ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Восстановление первоначальных размеров рабочих поверхностей пластическим деформированием осуществляется за счет перераспределения материала детали. В процессе деформирования материал детали вытесняется с нерабочих участков на изношенные поверхности, в результате чего восстанавливается форма и размеры этих поверхностей.
При восстановлении поверхностей пластическим деформированием необходимо, чтобы выполнялись следующие основные требования:
1) наличие запаса материала на нерабочих участках ремонтируемой детали;
2) достаточная пластичность материала;
3) механические свойства отремонтированной детали должны быть не ниже, чем у новой;
4) объемы механической и термической обработки должны быть минимальными;
5) при восстановлении этим методом закаленных или поверхностно-упрочненных поверхностей необходимо предварительно произвести отпуск или отжиг детали.
Поверхности деталей из непластичных материалов, например из чугуна, а также деталей с малыми запасами прочности и сложной конфигурации восстанавливать пластическим деформированием невозможно.
На процесс пластического деформирования детали большое влияние оказывают химический состав металла, характер структуры, содержание примесей и размер зерна. Наибольшей пластичностью обладают химически чистые металлы. Уменьшение размера зерна приводит к увеличению сопротивления деформированию, особенно в холодном состоянии.
Температура нагрева детали в значительной мере влияет на сопротивление деформированию. Детали из бронзы, латуни, малоуглеродистых сталей с содержанием углерода до 0,3 % можно деформировать в холодном состоянии, детали из высокоуглеродистых сталей - только в горячем состоянии.
Для восстановления поверхностей деталей пластическим деформированием рекомендуется пользоваться прессами, допускается применять молоты.
На рис. 10.18 представлены схемы различных методов восстановления пластическим деформированием изношенных поверхностей деталей: осадка, раздача, обжатие, вытяжка и накатка.
Осадка (см. рис. 10.18, а) применяется для увеличения наружных размеров сплошных и полых деталей и уменьшения внутренних размеров полых деталей за счет снижения их высоты. При осадке направление внешней силы Р, действующей по вертикальной оси детали, не совпадает с направлением деформации δ.
Раздача (см. рис. 10.18, б) применяется для увеличения наружных размеров детали при сохранении или незначительном изменении ее высоты. В этом случае направление действующей силы Р совпадает с направлением требуемой деформации δ, и металл перемещается от центра к периферии.
Рис. 10.18. Виды обработки деталей пластическим деформированием
а - осадка; б - раздача; в - обжатие; г - вытяжка; д - накатка
Обжатие (см. рис 10.18, в) используется для уменьшения размера внутренней поверхности полой детали за счет уменьшения размера ее наружной поверхности. При обжатии направление действующей силы Р совпадает с направлением требуемой деформации δ, происходит перемещение металла от периферии к центру.
На рис. 10.19 представлено приспособление для обжатия втулок.
Вытяжка (см. рис. 10.18, г) применяется для увеличения длины детали за счет местного сужения ее поперечного сечения на небольшом участке. При вытяжке направление действующей силы Р не совпадает с направлением требуемой деформации δ.
Накатка (см. рис. 10.18, д) применяется для увеличения наружных или уменьшения внутренних размеров детали за счет выдавливания металла на отдельных участках поверхностей. При накатке направление действующей силы Р противоположно направлению требуемой деформации δ.
Рис. 10.19. Приспособление для обжатия втулок:
1 - пуансон; 2 - ремонтируемая деталь; 3 - матрица; 4 - опорная втулка
На рис. 10.20 представлен инструмент для накатки.
Рис. 10.20. Ролик для накатки:
1 - ролик; 2 - ось; 3 -державка
Правка (рис. 10.21) применяется для восстановления формы деформированных деталей. При правке направление действующей силы Р совпадает с направлением деформации δ. Применяется правка статическим нагружением и наклепом. Правку статическим нагружением осуществляют на прессах. Ее недостатками являются трудность получения стабильной формы из-за обратного последействия, снижение усталостной прочности и уменьшение несущей способности детали. Для стабилизации правки статическим нагружением применяют нагрев или двойную правку, т.е. деталь перегибают в противоположную сторону, а затем повторной правкой ее выправляют.
Правка деталей наклепом, в отличие от статического нагружения, позволяет вести процесс в требуемом направлении и на любом участке детали. Правку наклепом обычно осуществляют пневмомолотками. Затем обязательно проверяют детали на отсутствие трещин.
Преимуществами ремонта деталей пластическим деформированием являются высокое качество восстановления поверхностей, использование стандартного оборудования, отсутствие потребности в наращивании металла, т.е. экономичность процесса.
Недостатки способа - ограниченная номенклатура ремонтируемых деталей, необходимость в некоторых случаях в повторной термической обработке и потребность в специальной оснастке для ремонтируемых деталей каждого типоразмера.
На ремонтных предприятиях нефтегазовой отрасли указанный метод используют для восстановления изношенных поверхностей бронзовых втулок подшипников скольжения, шестерен (осадка), различных полых деталей (раздача и обжатие), шеек валов под подшипники качения (накатка), для правки изогнутых и скрученных валов, штанг и труб.