этих задач в значительной степени зависит от

принятых способов восстановления деталей.

зависимости,

от характера устраняемых дефектов все спо-

собы восстановления деталей подразделяются на три основные

группы (рис.

III.1.1):

восстановление деталей с изношенными по-

верхностями; восстановление деталей с механическими повреж-

дениями; восстановление антикоррозионных покрытий.

Наиболее широкое применение при восстановлении автомо-

бильных деталей получили различные виды

ел

ее

ар

(

о-меха-

нической обработки.

К.

ним относятся собственно сле-

сарная обработка, механическая обработка, связанная с подго-

товкой деталей к нанесению покрытий и обработкой после их

нанесения, обработка деталей

под

ремонтный размер, постановка

дополнительных ремонтных деталей. Обработкой

дета-

лей под

ремонтный

размер

восстанавливают геомет-

рическую форму их рабочих поверхностей. Постановка д'о-

полнительных

ремонтных

деталей обеспечивает

восстановление изношенных

поверхностей

до размеров новых де-

талей,

119

Cnocofa/

С механическими

повреждениями

пластическая

деформация

^л^^

Соарка

Заделка и

склеи&ание

синтетическими

материалами

С иуношеннь/ми

/гоЯреягдениями

антикоррозионного

Слесарно

-механическая

offpatfomKa

/7ластическ?е

деформиро-

вание

//аллао"ка

Напыление

Гальванические и химичес-

кие

ггокрь/тия

Занесение

синтетических

Электрофизические

методы

оорао'отки

Окраска

Гальванические

яокрь/тия

Химическая

оо~рао~отка

напыление

Рис.

III.1.1.

Классификация способов восстановления деталей

Пластическое

деформирование

как способ вос-

становления основан на использовании пластических свойств ма-

териала деталей. Этим способом восстанавливают не только раз-

меры деталей, но также их форму и физико-механические свой-

ства.

зависимости

от

конструкции деталей применяют такие

виды пластической деформации, как осадку, раздачу, обжатие,

вытяжку, накатку, правку и др.

Сварка и наплавка являются самыми распростра-

ненными способами восстановления деталей. Сварку применяют

при устранении механических повреждений на деталях (трещин,

пробоин и т. п.), а наплавку — для нанесения покрытий с целью

компенсации износа рабочих поверхностей. На ремонтных пред-

приятиях применяют как ручные, так и механизированные спо-

собы сварки и наплавки. Среди механизированных способов на-

плавки наибольшее применение нашли: автоматическая

электрог

дуговая наплавка под слоем флюса и в среде защитных

газов,

вибродуговая и электроконтактная наплавка. Б настоящее время

опытную проверку проходят плазменная сварка и наплавка,

сварка трением, электроферромагнитная наплавка и др.

Напыление

как способ восстановления деталей основан

на нанесении распыленного металла на изношенные поверхности

деталей. В зависимости от способа расплавления металла раз-

личают следующие виды напыления: электродуговое, газопламен-

ное, высокочастотное и плазменное.

Восстановление деталей нанесением

гальваничес-

ких и химических

покрытий

основано на осаждении

металла на поверхности деталей из растворов солей гальваничес-

ким

или'химическим

методом.

Гальванические и химические процессы применяют при восста-

новлении изношенных поверхностей деталей, а также для защиты

их от коррозии. В целях компенсации износа деталей наиболее ча-

120 •

сто применяют хромирование, осталивание (железнение) и хими-

ческое никелирование. Для защиты деталей от коррозии приме-

няют гальванические процессы:

хромирование,

никелирование,

цинкование, а также химические процессы: оксидирование и фос-

фатирование.

Синтетические

материалы

(пластмассы) применяют

для компенсации износа деталей, работающих в условиях не-

подвижных посадок, а

также

при устранении механических пов-

реждений (трещин, пробоин) в корпусных деталях.

Электрофизические методы применяют в основном

при обработке деталей, восстановленных нанесением покрытий с

высокой твердостью, когда применение механической обработки

нецелесообразно. К ним относятся следующие виды обработки:

электроискровая, анодно-механическая и электроэрозионно-хими-

ческая. •

Электроискровая обработка применяется также при нара-

щивании поверхностей деталей с небольшим износом и для их

упрочнения.

Перечисленные способы восстановления деталей нашли при-

менение в авторемонтном производстве и обеспечивают требуе-

мый уровень качества и надежную работу деталей в течение уста-

новленных межремонтных сроков службы автомобилей. Необхо-

димый уровень качества восстановленных деталей достигается за

счет правильного выбора технологического способа, а также пу-

тем управления процессами

нанесения

покрытий и последующей

обработки деталей. Основными управляющими факторами, влияю-

щими на качество восстановленных деталей, являются свойства

исходных материалов, применяемых при нанесении покрытии, и

режимы обработки.

Глава

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ

СЛЕСАРНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКОЙ

1. Обработка

деталей

под ремонтный размер

При этом способе восстановления

одна

из сопряженных дета-

лей, обычно наиболее сложная и дорогостоящая, обрабатывается

под'

ремонтный размер, а вторая заменяется новой или

восстанов-

ленной также до ремонтного размера. Обработкой под ремонтный

размер восстанавливают геометрическую форму, требуемую ше-

роховатость и точностные параметры изношенных поверхностей

деталей.

Восстанавливаемые поверхности деталей

могут

иметь несколь-

ко ремонтных размеров. Их величина и количество зависят от

величины износа деталей за межремонтный срок службы автомо-

биля, от припуска на обработку и от запаса прочности детали.

121

Рис.

Ill

2.1. Определение ремонтных размеров:

a — для вала; б — для отверстия

Метод определения величины и количества ремонтных разме-

ров для вала и отверстия был впервые разработан проф. В. В.

Ефремовым и

заключается

в следующем. Пусть вал и отверстие

при поступлении деталей в ремонт имеют форму и размеры, по-

казанные на рис. III.2.1. Для того чтобы придать поверхностям

правильную геометрическую форму, необходимо подвергнуть их

механической обработке. После обработки размеры поверхностей

деталей будут отличаться от первоначальных на удвоенную ве-

личину максимального одностороннего износа и припуска на ме-

ханическую обработку на сторону.

Следовательно, первый ремонтный размер может быть опреде-

лен по формулам:

для наружных цилиндрических поверхностей (валов)

£>

Р1

для внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий)

2(H

+ z),

(Ш.2.2)

где rf

первый

ремонтный размер вала и отверстия, мм;

размер вала и отверстия по рабочему чертежу, мм;

ах

— максимальный износ поверхности детали на сторону, мм;

г — припуск на механическую обработку на сторону, мм.

Припуск на механическую обработку зависит от вида обработ-

ки: при чистовой обточке и расточке он составляет

0,05

—

0,1

мм,

при шлифовании —

0,03

—

0,05

мм на сторону.

Величина максимального одностороннего износа

тах

может

быть определена опытным путем. Однако при контроле и сорти-

ровке деталей обычно замеряют не величину максимального из-

носа, а износ детали на диаметр И.

194

Поэтому, чтобы упростить пользование формулами (Ш.2.1) и

(III.2.2),

в них вводят коэффициент неравномерности износа

р,

который равен отношению максимального одностороннего износа

к величине износа на диаметр:

И„„

~Т

При

симметричном износе детали,

когда

та

х=Я

т!п

Г)

коэффициент неравномерности износа

= _

2!f^

0,5.

При

одностороннем износе, когда

т1п

О,

тах

=Я,

коэффициент неравномерности износа

Таким образом значения коэффициента неравномерности из-

носа могут изменяться в пределах от 0,5 до 1. Для конкретных

деталей значения величины этого коэффициента устанавливают

опытным путем.

Имея

виду,

что

тах

=$И,

подставляя

это

значение

фор-

мулы (Ш.2.1) и

(III.2.2)

для определения ремонтных размеров,

получим:

- г);

(Ш.2.3)

z).

(III.2.4)

В этих формулах величина

2($И

г)=у

называется межре-

монтным интервалом. Следовательно, расчетные формулы для оп-

ределения ремонтных размеров можно представить окончательно

в следующем виде:

для наружных цилиндрических поверхностей

(валов):

(III.2.5)

щ,

для внутренних цилиндрических поверхностей

(отверстий)

Dpi

£>

р2

Д„

;

(Щ.2.6)

щ,

где п — число ремонтных размеров.

123

Число ремонтных размеров может быть определено по фор-

мулам:

для валов

для отверстий

—

Пв

= •

mln

д_

Ноте

'(Ш.2.7)

(Ш.2.8)

-минимальный

диаметр вала, мм;

-максимальный

диаметр отверстия, мм.

. Минимальный диаметр вала и максимальный диаметр отвер-

стия определяют по условиям прочности детали, из конструктив-

ных соображений или исходя из минимально-допустимой толщи-

ны слоя химико-термической обработки поверхности детали.

В качестве примера рассмотрим определение ремонтных раз-

меров для шатунных шеек коленчатого вала двигателя

ГАЗ-53А,

диаметр которых по рабочему чертежу

60^o,oi3

мм.

Исследованиями установлено, что износ шеек за межремонт-

ный

пробег

автомобиля Я=0,1 мм, а коэффициент неравномерно-

сти износа

= 0,75. Минимально допустимый диаметр шеек по ус-

ловиям прочности

dmin

= 58,5 мм. Припуск на шлифование

2=0,05 мм на сторону.

Пользуясь приведенными выше формулами, определим вели-

чину межремонтного интервала и количество

ремонтных

размеров:

г)

(0,76-0,1

0,05)

0,25

мм;

*тш

60—58,5

0,25

По формуле

(III.2.5)

найдем ряд ремонтных размеров шатун-

ных шеек коленчатого вала двигателя ГАЗ-53А:

59,75_o,oi3

мм;

й?

мм;

59,

25_o

59_o,oi3 MM;

,oi3

мм;

58,75_o,oi3

мм

. и

dpe

—

58,5_

,о1з

мм.

Обработка

•

деталей под ремонтный размер и а шла широкое

применение при восстановлении автомобильных деталей.

Этим способом восстанавливают коренные и шатунные шейки

коленчатых валов, опорные шейки распределительных валов,

гильзы цилиндров и многие другие детали. К числу преимуществ

этого способа

восстановления

деталей следует отнести: простоту

технологического процесса и применяемого оборудования, высокую

экономическую

.эффективность,

сохранение взаимозаменяемости

124

деталей в пределах определенного ремонтного размера. К недос-

таткам этого способа относятся: увеличение номенклатуры запас-

ных частей, поставляемых промышленностью, и некоторое ус-

ложнение

организации процессов комплектования деталей, сбор-

ки узлов и хранения деталей на складах.

2. Постановка дополнительных ремонтных деталей (ДРД)

Дополнительные

ремонтные детали применяют с целью ком-

пенсации износа рабрчих поверхностей деталей, а также при за-

мене изношенной или поврежденной части детали.

В первом

случае

ДРД устанавливают непосредственно на из-

ношенную поверхность детали. Этим способом восстанавливают

посадочные отверстия под подшипники качения в картерах коро-

бок

передач,

задних мостов, ступицах колес, отверстия с изно-

шенной резьбой и другие детали.

В зависимости от вида восстанавливаемой поверхности ДРД

могут иметь форму гильзы, кольца, шайбы, пластины резьбовой

втулки или спирали (рис.

III.2.2).

Если на детали сложной формы изношены отдельные ее по-

верхности, то

.ее

можно восстановить путем полного удаления

поврежденной части и постановки вместо нее заранее изготовлен-

ной дополнительной ремонтной детали. Этот

способ

применяют

при

восстановлении

крышек коробок передач, блоков шестерен,

ведущей шестерни коробки передач, кузовов и кабин автомобилей

и других деталей (рис. III.2.3).

Дополнительные ремонтные детали обычно изготавливают из

того же материала, из которого изготовлена восстанавливаемая

деталь. При восстановлении посадочных поверхностей в чугунных

деталях втулки могут быть изготовлены также из стали. Рабочая

поверхность ДРД по своим свойствам должна соответствовать

свойствам восстанавливаемой поверхности детали. В связи с этим

ДРД в случае необходимости должны подвергаться соответству-

ющей термической обработке.

Крепление дополнительных ремонтных деталей обычно произ-

водится за счет посадок с

натягом.

В отдельных случаях могут

ДРД

Втулка)

ДРД(ВВертыш)

ДРД(

Втулка)

Рис.

III.2.2.

Дополнительные ремонтные детали

125

Рис.

III.2.3.

Восстановление детали

заменой ее части

быть

исйользованы

дополни-

тельные крепления приваркой по

торцу, постановкой стопорных

винтов или штифтов. Для обес-

печения прочной посадки ДРД,

Ц.

имеющих форму втулок, необхо-

димо обработку сопрягаемых по-

верхностей втулки и детали

производить по допускам прес-

совых посадок 2-го класса точ-

ности с шероховатостью не ме-

нее

7—8-го

класса

—1,25—

—0,32).

При запрессовке втулок

для предупреждения их дефор-

мации рекомендуется сопрягаемые поверхности покрывать смесью

машинного масла и графита.

После постановки и закрепления дополнительных

ремонтных

деталей производят их

окончательную

механическую обработку

до требуемых размеров.

Восстановление деталей постановкой ДРД нашло широкое

применение при ремонте автомобилей.

Это

объясняется простотой

технологического процесса и применяемого оборудования. Однако

применение этого способа восстановления деталей не всегда оп-

равдано с экономической точки зрения из-за больших расходов

на изготовление дополнительных ремонтных деталей. Кроме того,

он в ряде случаев приводит к

снижению

механической прочности

восстанавливаемой детали.

3. Организация рабочего места и техника безопасности

Производительность труда при выполнении слесарно-механи-

ческих работ во многом зависит от организации рабочего места и

условий труда рабочих.

Рабочие места слесаря и станочника должны быть организо-

ваны таким образом,

чтобы

на них в удобном для работы поло-

жении было размещено все необходимое оборудование, приспо-

собления, инструмент, а также обрабатываемые детали.

Рабочее место станочника, кроме металлорежущего станка,

должно быть оснащено стеллажом для обрабатываемых деталей,

шкафчиком для инструмента, грузоподъемным устройством для

установки на станок тяжелых деталей, решетчатой деревянной

подставкой для ног рабочего. На суппорте станка устанавливает-

'ся кронштейн с электролампой для местного освещения рабочего

места.

При работе на станке должны быть обеспечены безопасные

условия труда. Станок должен иметь надежное заземление, а все

вращающиеся части его должны быть защищены оградительны-

ми

приспособлениями.

126

При организации рабочего места слесаря

на

его верстаке

должны быть расположены тиски, контрольная и правочная пли-

ты,

полки для контрольного инструмента и технической докумен-

тации, а также штатив для светильника. Рядом с верстаком не-

обходимо иметь стеллаж для обрабатываемых деталей. В ящи-

ках верстака в фиксированных местах должен быть расположен

весь необходимый слесарный инструмент.

В помещении слесарно-механического участка должна под-

держиваться температура

18—20°С

и относительная влажность

воздуха в пределах

40—60%.

Освещенность на рабочем месте

должна соответствовать

200—500

лк.

Г л а в а 3

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СПОСОБОМ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

1. Сущность процесса восстановления деталей пластическим

деформированием

Устранение дефектов при восстановлении деталей автомобиля

способом пластического деформирования основано на использо-

вании пластических свойств металла, из которого они изго-

товлены.

Под пластичностью металлов понимают их способность при

определенных условиях под действием нагрузок изменять форму

и размеры без разрушения.

Пластическую деформацию деталей производят как в холод-

ном, так и в горячем состоянии в специальных приспособлениях

на прессах. При обработке деталей в холодном состоянии пласти-

ческая деформация происходит за счет сдвига отдельных частей

кристаллов друг относительно друга по плоскостям скольжения.

При сдвиге кристаллов происходит искажение кристаллической

решетки и

образование

на плоскостях скольжения мелких оскол-

ков кристаллов, которые создают шероховатость, препятствую-

щую дальнейшему перемещению кристаллов. Таким образом пла-

стическая деформация металла в холодном состоянии упрочняет

металл. Это явление упрочнения металла при деформации в хо-

лодном состоянии получило название наклепа. В результате на-

клепа повышается предел прочности и твердость металла, а его

пластические свойства понижаются.

Пластическая деформация деталей в холодном состоянии тре-

бует приложения больших усилий, поэтому при восстановлении

деталей

очень часто их нагревают. Температура нагрева деталей

должна быть минимальной, но не ниже той, при которой повыша-

ются пластические свойства металла. Очень высокая температу-

ра нагрева может привести к возникновению окалины и обезуг-

лероживанию поверхностных слоев металла, что снижает изно-

состойкость и усталостную прочность деталей. После обработки

127

деталей пластическим деформированием в горячем состоянии их

необходимо подвергать повторной термической обработке.

При определении условий, в которых должно производиться

пластическое деформирование

деталей

при их восстановлении и,

в частности, при расчете усилий

деформации

и конструировании

приспособлений, необходимо руководствоваться следующими ос-

новными положениями:

пластическая деформация, т. е. необратимое изменение формы

детали, может наступить только в том случае, если напряжения

сдвига, возникающие в материале детали, достигают определен-

ной величины, превышающей предел его упругости. Используя

этот закон, можно рассчитать усилия деформации;

пластическая деформация детали сопровождается ее упругой

деформацией, поэтому размеры детали в конечный момент нагру-

жения могут отличаться от ее размеров после снятия нагрузки.

Это отличие не очень велико, но при повышенных требованиях к

размерам детали его нужно

учитывать;

объем детали до пластической деформации равен объему ее

после деформации. Закон постоянства объема позволяет рассчи-

тать величину деформации, а также используется при конструи-

ровании приспособлений, применяемых при пластическом дефор-

мировании;

в случае возможности перемещения точек деформируемого

тела в разных направлениях каждая точка перемещается в на-

правлении наименьшего сопротивления. Этот закон позволяет

сделать вывод о том, что если ограничить деформацию детали в

каком-либо одном направлении, то она будет деформироваться в

том направлении, где нет внешних препятствий. Пластическое

деформирование применяют при восстановлении размеров дета-

лей, их формы и механических свойств.

2. Восстановление размеров изношенных поверхностей

деталей

Изменение размеров изношенных поверхностей

деталей

при

восстановлении их способом пластического

деформирования'

до-

стигается за счет перемещения металла с нерабочих

элементов

деталей на изношенные.

Процесс восстановления деталей пластическим деформирова-

нием состоит из подготовки детали, деформирования и обработ-

ки после деформирования. Подготовка деталей к деформирова-

нию включает отжиг или высокий отпуск обрабатываемых по-

верхностей перед холодным деформированием или нагрев их пе-

ред горячим деформированием.

Стальные детали с твердостью не более

HRC

25—30,

а также

детали из цветных металлов подвергаются деформированию в хо-

лодном состоянии без предварительной термообработки. Во всех

остальных случаях производится термообработка деталей перед

128

V////////////A

В)

Рис.

III.3.1.

Принципиальные схемы видов пластического деформирования:

а — осадка; б — раздача; в — обжатие; г — вытяжка; д — накатка; Р

—"

усилие;

8— деформация

холодным деформированием или нагрев перед горячим деформи-

рованием.

Обработка деталей после деформации сводится к механиче-

ской обработке восстановленных поверхностей до требуемых раз-

меров. При необходимости применяют также термическую обра-

ботку. *

Пластическое деформирование деталей с целью восстановле-

ния изношенных поверхностей производят с помощью следующих

видов обработки: осадки, раздачи, обжатия, вытяжки и накатки

(рис. III. 3.1).

Осадку применяют для уменьшения внутреннего и увеличения

наружного диаметра полых деталей, а также увеличения наруж-

ного диаметра сплошных деталей за счет уменьшения их длины

(см. рис.

III.3.1,

а). Осадку втулок из цветных металлов произ-

водят в специальных приспособлениях (рис.

III.3.

2) в холод-

ном состоянии.

Для сохранения во втулках отверстий и прорезей в них уста-

навливают вставки, копирующие форму и размеры этих элемен-

тов деталей. Если предусмотрена механическая обработка внут-

ренней поверхности втулки после осадки, то размер оправки, ог-

раничивающей деформацию втулки по внутреннему диаметру,

принимают на 0,2 мм меньше, чем диаметр окончательно обра-

ботанного отверстия. Уменьшение высоты втулок, - воспринимаю-

щих большие нагрузки, допускается не более чем на

5—8%,

5—5592 129

Рис.

III.3.2.

Приспособление для

осадки втулок:

— пуансон; 2 — оправка; 3 — восста-

навливаемая деталь; 4 — втулка

Рис. III.3.3. Схема приспособления

для осадки толкателей

клапанов-

— пуансон; 2 — матрица; 3 — восста-

навливаемая деталь

для втулок менее

нагруженных

—

на

10—15%.

Для осадки вту-

лок применяют гидравлические прессы.

Осадкой восстанавливают также стальные детали: шейки ва-

лов, расположенные на концах деталей, толкатели клапанов и

др. Деформацию деталей при этом производят в специальных

Рис.

III.3.4.

Схема раздачи чашки

дифференциала

Рис.

III.3.5.

Приспособление для

обжатия втулок:

/ — оправка; 2 — восстанавливаемая

втулка; 3 — калибрующая втулка; 4 —

опорная втулка

130

штампах при нагреве до температуры ковки. На рис. III. 3.3. по-

казана схема приспособления для осадки толкателя при восста-

новлении его цилиндрической поверхности.

Раздачей

восстанавливают наружные размеры полых деталей

за счет увеличения их внутренних размеров (см. рис.

III.

3.1,

б).

Раздачей восстанавливают поршневые

пальцы,

посадочные по-

верхности под подшипники чашек дифференциала, наружные ци-

линдрические поверхности труб полуосей и др.

Раздачу деталей производят сферическими прошивками в хо-

лодном состоянии (рис. III.

3.4.

Если детали подвергались за-

калке или цементации, то их перед раздачей подвергают отжигу

или высокому отпуску, а после раздачи восстанавливают перво-

начальную термическую обработку.

Величина удельного давления при раздаче может быть опре-

делена

по формуле

где

— предел текучести материала детали, МПа;

— наружный и внутренний радиусы

детали,

мм.

Обжатие применяют для уменьшения внутреннего диаметра

полых деталей за счет уменьшения их наружного диаметра (см.

рис. III. 3.1,

в).

Этим способом можно восстанавливать втулки из цветных

металлов, отверстия в проушинах рулевых сошек, рычагах пово-

ротных цапф и т. п.

Обжатие втулок производят в холодном состоянии под прес-

сом в специальном приспособлении (рис. III.

3.5).

Приемная

часть матрицы должна иметь угол не более

—

8°,

а выходная —

не более

—

20°.

Калибрующий поясок должен иметь такой раз-

мер, чтобы при обжатии втулки уменьшить ее внутренний диа-

метр на величину износа плюс припуск на развертывание до

требуемого диаметра.

Наружный диаметр втулки после обжатия восстанавливают

одним из способов наращивания.

При восстановлении конусного отверстия в проушине руле-

вой сошки ее нагревают до температуры

900

—

950°С

и произво-

дят обжатие в горячем состоянии, используя специальное при-

способление (рис. III.

3.6).

При обжатии с нагревом

металл

де-

тали изменяет свою структуру, поэтому после деформации ее

подвергают повторной термической обработке Механическая об-

работка отверстия производится конусной разверткой до необхо-

димого размера.

После восстановления обжатием детали

'должны

быть про-

верены на отсутствие трещин.

Вытяжка применяется для увеличения длины деталей за счет

местного обжатия (см. рис.

III.

3.1,

г). Этим способом восста-

навливают длину всевозможных тяг, толкателей и других дета-

лей. Деформацию производят чаще всего в холодном состоянии.

5* .

131

^2208 А

Рис.

III.3.6,

Приспособление для

обжатия конусного отверстия ру-

левой сошки:

/ — верхняя обжимка; 2 — восстанавли-

ваемая деталь; 3 — нижняя обжимка

Рис.

III.3.7.

Схема электромехани-

ческой высадки:

/ — деталь; 2 — выглаживающая пла-

стина; 3 — понижающий трансформа-

тор; 4 — высаживающая пластина

Накатка применяется при компенсации износа наружных ци-

линдрических поверхностей деталей за счет выдавливания метал-

ла из восстанавливаемой поверхности (см. рис. III. 3.1, д). При

накатке детали ее устанавливают в патроне или центрах токар-

ного станка, а оправку с

накаточным

роликом или шариком —

на суппорте станка вместо резца. Накаткой восстанавливают

поворотные цапфы, валы коробок передач и другие детали.

В процессе накатки необходимо получить восстановленную

поверхность с высокой несущей способностью без нарушения

структуры металла при минимальном уменьшении размеров опор-

ной поверхности.

Высота подъема металла на сторону не должна превышать

0,2 мм, а уменьшение опорной поверхности — не более 50%.

Шаг накатки должен быть кратным диаметру обкатываемой

поверхности, т. е.

«ч

tcd

где п — число зубцов накатного ролика;

- rfo

—диаметр

обкатываемой

поверхности,

мм.

Накаткой можно восстанавливать детали с твердостью не бо-

лее

HRC

25—30.

Если

твердость

выше, то деталь подвергают

отпуску. Накатку производят роликом с шагом зубьев

1,5—1,8мм.

Режим накатки для деталей из стали 40Х с твердостью

НВ

270—300

рекомендуется следующий: скорость вращения детали

15 м/мин, продольная подача 0,6 мм/об, поперечная подача

0,1 мм/об, охлаждение машинным маслом. Накатку следует при-

менять при восстановлении поверхностей деталей, воспринимаю-

щих удельную нагрузку не более 7 МПа.

, Одним из способов восстановления изношенных поверхностей

деталей пластическим деформированием является

электроме-

132

ханическая высадка (рис. III. 3.7). При этом способе

обработки увеличение диаметра детали происходит за счет вы-

давливания металла. Процесс пластического

деформирования

значительно ускоряется за счет тепла, выделяющегося при про-

хождении электрического тока, и от трения инструмента о деталь.

Это тепло обеспечивает местный нагрез детали до температуры

850—900°С.

Источником тока при этом виде обработки может

служить трансформатор для электроконтактной сварки.

Э/тим

способом можно восстанавливать стальные детали лю-

бой твердости. Максимальное увеличение диаметра восстанавли-

ваемой поверхности при высадке составляет

0,4—0,5

мм. После

высадки рекомендуется производить электромеханическую обра-

ботку поверхности детали выглаживанием пластинкой с радиу-

сом закругления

80—100мм.

При выглаживании получают тре-

буемую точность обработки и шероховатость поверхности не ни-

же

8—9

классов

~0,63—0,16).

Режим обработки: сила тока

300—600

А; напряжение

1—5

В;

давление инструмента на деталь

0,8—1,2

кН;

скорость вращения

детали при высадке

1,5—6

м/мин, а при выглаживании

12—15

м/мин; подача соответственно

1—1,5

мм/об и

0,3—0,4

мм/об;

чис-

ло проходов

2—3.

При восстановлении деталей этим способом

повышается их усталостная прочность на

25—50%.

Оценивая пластическое деформирование как способ восста-

новления размеров изношенных поверхностей деталей, можно

отметить следующие его преимущества: простоту технологическо-

го процесса и применяемого оборудования, особенно при выполне-

нии деформирования деталей в холодном состоянии; высокую

экономическую

эффективность

процесса, так как отсутствуют до-

полнительные расходы материалов, а трудоемкость работ не-

большая.

К недостаткам этого способа следует отнести ограниченность

номенклатуры восстанавливаемых деталей и невозможность пов-

торного восстановления деталей, а также некоторое снижение

механической прочности деталей.

3. Восстановление формы деталей

В процессе эксплуатации многие детали автомобилей теряют

свою первоначальную форму вследствие деформаций изгиба и

скручивания. Этот дефект деталей устраняется правкой. Правке

подвергают балки передних мостов, детали рамы, коленчатые и

распределительные валы, шатуны и многие другие детали.

На авторемонтном производстве применяют два способа прав-

ки: правка статическим

нагруженном

(под прессом) и правка

наклепом. Подавляющее

большинство

деталей правят под прес-

сом в холодном состоянии. Для того чтобы при правке получить

требуемую остаточную деформацию детали, ее перегибают в на-

правлении, обратном первоначальному прогибу на величину, в

Ю—15

раз большую.

133

too

**>"

—

„

—

•

—

WO 200 300 «70 500

Температура, °С

сз

Рис. III.3.8.

нагрева деталей после правки ' на

восстановление

несущей способ-

ности

Место наклепа

Рис.

III.3.9.

Схема правки наклепом

коленчатого вала

При холодной правке в дета-

лях возникают внутренние напря-

жения, которые в процессе пос-

ледующей работы деталей могут

складываться с напряжениями,

возникающими

под действием ра-

бочих нагрузок. В результате это-

го могут появиться вторичные

Влияние температуры деформации. Для повышения ста-

бильности правки и увеличения

несущей способности деталей их

подвергают после правки терми-

ческой обработке.

На рис.

III.3.8

показано вли-

яние температуры нагрева дета-

лей из стали 45 при выдержке в

течение \ ч на восстановление не-

сущей способности их после прав-

ки. Как видно из рисунка, при на-

греве детали до

400—500°С

ее не-

сущая способность восстанавли-

вается до 90%. Такому нагреву

можно подвергать лишь детали,

термообработка которых при из-

готовлении была не ниже

450—500°С,

например шатуны, балки передних мостов и др. Ста-

билизация правки деталей, подвергаемых закалке т. в. ч. (колен-

чатые валы, распределительные валы и др.), должна произво-

диться при температуре не выше

180—200°С.

Такая стабилизация

восстанавливает несущую способность деталей только до

60—70%.

Правка под прессом снижает усталостную прочность

деталей на

15—20%.

Правка наклепом не имеет недостатков, присущих правке

деталей статическим нагружением. Правку наклепом производят

пневматическим молотком с закругленным бойком при нанесении

ударов по нерабочим поверхностям детали. Так, например, прав-

ку коленчатых валов производят наклепом щек (рис. III.

3.9).

Преимуществами правки наклепом являются: стабильность прав-

ки во времени; высокая точность (до 0,02

мм);

высокая произ-

водительность; отсутствие снижения усталостной прочности.

4. Восстановление механических свойств деталей

пластическим деформированием

Многие детали автомобилей при их восстановлении различ-

ными методами компенсации износа утрачивают

CBqio

первона-

чальную усталостную прочность и износостойкость. Восстановить

эти

свойства можно путем поверхностного пластического деформи-

рования металла (наклепа).

134

--J

Рис.

III.3.10.

Шариковая накатка для упроч-

нения наружных цилиндрических

поверхнос-

тей:

— шарик; 2 — сепаратор; 3 — корпус; 4 — дер-

жавка; 5 — подшипник; 6 — ось

Рис.

Ш.3.1'1.

Роликовая раскатка для упроч-

нения гильз цилиндров:

/ — корпус; 2 _ гайка; 3 — стопорное кольцо;

—>

шайба; 5 — сепаратор; 6 — ролик; 7 —

шпон-

ка; 8 — коническая втулка; 9 — регулировочная

гайка; 10 — стопорная шайба;

— гайка

10 11

Наклеп повышает твердость поверхностного

слоя

металла и

создает в нем благоприятные сжимающие

остаточные-напряжения.

Благодаря такой обработке повышается усталостная прочность

деталей и их износостойкость.

К числу наиболее распространенных способов упрочнения дета-

лей поверхностным пластическим деформированием относятся:

обкатка рабочих поверхностей деталей роликами и шариками, че-

канка, наклеп с помощью ротационных упрочнителей, дробе-

струйная обработка и др.

Обкатка роликами и шариками применяется для упрочнения

наружных и внутренних поверхностей деталей. Обкатывание на-

ружных поверхностей производится на токарных станках при

помощи

специального инструмента — накатки (рис. III. 3.10),

который устанавливается на суппорте станка и прижимается к

детали за счет поперечной подачи.

Для обработки внутренних цилиндрических

поверхностей

(гильз цилиндров, отверстий в головках шатунов и др.) применя-

ют^

шариковые или роликовые раскатки (рис. III.

3.11-).

При та-

кой обработке достигается требуемая точность размеров деталей,

высокое

качество

обработки

^с

шероховатостью не ниже

8—9-го

135

класса

(.R

0,63—0,16)

и по-

вышается на

20—30%

усталост-

ная прочность деталей.

Наиболее эффективным

спо-

собом упрочнения галтелей на

валах является обработка ме-

тодом чеканки. При этом мето-

де наклеп на упрочняемых по-

верхностях создается при помо-

щи бойков ударного действия,

приводимых в движение при по-

мощи специальных приспособле-

Рис. III.3.12. Механическое ударное

п™

ЧРКЯНКИ

ГЯ

ПТРГТРЙ

ня

пя

приспособление

УП-0,25

для

упроч-

для

чеканки

галтелей

на ва-

нения деталей чеканкой

лах

может быть использовано

механическое ударное приспо-

собление УП-0,25 конструкции

ЦНИИТМАШ (рис. III. 3.12). Приспособление при помощи уголь- •

ника 2 устанавливается на суппорте токарного станка под уг-

лом к оси детали. Ударный боек

которым производится че-

канка,

ввернут

переднюю часть шпинделя 5. С другой стороны

шпиндель поджимается пружиной 6. Шпиндель с бойком приво-

дится в возвратно-поступательное движение вращающимся ку-

лачком 3, через шариковый подшипник 4. Кулачок укреплен на

валу, который получает вращение от электродвигателя 8 через

клиноременную

передачу 7. Глубина наклепа при применении ме-

тода чеканки по сравнению с обкатыванием роликом повышает-

ся в несколько раз.

Весьма эффективным способом повышения усталостной проч-

ности, твердости и износостойкости восстанавливаемых поверх-

ностей деталей является наклеп ротационным упрочнителем

(рис. III. 3.13). Кронштейн

9..

приспособления закреплен в рез-

цедержателе 8

токарного

станка винтами 7. К нему болтами 6

привернута стойка 5, в которой закреплена ось 12. Продольные

пазы в стойке позволяют

поднимать

или

опускать

ось относи-

тельно опорной поверхности кронштейна. Упрочнитель

пред-

ставляет собой

диск,'

в который вмонтированы шарики. Диск

получает вращение от электродвигателя 3 через шкивы 1 и 10.

Комплект шкивов позволяет изменять скорость вращения упроч-

нителя в пределах

13—25

м/с. Натяжение ремня 2

производится

перемещением угольника 4.

При ротационном упрочнении шероховатость поверхности по-

вышается до 9-го класса

(/?

=0,32—0,16),

глубина наклепанно-

го слоя может быть получена в пределах 0,5—3 мм, твердость

поверхности после обработки возрастает на

30—80%,

а усталост-

ная прочность деталей повышается на

50—100%.

При восстановлении пружин, рессор, торсионных валов с це-

лью повышения их усталостной прочности применяется дробе-

струйная обработка.

136

Рис.

1.3.13.

Приспособление для ротационного упрочнения деталей

В механических дробеметах дробь выбрасывается вращаю-

щимся с большой скоростью барабаном, а в пневматических —

струей сжатого воздуха под давлением

0,5—0,6

МПа. При обра-

ботке деталей применяют стальную или чугунную дробь диамет-

ром

0,5—1,5мм.

Режим обработки рекомендуется следующий:

137