Файл: Ремонт строительных машин учебник..pdf

без наращивания металла на катод. Это явление называется элек­ троэрозией. Из приведенной схемы процесса следует, что электро­ искровой способ может быть использован как для съема металла

вариант используется при восстановлении размеров поверхностей деталей, износ которых не превышает 0,05—0,15 мм (при переход-

ных посадках); для повышения износостойкости рабочих поверхно­ стей деталей и инструментов; для заточки инструмента и резания металла; при извлечении поломанных шпилек, шпонок, инстру­ мента; для получения в металлах большой твердости отверстий под стопоры и отверстий, ограничивающих распространение тре­ щин перед заваркой.

Для создания импульсных разрядов тока используются спе­ циальные электрические установки, принципиальная схема одной из которых показана на рис. 6.13.

Постоянный электрический ток от генератора D через сопротив­ ление i/? поступает на обкладки конденсатора С и заряжает его. Как только напряжение на конденсаторе достигнет величины, спо­ собной преодолеть сопротивление среды между электродами Эг и Э2, произойдет его разряд, после чего конденсатор снова начнет

116

заряжаться от генератора. Процесс заряда и разряда конденсато­ ра, графически изображенный на рис. 6.13,6, происходит следую­ щим образом. По достижении определенной величины напряжен­ ности электрического поля между электродами с поверхности ка­ тода начинают вырываться единичные электроны, которые под действием силы поля движутся к аноду, ионизируя межэлектрод­ ную среду. В результате эта среда становится проводником и че­

рез нее с катода к аноду мгновенно устремляются электроны — происходит разряд. В результате разряда напряжение на электро­ дах падает и разряд прекращается до тех пор, пока конденсатор снова зарядится до необходимого напряжения.

При разряде, протекающем в очень короткий промежуток вре­ мени А/ (10~5 — 10~ 3 сек), поток электронов как бы обрушивается на анод, нагревая почти мгновенно небольшую часть его поверхно­ сти до 8000—15000° С. В результате этого металл на поверхности анода расплавляется. Так как динамический и тепловой процессы, происходящие в точке приложения разряда, носят взрывной ха­ рактер, то они сопровождаются выбрасыванием расплавленного металла анода.

Если разряд происходит в жидкой среде, расплавленный ме­ талл выбрасывается в эту среду, а в аноде образуется углубление, поперечное сечение которого подобно поперечному сечению катода. Если межэлектродной средой является воздух, расплавленный ме­ талл анода переносится на катод, образуя на последнем наплав­ ленный слой. В качестве анода используется металл, который не­ обходимо перенести на восстанавливаемую или упрочняемую по­ верхность.

Для электроискровой обработки используются специальные ста­ ционарные или переносные установки. Нанесение слоя металла в переносных установках выполняется вручную с помощью электро­ магнитного вибратора.

В качестве инструмента для прошивки отверстий и образова­ ния полостей служит электрод, подводящий ток. Размеры попе­ речного сечения электрода всегда должны быть несколько мень­ ше размеров прошиваемого отверстия. Это обусловливается тем, что разряд происходит не только между торцом электрода и де­ талью, но и по периметру электрода, в связи с чем происходит эрозия боковых поверхностей отверстий и размеры их оказываются несколько больше размеров электродов. Величина зазора между электродом и отверстием зависит от режима работы и от свойств обрабатываемых материалов и принимается равной от 0,05 мм при мягком режиме до 0,15—0*20 мм при жестком режиме.

Материалы электродов выбирают в зависимости от их назна­ чения: для прошивки тонких отверстий применяют латунь; для

твердые сплавы.

Производительность электрической обработки и ее качество (чистота поверхности и точность размеров) зависят от режима ра­

117

боты, характеристики электродов и правильности их расположе­ ния, а также от характеристики среды.

В качестве жидкой среды, повышающей съем металла, рекомен­ дуется смесь 50% керосина и 50% веретенного масла (дизельное

топливо и т. п.).

Наращивание металла электроискровым способом дает возмож­ ность упрочнять и наращивать поверхности деталей, шлицевые валы (по боковым поверхностям шлицев), подвижные шестерни и кулачковые муфты (по боковым поверхностям шлицев и по пазам под вилки управления), рычаги фрикционов, вилки управления муфтами (в местах, входящих в пазы муфт).

Наращивание изношенных поверхностей производится в местах неподвижных посадок на шейках валов и в гнездах корпусных деталей главным образом иод посадку подшипников качения.

Электроискровые установки, работающие при напряжении бо­ лее 60 й, представляют опасность для обслуживающего персонала. Вследствие этого должны быть обеспечены надежное заземление металлических корпусов установки, надлежащая изоляция провод­ ников тока и приняты другие меры предосторожности, предусмо­ тренные правилами техники безопасности при эксплуатации элек­ трических установок низкого напряжения.

К преимуществам электроискрового способа можно отнести то, что интенсивность процесса обработки почти не зависит от меха­ нических свойств обрабатываемого металла, значительно сокра­ щается расход энергии, дорогостоящих и дефицитных материалов и инструментов и не нарушается структура металла детали, так как глубина его прогрева при обработке весьма незначительна.

Анодно-механический способ обработки представляет собой спо­ соб съема металла путем комбинированного теплового и химиче­ ского действия электрического тока в сочетании с механическим воздействием на обрабатываемую поверхность. Этот способ при­ меняется для резки металла, заточки инструмента и шлифовки поверхностей.

На рис. 6.14, а показана принципиальная схема установки для анодно-механической резки металла. Деталь 1 соединяется с поло­ жительным полюсом источника тока (анодом), а инструмент, пред­ ставляющий собой вращающийся механический диск 2,— с отри­ цательным полюсом (катодом). В зазор между инструментом и обрабатываемой поверхностью вводится электролит. Электролитом служит жидкое стекло, разбавленное водой; плотность элек­ тролита 1,27—1,31. Инструмент и деталь включаются в цепь по­ стоянного тока низкого напряжения (25—30 в).

Под действием тока вследствие поляризации электролита на поверхности анода образуется пленка, обладающая большим элек­ трическим сопротивлением и механической прочностью. Переме­ щаемый под давлением (0,2—0,5 кгс/см2) диск разрушает пленку на выступающих мельчайших участках обрабатываемой поверхно­ сти. Плотность тока в местах разрушения пленки возрастает, вслед­ ствие чего мельчайшие выступы обрабатываемой поверхности

118

(микровыступы) быстро расплавляются и в виде снопа искр вы­ брасываются вращающимся диском. Роль диска (инструмента) сводится, таким образом, к подведению тока и удалению защитной пленки с обрабатываемой поверхности.

Из изложенного следует, что работа по съему металла выпол­ няется электрическим током, а интенсивность съема практически не зависит от механических свойств обрабатываемой поверхности и от твердости инструмента. Благодаря этому можно диском из мяг­ кой углеродистой стали разрезать любые твердые сплавы.

Рис. 6.14. А н о д н о - м е х а н и ч е с к а я о б р а б о т к а м е т а л л о в :

а — схема установки для резки металла; б — схема образова­ ния анодной пленки и электрических разрядов между электро­

цесс растворения металла обрабатываемой поверхности (анодное растворение) в результате электрохимического воздействия тока, т. е. явление электролиза. При резке основным процессом является эрозия металла.

Ход процесса обработки зависит от состава и плотности элек­ тролита и окружной скорости движения инструмента. Скорость движения инструмента (окружная скорость вращения диска) для резки металлов составляет 18—20 м!сек.

Для шлифовки используют чугунные диски с насечкой канавок. Шлифовка поверхностей ведется при пониженном напряжении, ко­ торое при доводке доходит до б— 1 0 в; пленка разрушается менее интенсивно и основным процессом является анодное растворение металла.

119

Анодно-механический способ обработки применим для всех ме­ таллов и сплавов и отличается от других способов тем, что ско­ рость обработки не зависит от механических свойств металла, ис­ ключается необходимость в дорогостоящем инструменте из твер­ дых сплавов. В ремонтном производстве этот способ применяется для обработки поверхностей, в том числе хромированных, прорезки канавок в закаленных деталях, заточки режущего инструмента из твердых сплавов, резки'металлов и т. п. К недостаткам способа от­ носится низкая производительность.

§ 5. Восстановление деталей пластическими деформациями

Пластической деформацией называется необратимое изменение кристаллического тела без нарушения его целости под влиянием напряженного состояния. Это свойство металлов используется как при изготовлении, так и при ремонте деталей машин.

Сущность этого способа состоит в том, что металл детали в хо­ лодном или горячем состоянии с малоответственных участков пе­ ремещается под давлением к изношенному месту. Деталь можно ремонтировать этим способом только при условии, что перемеще­ ние металла не ухудшит условий ее дальнейшей работы.

Восстановление деталей рассматриваемым способом производят путем осадки, раздачи, обжатия, вытяжки, правки и накатки.

Осадкой называется операция, посредством которой увеличи­ вается поперечное сечение детали за счет уменьшения исходной высоты (длины) заготовки (или детали). Этот способ широко при­ меняется при изготовлении болтов, заклепок и других поковок для получения головок необходимой формы и размеров, для вос­ становления внутреннего диаметра полых деталей (втулок и др.).

На рис. 6.15 показана схема осадки втулки. В отверстие втул­

мера.

1 2 0