Ремонт деталей способом пластичес­кой деформации (давлением): раздача, осадка, вдавливание, правка, накатка

Для восстановления деталей методом давления применяют об­жатие, осаживание, вдавливание, накатку, вальцевание, правку. Стальные термически обработанные детали с низким содержани­ем углерода (до 0,3 %), а также детали из цветных металлов и спла­вов деформируются без нагрева. Детали, изготовленные из стали с высоким содержанием углерода (более 0,3 %), а также с легиру­ющими присадками, требуют, вследствие большого сопротивле­ния деформации, предварительного нагрева.

При восстановлении давлением в нагретом состоянии сталь­ных деталей со средним и высоким содержанием углерода, а так­же с различными легирующими присадками необходимо учиты­вать не только верхний предел нагрева, но и температуру конца пластического деформирования металла. Относительно низкая температура конца деформирования металла может привести к наклепу и появлению в металле трещин. Конечная температура при восстановлении деталей из углеродистой стали должна быть не ниже 800 °С, а из легированной — не ниже 825—875 °С.

Нагрев детали при восстановлении способом давления произво­дится обычно в пламенных печах. Время нагрева, включая выдержку детали в печи в конце нагрева, необходимую для выравнивания тем­пературы детали, можно ориентировочно определить по формуле:

, (76)

где D — диаметр детали, мм; к — коэффициент, равный для угле­родистых сталей 12,5, для высоколегированных — 25. Правиль­ный выбор температуры и скорости позволит избежать обезугле­роживания поверхностного слоя детали и больших потерь метал­ла в окалину.

При раздаче под действием силы Р увеличивается наружный ди­аметр детали в направлении деформации при практически неизмен­ной ее высоте. Операция выполняется продавливанием пуансона, шарика и. т.п. При раздаче (рис. а) наружный диаметр детали увеличивается вследствие увеличения размера отверстия. Раздачей восстанавливают преимущественно цилиндрические полые детали, имеющие износ по наружному диаметру. Нормализованные детали подвергают раздаче в холодном состоянии, закаленные ТВЧ или цементированные — в нагретом с последующим восстановлением структуры термической обработкой. Усилие раздачи:

, (77)

где R и r — наружный и внутренний радиусы восстанавливаемой детали, мм; — предел текучести стали (Н).

Рис.54. Схема восстановления деталей пластическим деформированием: а — раздача; б — обжатие; в — осаждение; г — вытяжка

Восстановление деталей обжатием. Обжатием (рис.54,б) достигается уменьшение внутренних полых деталей путем измене­ния наружных размеров. Для обжатия втулок применяют приспо­собление, приведенное на рис.55

Рис.55. Приспособление для осаживания втулок: 1 — пуансоны; 2 — втулка; 3 — головка шатуна

Усилие обжатия можно определить по формуле:

, (78)

где F — площадь контакта между калибрирующим кольцом и ци­линдром, см²; р_п — давление на наружную поверхность цилиндра, МПа; f = 0,18—0,34 — коэффициент трения при обжатии; боль­шие его значения принимаются при больших деформациях.

Давление на наружную поверхность определяют по выражению:

, (79)

где — радиальное перемещение наружной стенки цилиндра, см; Е — модуль упругости (для стали Е = 2,2х10⁵ МПа); r — радиус отверстия цилиндра до обжатия, см; R — наружный радиус ци­линдра до обжатия, см; — коэффициент Пуассона (для низкоуг­леродистых сталей = 0,28, для сталей с повышенным содержани­ем углерода = 0,29).

Обжатие следует выбирать с учетом получения после обжатия припуска 0,5—1 мм, необходимого для последующего растачивания и раскатывания или хонингования внутреннего диаметра цилиндра.

Восстановление деталей осаживанием. Осаживание применяютдля увеличения наружного диаметра сплошных деталей и умень­шения внутреннего диаметра полых деталей за счет сокращения их высоты (рис.54, в).

Осаживанием восстанавливают различные шестерни, пальцы, втулки и другие детали. Втулки восстанавливают, не выпрессовы-вая их из сопряженной детали. В этом случае бронзовую втулку сверху и снизу сжимают по длине специальными пуансонами до тех пор, пока не уменьшится ее внутренний диаметр. Затем втулку растачивают по внутреннему диаметру или развертывают под со­ответствующий размер.

Давление, необходимое для осадки, в ньютонах:

, (80)

где — предел текучести материала детали при температуре осад­ки, Па; d — диаметр детали до осадки, м; h — высота детали до осадки, м; F —площадь поперечного сечения детали до осадки, м³.

Изношенные зубья шестерен восстанавливают вдавливанием в специальных штампах.

Принципиальная схема штампа для восстановления шестерен представлена на рис. 56

Рис.56. Принципиальная схема штампа для восстановления шестерен спосо­бом пластического деформирования: 1 — пуансон; 2 — ограничительное коль­цо; 3 — шестерня; 4 - матрица; 5 — выбрасыватель; 6 — центрирующий кони­ческий вкладыш; 7 — разрезанная коническая пружинящая втулка

Основные операции технологического процесса восстановле­ния шестерен: нагрев до 950°С (для сталей 35Х и 40Х) или 1100— 1160 °С (для сталей 25ХГТ, ЗОХГТ, 18ХГТ); установка шестерни на нижнюю половину штампа: опускание ползуна пресса и дефор­мация шестерни.

Восстановление деталей вытяжкой. Вытяжка применятся для увеличения длины детали за счет уменьшения ее поперечного се­чения. По схеме действия силы Р и направлению деформации вы­тяжка напоминает осадку и вдавливание (рис.54, г).

Восстановление деталей вдавливанием. Вдавливание применя­ют для увеличения наружных размеров деталей. Вдавливанием восстанавливают шлицевые валы и втулки, зубчатые колеса, шей­ки валов и другие детали. Сущность восстановления шлицев зак­лючается в том, что металл при помощи инструмента клинообраз­ной формы выдавливается из средней части шлица в сторону из­ношенных боковых поверхностей, что увеличивает его ширину до 1 мм на каждую сторону. Шлицевые поверхности подвергают вдавливанию в холодном состоянии и, в зависимости от твердо­сти металлов, могут подвергать термической обработке.

Дата добавления: 2014-01-07