Классификация и общая характеристика способов восстановления деталей пластической деформацией.

Восстановление деталей при помощи пластической деформации основано на пластичности и способности металлов и сплавов изменять под действием определенной нагрузки свою геометрическую форму без нарушения целостности.

Пластической деформацией восстанавливают детали, изготовленные из материалов, обладающих пластичностью в холодном или нагретом состоянии. Детали, изготовленные из непластичных материалов, а также с малым запасом прочности данным способом не восстанавливаются.

Существуют две разновидности обработки деталей давлением: холодная и горячая. Пластическая (остаточная) деформация при холодной обработке происходит в результате внутрикристаллических сдвигов металла, требующих приложения больших внешних усилии. При этом в деформированных слоях металла происходит изменение физико-механических свойств: пластичность металла снижается, предел текучести, предел прочности и твердость повышается.

Горячая обработка давлением, как указывалось выше, проводится при температурах выше температуры рекристаллизации. Для сталей она обычно соответствует температурам 1300 — 1500 К(1000 - 1200 С). Но нагрев деталей до этих температур приводит к возникновению окалины, обезуглероживанию поверхностного слоя, короблению деталей. Поэтому для снижения влияния температуры стремятся, чтобы она была минимальной, но достаточной для деформации детали на требуемый размер.

Способ восстановления деталей пластической деформацией используется в ремонтной практике в трех случаях:

для получения требуемых размеров изношенных поверхностей деталей;

для исправления геометрической формы деформированных деталей;

для восстановления определенных механических характеристик материала деталей.

В зависимости от направления внешней действующей силы и направления деформации различают следующие разновидности способа восстановления: осадку, раздачу, обжатие, вдавливание, накатку.

Осадку применяют для увеличения наружного диаметра сплошных и внутреннего диаметра полых деталей, а в отдельных случаях при восстановлении деталей типа втулок достигают изменения обоих диаметров одновременно.

Раздача заключается в увеличении наружных размеров полых деталей в результате увеличения их внутренних размеров.

В процессе раздачи с нагревом трением не происходит укорочения восстанавливаемых изделии по длине, а напротив, обеспечивается удлинение линейных размеров до 0,5 мм; простота механизации и автоматизации процесса. Основные параметры процесса — частота вращения и осевое давление дорна легко программируются.

Помимо рассмотренных разновидностей механической раздачи широко используют способы восстановления пустотелых деталей гидротермической и электрогидравлической раздачей.

1. При нагреве стального пальца до требуемой температуры происходит увеличение наружного и внутреннего диаметров детали. Под воздействием охлаждающей жидкости внутренний кольцевой слой образца стремится уменьшиться в объеме. Однако нагретый наружный слой стали охлаждается значительно медленнее и этим препятствует сокращению внутренних охлажденных слоев до исходных размеров.

2. Подлежащий раздаче поршневой палец устанавливают в неметаллический технологический патрон разового деиствия, который служит для направления электрического разряда по оси детали и исключает пробой на его боковую поверхность. Для увеличения эффективности процесса в полость ножки патрона устанавливают специальный проводник, а палец, с патроном устанавливают на поворотный стол технологического узла и подводят к подвижному электроду. Одновременно в полость пальца подают рабочую жидкость. После замыкания цепи высоковольтный импульс от конденсаторной батареи проходит через формирующий воздушный промежуток (шаровый разрядник) на положительный электрод, проводник и отрицательный электрод. В результате электрогидравлического взрыва возникает ударная волна, которая раздает поршневой палец.

Обжатие применяют для восстановления внутренних размеров полых деталей в результате уменьшения наружных размеров.

Для восстановления деталей используют механический и термопластический виды обжатия.

При механическом обжатии деталей типа втулок предварительно изготавливают штампы. Матрица штампа состоит из трех частей: приемной части, обжимающей и калибрующих частей.

Восстановления гильз цилиндров методом термопластического обжатия. Изношенную гильзу помешают в специальную водоохлаждаемую матрицу и посредством индуктора токов высокой частоты нагревают изделие до температуры 840 — 880 ° С. В результате нагрева гильза расширяется. Однако ее свободное расширение по наружному диаметру .ограничено стенками матрицы. При достижении определенного значения радиальных напряжений происходит пластическая деформация, которая увеличивается при росте температуры. При свободном охлаждении гильзы уменьшаются в осевом и радиальном направлениях.

Вдавливание используют для увеличения наружного диаметра плоских деталей типа дисков. При вдавливании происходят одновременно два процесса — осадка и раздача. Вдавливанием восстанавливают тарелки клапанов, зубчатые колеса, шлицевые валы и пр.

Сущность восстановления шлицев заключается атом, что материал детали при помощи инструмента клинообразной формы выдавливается из средней части шлица в сторону изношенных боковых поверхностей, что обеспечивает увеличение его ширины до I мм на каждую сторону.

Ротационный способ восстановления зубчатых колес является разновидностью процесса вдавливания. Способ основан на обкатывании деформируемого вдавливанием зубчатого колеса профилирующим инструментом, так называемым накатником. Восстанавливаемая деталь и накатник вращаются с синхронизированной скоростью при строго постоянном межцентровом расстоянии.