Восстановление формы деталей

Во время эксплуатации у многих деталей появляются остаточ­ные деформации: изгиб, скручивание, коробление и вмятины (валы, оси, рычаги, рамы, балки, и др.). Для устранения этих де­фектов используют правку. В зависимости от степени деформации и размеров детали применяют механический, термомеханический и термический способы правки.

При механической правке используют два способа: давлением и наклепом.

Механическая правка давлением может производиться в холод­ном состоянии или с нагревом. Правку в холодном состоянии осущес­твляют у валов диаметром до 200 мм в том случае, если величина (стрела) прогиба/не превышает 1 мм на 1 м длины вала (рис. 12.7). За размер стрелы прогиба принимают половину числового значе­ния биения вала, показываемого индикатором. Для правки вал 4 ставят на призмы или опоры квинтового или гидравлического пресса выпуклой стороной вверх и перегибают нажимом штока 3 пресса через прокладку 2 из цветного сплава так, чтобы обратная величина прогиба f₁ была в 10... 15 раз больше того прогиба f, который имел вал до правки. Точность правки контролируют индикатором 1.

Пресс выбирают по усилию правки, которое рассчитывают по формуле

Р=6,8σ_тd³/ (10³ l), (12.2)

где Р — усилие правки, кН; σ_т — предел текучести материала вала, МПа; d — диаметр сечения вала, м; l — расстояние между опорами, м.

Недостатки механической холодной правки — это опасность обратного действия, снижения усталостной прочности и несущей способности детали. Опасность обратного действия вызвана возникновением неуравновешенных внутренних напряжения, кото­рые с течением времени, уравновешиваясь, приводят к объемной деформации детали. Ухудшение усталостной прочности деталей происходит за счет образования в ее поверхностных слоях мест с растягивающими напряжениями, причем снижение усталостной прочности достигает 15... 40 %.

Для повышения качества холодной правки применяют следую­щие способы: выдерживание детали под прессом в течение дли­тельного времени; двойная правка детали, заключающаяся в пер­воначальном перегибе детали с последующей правкой в обратную сторону; стабилизация правки детали последующей термообработ­кой. Последний способ дает лучшие результаты, но при нагреве может возникнуть опасность нарушения термической обработки детали, кроме того, он дороже первых двух. Механическая горячая правка производится при необходимос­ти устранения больших деформаций детали и осуществляется при температуре 600... 800°С. Нагревать можно как часть детали, так и всю деталь. Правка завершается термической обработкой детали.

Правка наклепом (чеканкой) не имеет недостатков, присущих правке давлением. Она обладает простотой и небольшой трудоем­костью. При правильной чеканке достигаются: высокое качество правки детали, которое определяется стабильностью ее во време­ни; высокая точность правки (до 0,02 мм); отсутствие снижения усталостной прочности детали; возможность правки за счет ненагруженных участков детали (рис. 12.8).

В качестве инструмента для чеканки применяются пневмати­ческие или ручные молотки. От наносимых ударов в поверхност­ном слое детали возникают местные напряжения сжатия, которые вызывают устойчивую деформацию детали.

Продолжительность правки зависит от материала детали, энер­гии удара и конструкции ударного бойка.

Термический способ правки заключается в нагревании ограни­ченных участков детали (вала) с выпуклой стороны. В результате нагревания металл стремится расшириться. Противодействие соседних холодных участков приводит к появлению сжимающих уси­лий. Выправление вала происходит под действием стягивающих усилий, которые являются результатом пластического упрочне­ния волокон. Эффективность правки зависит от степени закре­пления концов детали — при жестком закреплении прогиб устра­няется в 5...10 раз быстрее, чем при незакрепленных концах бал­ки. Оптимальная температура нагрева стальных деталей составляет 750... 850°С.

Рис. 12.8. Правка коленчатого вала наклепом (чеканкой)

При термомеханическом способе правки осуществляют равномер­ный прогрев детали по всему деформированному сечению с пос­ледующей правкой внешним усилием. Нагрев осуществляется га­зовыми горелками до температуры отжига (750...800°С).

Правка и рихтовка без нагрева вмятин капотов, крыльев при­меняется, если толщина их стенок не превышает 1 мм.

Процесс предварительного выравнивания вмятин происходит выбиванием вогнутой части детали до получения у нее правиль­ной формы и его называют выколоткой. Процесс окончательного выглаживания поверхности после выколотки называют рихтов­кой. При правке вмятины под нее устанавливают поддержку 3 (рис. 12.9, а); ударами выколоточного молотка по вмятине выби­вают ее до уровня неповрежденной части поверхности. Подрав­нивают деревянной или резиновой киянкой оставшиеся после вы­колотки бугорки. При правке вмятин соблюдают следующие тре­бования: глубокие вмятины без острых загибов и складок выравнивают, начиная с середины и постепенно перенося удары к краю; вмятины с острыми углами выбивают, начиная с острого угла или с выправки складки; пологие вмятины выправляют с краев, постепенно перенося удар к середине.

Рихтовка может быть ручная и механизированная. Ручную рих­товку выполняют рихтовальными молотками и поддержками, кото­рые подбирают по профилю восстанавливаемых панелей. Под растя­нутую поверхность подставляют поддержку 3 (рис. 12.9, б), которую одной рукой прижимают к панели. По лицевой стороне восста­навливаемой поверхности наносят частые удары рихтовальным мо­лотком 4 так, чтобы они попадали на поддержку. При этом удары постепенно переносят с одной точки на другую, осаживая бугорки и поднимая вогнутые участки. Рихтовку продолжают до тех пор, пока ладонь руки не перестанет ощущать шероховатость. При работе не­обходимо ударять всей плоскостью головки молотка. Удары острым краем головки оставляют насечки (рубцы), которые трудно удалить.

Рис. 12.9. Выколотка и рихтовка вмятин:

а — выколотка; б — рихтовка; 1 — выколотка; 2 — вмятина; 3 — поддержка; 4 — рихтовальный молоток