Способ восстановления изношенных поверхностей деталей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеслублик ю 1004062 4 ф"ъ ф с. "а Ф"(22) Заявлено 040981. (21) 3337048/25-27 с присоединением заявки Нов(3) Приоритет -Государственный комитет СССР по делаи изобретений н открытий, Всесоюзное научно-производственное объедйненнепо восстановлению изношенных деталей айтемсайлейМштракторов и сельскохозяйственныхмашин(72) Авторыизобретений(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к восстанов- лению изношенных поверхностей деталей и может быть использовано преимущественно для восстановления канавок поршней из алюминиевых сплавов.Известен способ восстановления. изношенных поверхностей деталей типа разверток и мерительных инструментов, при котором изношенную поверхность пластически деформируют прокаткой роликами, электродами, с одновременным электронагревом, обеспечивая перетекание металла из нерабочей зоны восстанавливаемой детали в сторону изношенных рабочих кромок канавок 113.Однако электронагрев восстанавливаемой детали роликами-электродами током без импульсов не дает быстрого перераспределения (деформации )металла, поскольку ток нагревает толь- . ко наружную поверхность детали. Увеличение тока с целью нагрева материала по глубине не дает эффекта в связи с перегревом и налипанием материала поршня на электроды. При этом для осущеетвления способа необходим целый комплекс технологических решений дляустранения дефектов от налипания материала на электроды, что усложняет осущестндение способа. Кроме того, обычный глубокий электронагрев приводит к нежелательно большим деформациям восстанавливаемой детали и связан с повышенными энергозатратами.Целью изобретения является повышение качества восстановления и производительности путем обеспеченияоптимальных режимов направленнойдеформации металла из нерабочей зоны в зону рабочих изношенных, поверх.ностей.Указанная цель достигается тем,что согласно способу восстановления, заключающемуся в том, что изношенную поверхность деформируют прокаткой роликами-электродами. с одновременным электронагревом, электронагрев осуществляют импульсами токаф силой 3-6 кА при продолжительностиимпульсов -0,02-0,06 с и продолжительности пауз 0,2-0,04 с, при этом скорость прокатки берут равной 0,210 м/мин,25 На фиг.1 показано устройство дпяосуществления .способа, общий видунафиг.2 - канавка поршня с изношенными кромками; на фиг.3 - электроды с цилиндрической и сферическойЗО,контактной поверхностью; на фиг.4 -то же, с треугольными выступами нарабочей части и калибрующими выступами.Устройство для осуществления способа содержит, например, электроконтактную установку ОКСА для шовной сваркы с патроном 1 для креплениявосстанавливаемой детали, прерыватель 2 для точечной и шовной сваркитипа ПСП,. сварочный трансформатор 3типа МТ, соединенный с двумя роликами. - электродами 4, смонтированнымишарнирно на рычагах 5 и 6, концы которых связаны с пневмоцилиндром 7.Способ осуществляют следующим образом. 15Восстанавливаемая деталь 8 зажимается в патроне 1. К поверхности детали рядом с изношенной канавкой 9 подводят ролики"электроды 4 и прижимают их к детали пневмоцилиндром 7 20 с заданным давлением (,12-24 кг/мм 2) Ролики - электроды 4 изготавливают из бронзы ф 160 мм. Ширину контактной поверхности электродов выбирают, исходя из прочности роликов-электродов, 25 производительности процесса и потребляемой мощности электрического тока, Ширина электрода менее 2 мм в виду его деформации не обеспечивает нужную производительность, а ширина свыше 6 мм потребует слишком большой потреб. ляемой мощности, превышающей ту, которую можно получить на контактных машинах, применяемых в ремонтном производстве, поэтому толщину электродов выбирают 2-6 мм. Детали 8 сообщают вращение со скоростью 0,2-1,0 м/мин. Затем на электроды подают. импульсы тока. Величина силы тока зависит от ширины, контактной поверхности электродов и выбирается в пределах 3-6 кА,40Экспериментально установлено, что величина силы тока ниже 3 кА не дает желаемого количества тепла для осуществления направленной деформации, а выше 6 кА приводит к перегреву, 45 Причем наибольший эффект от нагрева детали импульсами тока выявляется и том случае, когда при силе тока 3-6 кА на 1 см длины поверхности, обрабатываемой роликами-электрода О ми, воздействует 3-15 импульсов.: Такому количеству импульсов соответствует оптимальный диапазон продолжительности пауз 0,2-0,04 с при продолжительности импульса 0,02-0,06 с, При этом, если длительность пауз больше 0,2 с, то нагрев недостаточен для быстрой направленной деформации металла, если же продолжительность пауз меньше 0,04 с, то наблюдается излишний нагрев детали, что 10 приводит к налипанию металла на электроды и избыточному расходу электроэнергии.В то же время, если скорость обработки больше 1,0 м/мин, то невоз можно создать необходимое оптималь- ное) количество импульсов тока на 1 см длины обрабатываемой детали с укаэанными продолжительностью импульсов и паузы (,выбранными из оптимального диапазона). При этом выделенного тепла оказывается недостаточно для осуществления ускоренного процесса перераспределения металла.При скорости сварки меньше 0,2 м/мин число импульсов, выбранных из оптимального диапазона продолжительности и паузы, чрезмерно , что приводит к перегреву детали, со всеми вытекающими нежелательными последствиями,Усилие прижатия электродов выбирают 12-24 кг/мм, Применить удельное давление более указанных величин нецелесообразно из-за снижения износостойкости роликов - электродов, а при меньших значениях резко снижается производительность процесса перераспределения металла из нерабочей зоны,в зону рабочих поверхностей. Производительность процесса при указанных оптимальных режимах резко возрастает. Длительность процесса перераспределения металла при указанных режимах не превышает 1,0 мин. Например, при скорости обработки 0,6 м/мин от действия импульсов тока силой 4 кА продолжительностью 0,02 с и времени паузы 0,04 при в = 4 мм и удельном давлении 15 кг/мм металл поршня быстро разогревается до температуры,благоприятной для пластической деформации, и выдавливается электродом внутрь канавки, После такой обработки за время 1,0 мин высота канавки восстанавливается до номинального размера 3,0 мм при исходном размере 3,8 мм. В зависимости от износа канавок ( наибольшему износу подвержена верхйяя канавка под компрессионное кольцо, а максимальный износ канавки для большинства поршней автотракторных двигателей не превышает 0,3 мм ) рабочая часть. электродов может иметь различную цилиндрическую и сферическую форму (фиг.3) .Для канавки с большим износом целесообразно на рабочей поверхности электрода выполнить выступ, например, треугольной формы (фиг.4) . Одновременно с раздачей целесообразно калибровать канавку в размер, в этом случае электрод выполняют с калибрующим выступом (фиг.4) .Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет значительно повысить производительность восстановления канавок поршней шатуннопоршневых механизмов за счет форсирования перераспределения металла и исключения комплекса операций механической обработки. Годовой эффектот внедрения. способа на одном мотороремонтном предприятии составляет 25 тыс. руб.Формула изобретенияСпособ восстановления изношенных поверхностей деталей, преимущественно профилированных поверхностей поршней из алюминиевых сплавов, заклю чающийся в том,что изношенную поверхность деформируют прокаткой ролика- . ми-электродами с одновременным электронагревом, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества восстановления и производительности, электронагрев осуществляют импульсами тока силой 3-6 кА при продолжительности импульсов 0,02-0,06 с ипродолжительности пауз 0.2-0,04 с,при этом скорость прокатки берутравной 0,2-1,0 м/мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 61563, кл. В 23 Р 6/00, 19401004062 Рит 3 Составитель Е.МаныкинаТехред Л.Пекарь КорректорМ.Демчик Редактор И.Митровка Тираж 1104 ПодписноеВНИИПИ Государственногокомитета СССРпо делам изобретений и открытий2.13035, Москва, Ж, Раущская,наб., д. 45 Заказ 1751/15 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4