Файл: Какуевицкий В.А. Восстановление деталей автомобиля методом давления.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 61
Скачиваний: 1
Метод пластической деформации используется также для вос становления упругости клапанных пружин.
В зависимости от величины износа, материала и термической обработки детали ремонтируют методом давления в горячем и хо лодном состоянии. В последнем случае детали подвергают пла стическому деформированию после предварительно выполненной термической обработки или без нее.
Без термической подготовки возможно восстанавливать детали
из цветных металлов, малоуглеродистых термически необработан ных сталей, ковкого чугуна, а также детали, изготовленные из среднеуглеродистых конструкционных сталей. В последнем случае восстановление без термической подготовки возможно только при незначительной величине износа детали.
Детали, изготовленные из среднеуглеродистых и низколегиро ванных сталей и подвергаемые объемной закалке, при относитель но небольших величинах износа обычно восстанавливают давле нием после высокого отпуска.
Большинство деталей восстанавливают давлением в нагретом состоянии, при котором пластичность металла оказывается наи
более высокой.
III.ВЫБОР РЕЖИМОВ, ОБОРУДОВАНИЯ
ИТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ ДАВЛЕНИЯ
Восстановление изношенных деталей методом давления осно
вано на создании такой величины и схемы напряженного состоя ния, при которых определенные объемы металла оказываются пластически деформированными, вследствие чего после разгрузки
имеет место остаточная деформация, которая и используется для компенсации износа поверхности детали.
Основным при обработке металлов давлением (ковке и штам повке) является выбор схемы напряженного состоя ния, определяющей изменение формы и размеров деформируе мого тела, а также температурно-скоростного режима деформации.
При ремонте деталей давлением специфика их конструкции, ха рактер износов не всегда позволяют использовать наиболее при емлемую механическую схему всестороннего, напряженного состоя ния сжатия, в условиях которой возможно проявление высоких пластических свойств материала детали.
Конструкция детали определяет возможность восстановления
ее методом пластической деформации. Она, а также материал, тер мическая обработка, величина и характер износа детали оказыва ют непосредственное влияние на выбор режимов, технологических параметров, оборудования при восстановлении детали указанным методом.
Во многих случаях конструкция детали исключает возможность эффективного использования для ее восстановления метода дав
ления.
12
Например, наличие в конструкции поршневых пальцев осевых отверстий сложной конфигурации значительно усложняет процесс их восстановления раздачей в нагретом или отожженном со стоянии.
Вместе с тем наличие в пальце цилиндрического отверстия по всей длине упрощает технологический процесс его изготовления, а обеспечение правильной геометрической формы отверстия соз дает условия для эффективного использования метода давления при ремонте этой детали.
Конструкция шаровых пальцев, имеющих срезанную верхнюю
часть сферы, затрудняет восстановление изношенных поверхно
стей этой детали методом давления, так как при этом отсутствует
необходимый запас металла, который можно было бы переместить пластической деформацией с неизношенной зоны к изношенным
местам.
Приемлемой для восстановления методом давления является конструкция шарового пальца, у которого головка имеет форму сферы без среза в верхней части [10].
Клапаны большинства автомобильных двигателей имеют пло скую головку. Для восстановления клапанов способом давления
желательно иметь сферическую головку клапана [10]. В последнем
случае легче обеспечить многократное восстановление изношенной головки клапана до номинальных размеров рабочей поверхности
за счет запаса металла в сферической части головки.
В конструкции некоторых деталей заложена возможность вос становления их эффективным методом давления при незначитель ном .изменении конфигурации.
Для увеличения номенклатуры ремонтируемых деталей жела тельно в их конструкциях предусматривать определенный запас металла и соответствующую форму, позволяющие использовать указанный метод ремонта.
В значительной мере характер деформации детали при восста новлении ее методом давления определяется конструкцией штам па. Форма и размеры штампа оказывают влияние как на трудоем кость, так и на качество восстановленной детали.
При выборе конструкции штампа необходимо руководствовать ся следующими основными положениями.
1.Конструкция штампа должна быть простой и обеспечивать высокую производительность процесса.
2.Процесс обработки детали давлением в штампе должен обес печивать полное восстановление ее формы и размеров за счет пере распределения металла при минимальных его потерях на заусенцы,
изаполнение полостей, образуемых между стенками штампа и де талью.
3.Перемещаемый объем металла должен соответствовать уста новленной величине износа детали.
4.Изменение формы восстанавливаемых и невосстанавливае-
3—1031 |
13 |
мых поверхностей детали не должно отражаться на ее работоспо собности в процессе эксплуатации.
5. Форма штампа, если это возможно, должна обеспечивать наиболее приемлемую схему напряженного состояния детали.
Рекомендуемые при ковке и штамповке металлов температур но-скоростные режимы не могут быть автоматически перенесены в область восстановления деталей методом давления. Последнее обусловлено рядом особенностей, которые отличают восстановле
ние деталей от других видов обработки металлов давлением.
Наиболее существенное влияние на процесс пластической де формации оказывает температурный режим нагрева детали.
Оптимальные температуры нагрева при ковке и штамповке
(1200—1250°) оказываются неприемлемыми для ремонта деталей пластической деформацией.
При высоких температурах нагрева деформация приводит к появлению значительных термических напряжений, которые вызы вают коробление деталей.
Высокотемпературный нагрев при длительной выдержке вызы вает обезуглероживание поверхностного слоя детали, что снижает показатели ее усталостной прочности и исключает возможность по лучения необходимой твердости после термической обработки.
Попадание в критический интервал деформации и получение вследствие этого нежелательной крупнозернистой структуры яв ляется особенно опасным при высоких температурах, так как дей ствительная величина зерна зависит главным образом от темпе ратуры деформации.
Такое нежелательное явление, как образование окалины, у угле родистых сталей начинает появляться при температурах 675—750°,
а при температурах 800—900° очень сильно возрастает.
Допускаемые при нагреве под ковку и штамповку потери метал ла на угар, составляющие 1,5—2%, совершенно неприемлемы для целей ремонта.
В связи со всем сказанным, при восстановлении деталей давле нием температуры нагрева и выдержки при этих температурах не обходимо выбирать минимальными, но достаточными для прида ния металлу детали требуемых пластических свойств.
Для некоторых автомобильных деталей экспериментальным путем определены следующие оптимальные температуры нагрева: для поршневых пальцев из стали 45 — 650—700° [3]; для головок впускных клапанов из стали 40Х — 825—850°; для головок выпуск ных клапанов из сильхромовой стали — 850—875° [8]; для шестерен из стали 18ХГТ— 1100°; для шестерен из стали 40Х— 1000°.
Для уменьшения обезуглероживания и окалины поверхностного
слоя деталей, особенно цементованных, нагрев желательно вести в науглероживающей или нейтральной среде, а продолжительность
нагрева выбирать минимальную.
При выборе прессового оборудования и скоростного режима
М
деформирования для восстановления деталей давлением необходи мо учитывать, что в условиях горячего деформирования охлажде
ние автомобильных деталей ввиду их незначительной массы про исходит сравнительно быстро. В связи с этим восстановление авто
мобильных деталей в условиях горячего деформирования должно производиться с использованием молотов. Колебание скорости де формирования в пределах от 3 до 9 м1сек, соответствующее харак теристикам молотов, применяемых на ремонтных предприятиях, не оказывает ощутимого влияния на процесс деформирования и каче
ство восстановленных деталей.
Восстановление деталей давлением в условиях холодного де формирования должно производиться с использованием прессов.
Возможные скорости деформирования в этом случае крайне незна чительны и выбор их должен основываться на обеспечении мак симальной производительности процесса.
Технологические параметры, характеризующие процессы вос
становления деталей давлением, необходимо выбирать так, чтобы выполнялось следующее основное условие: при минимально воз можных припусках на механическую обработку величина остаточ ной деформации восстанавливаемых поверхностей деталей должна
обеспечивать получение первоначальных номинальных размеров детали. При выборе технологических параметров необходимо так
же стремиться к получению возможно большей производительно
сти самого процесса и созданию такого напряженного состояния материала, при котором обеспечивалась бы требуемая эксплуата
ционная надежность детали.
Для каждого из существующих способов восстановления дета лей пластической деформацией должны быть установлены свои, характерные для этого способа, технологические параметры про цесса. Так, например, для технологических процессов ремонта де талей раздачей и обжатием таким параметром является натяг, который должен быть увязан с величиной необходимой остаточной деформации; при восстановлении деталей осадкой должна быть установлена необходимая величина удельной работы удара (фак тический вес падающих частей молота); основным параметром, характеризующим процесс накатки, является шаг накатки; при правке деталей наклепом особое внимание должно быть уделено
выбору числа повторных ударов, радиуса закругления бойка мо
лотка и т. д.
Правильное определение теоретическим путем указанных па раметров при восстановлении каждой конкретной детали, имею щей специфическую конструкцию, представляет большие затрудне ния. В связи с этим технологические параметры процессов вос
становления деталей давлением, как правило, устанавливаются
экспериментальным путем.
При применении способов давления в ремонте следует реко мендовать широкое использование в качестве контроля до и после восстановления деталей метода магнитной дефектоскопии.
3* 15
IV. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ РАЗДАЧЕЙ
Восстановление поршневых пальцев двигателя автомобиля ГАЗ-51 (дет. № 11-6135А). Поршневые пальцы двигателя автомо биля ГАЗ-51 изготовляются из селектированной по углероду ста
ли 45 и подвергаются следующей термической |
обработке: закалка |
|||||||
|
|
при температуре 820—830° |
||||||
|
|
в масле, отпуск при тем |
||||||
|
|
пературе 600—650°; закал |
||||||
|
|
ка |
при |
нагреве |
токами |
|||
|
|
высокой частоты на глу |
||||||
|
|
бину 1,1—1,4 мм, охлаж |
||||||
|
|
дение |
водой, |
отпуск |
при |
|||
|
|
температуре |
150—160° в |
|||||
|
|
течение 1,5 часа в масля |
||||||
|
|
ной ванне. Твердость на |
||||||
|
|
ружной |
поверхности пор |
|||||
|
|
шневых |
пальцев |
должна |
||||
|
|
находиться |
в |
пределах |
||||
|
|
HRC 584-65. |
|
|
|
|||
|
|
|
На ремонтных заводах |
|||||
|
|
указанные |
поршневые |
|||||
|
|
пальцы |
восстанавливают |
|||||
|
|
раздачей в |
горячем |
или |
||||
|
|
холодном, ио в отпущен |
||||||
|
|
ном состоянии. |
|
|
||||
|
|
|
При восстановлении в |
|||||
|
|
горячем |
состоянии палец |
|||||
|
|
предварительно |
нагрева |
|||||
Рис. 1. Штамп для раздачи поршневых |
ют до 650—700° и выдер |
|||||||
пальцев |
двигателей автомобилей |
живают при такой темпе |
||||||
ГАЗ-51 |
(в горячем и отпущенном со |
ратуре |
10—15 мин. |
Раз |
||||
|
стоянии) |
дачу |
пальца |
производят |
||||
|
|
под |
молотом |
в специаль |
||||
ном штампе (рис. 1), который состоит но направляющей втулки 1, крышки 2, корпуса 3, ограничительной втулки 4, ручки 5 и фикси рующего болта 6. Через отверстие пальца продавливают пуансон с диаметром рабочей поверхности, равным 15,3 мм. После раздачи и охлаждения на воздухе палец подвергают закалке при нагреве
токами высокой частоты на глубину 1—1,5 мм до требуемой по
техническим условиям твердости HRC 58 -s- 65. Термически обра ботанные пальцы шлифуют и полируют до номинального или од ного из ремонтных размеров.
При восстановлении по второму способу пальцы предваритель но подвергают высокому отпуску (600—650°). Затем сортируют
их на две группы по размерам отверстия. К первой группе отно сят поршневые пальцы, у которых диаметр отверстия находится в пределах 14,7—15,0 мм, ко второй — пальцы с диаметром отвер-
16
