Способ восстановления изношенных деталей типа тонкостенных тел вращения из пластичных металлов

Изобретение относится к механосварочному производству, в частностик ремонтно-восстановительным работам.Изнестен способ восстановления изношенных деталей типа тонкостенныхтел вращения иэ пластичных металлов,заключающийся в том, что на изношенной поверхности детали образуют путемпластичной деформации рельеф в видечерегующихся гребешков и впадин, после чего его сглаживают, а затем производят финишную обработку1 3Однако укаэанный способ трудоемок,предполагает дополнительный расходметалла, поэтому его целесообразноприменять лишь при необходимости 15восстановления ответственных деталейпри значительных износах,Кроме того, в самой проволоке вусловиях плотного ее залегания наводятся остаточные напряжения сжатия, 20при релаксации которых происходитразбухание проволоки, что ныэываетпоявление осевых напряжений в поверхностном слое и способствует снижению усталостной прочности носстановленных деталей.Целью изобретения является повышение иэносостойкости поверхностидетали и производительности.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу восстановленияизношенных деталей типа тонкостенных,тел вращения из пластичных металлов,преимущественно юбки поршня иэ алюминиевых сплавов, заключающемуся в том,что на изношенной поверхности деталЫ З 5образуют путем пластическойдеформации рельеф в виде чередующихся гре,бешков и впадин, после чего его сглаживают, а затем производят финишнуюобработку, гребешки выполняют высотой 40в 3-6 раэ превышающей диаметральныйизнос, а впадины выполняют по радиусу, в 2-4 раза превышающему высотугребешков,На фиг.1 показан рельеф н видечередующихся гребешков и впадин наизношенной поверхности на фиг.2изношенная поверхность детали послесглаживания гребешков на Фиг,Зизношенная поверхность после финишной 50обработки,Способ восстанонления изношенныхдеталей типа тонкостенных тел вращения осуществляется следующим образомМеханическим воздействием, например обкаткой роликом 1, на изношенной поверхности детали 2 образуютрельеф, состоящих из гребешков и впадин определенной конфигурации, а затем другим давящим инструментом 3сглаживают поверхность, Причем способ вести можно как с предваритель"ным подогревом, так и без него.Увеличение диаметра происходитпо следующему механизму, При обра.зовании гребешков путем пластической 65 деформации поверхностного слоя создается упрочненный слойконфигурация которого подобна полученному рельефу. При сглаживании упрочненный слой выравнивается, причем слой, находящийся во впадинах, выпучивается и увлекает за собой лежащие ниже неупрочненные слои, что и приводит к увеличению диаметра, Выпучиванию способствует также утапливание материала гребешкон, который при этом подпирает упрочненный слой.Возможность и величина выпучивания впадин при сглаживании зависит от толщины стенок деталей и конфигурации полученного рельефа, которая определяет глубину, кривизну и прогиб упрочненного слоя.Высоту гребешков необходимо образовывать в 3-б раз большей диаметрального износа. При меньшей высоте не обеспечивается необходимое увеличиение диаметра при выглаживании, а при большей - полное сглаживание гребешков затруднительно из-за возможного перенаклепа поверхност-. ного слоя детали.Впадины между гребешками выпол.няют по радиусу, превышающему высоту гребешков в 2-4 раза.При меньшем значении радиуса или вообще не скругленной, например, треугольной впадине выравнивание упрочненного слоя затруднительно .изза большой его кривизны, а при большем значении увеличивается усилие Фобработки и не обеспечивается необходимая глубина и жесткость упрочненного слоя, что при сглаживании уменьшает выпучивание впадин.Восстановление тонкостенных цилиндрических деталей осуществляется, когда толщина стенки в 5-15 раз больше высоты гребешков.При меньшей толщине стенки после нанесения рельефа и сглаживания гребешков материал на поверхности детали расслаивается вследствие перенаклепа, а при большей или когда деталь сплошная, преобладает процесс смятия утапливания) гребешков, а выпучивание упрочненного слоя будет незна чительным.Полученная после восстановления поверхыость детали существенно упрочнена и обладает повышенной износо стойкостью.Вследствие частичного смятия гребешков при их сглаживании в теле юбки поРшня на достаточном расстоянии от поверхности образуется зона материала с разрыхленной структурой, что также приводит к некоторому увеличению наружного диаметра юбки за счет перераспределения материала, Пустоты в теле юбки поршня не снижают его качества, которое определяется точностью и иэносостойкостьюнаружной цилиндрической поверхностиюбки.Таким образом, предлагаемый способ существенно упрощает процесс восстановления тонкостенных деталей изпластичных материалов, например юбки поршня.из алюминиевых сплавов, иодновременно обеспечивает повышеннуюизносостойкость обрабатываемой поверхности.П р и м е р, С целью проверки 16предлагаемого способа проводилосьвосстановление изношенной юбки поршнядвигателя СМД, Материал поршня -алюминий АЛ 25. Наружный диаметр юбкинар. 120:",8 мм, внутренний 50106 мм. Отношение диаметровПэ / Р р 0,88, т.е. деталь тонкостенная.Действительный размер изношенной.юбки Р составлял 119,7 мм, т.е.диаметральный износ 1=119, 82-119,7=0,12 мм,При восстановлении поршень фиксировался со стороны головки в специальном цанговом приспособлении 4со стороны юбки, где базой служилавнутренняя ее поверхность, предварительно обработанная.Образование рельефа (высадку) производилось на станке 1 А 62 с применением роликового инструмента диаметром Э 50.мм с углом профиля О(, 60 ирадиусом привершине В 1,5 мм, Усилиенажима ролика обеспечивалось в пределах 55-60 кг. Высадка производилась с подачей Б 1,5 мм/об и скоростью вращения Ь 350 об/мин эа 2 прохода до диаметра 3 =120,5 мм, измерякемого по вершинам гребешков. При этом.высота гребешков составила Ь=0,6.мм,то есть выполнялось условие 316 ъь. 40Сглаживание греоешков на восстанавливаемой поверхности осуществлялось эа 3 прохода роликовым инструментом 3 диаметром 1) 50 мм с радиусомскругления контрактирующей с деталью 45поверхности В 30 мм,усилие нажимаролика обеспечивалось в пределах65 - 70 кг, подача Б 2 мм/об, скорость вращения Ь 350 об/мин. Полученный после сглаживания Размер составлял П 119,9 мм.Затем шлифовалась юбка поршня доразмера П, 120.АР- о,1 е При вЫсадке с высотой гребешков й 0,9 мм (т.е.Ь 6,1) поверхностный слой во время сглаживания перенаклепывался с появлением отслаивающихс частичек металла. В то же время при высадке с высотой гребешков Ь 0,3 мм (т,е, Ь(3) диаметр восстанавливался после сглаживания лишь до 119,83 и не обеспечивался припуск на финишную обработку.При образовании гребешков соотношение их высоты и радиуса при вершине ролика обеспечивалось равным1 5В/Ь= =2,5, т.еВыполнялОсь услОвие (24 В /Л 64), При обработке поверхности роликом с радиусом В 3 мм (т.е. К/Ь ) 4) для получения гребешков высотой Ь 0,6 мм требовалось усилие нажима на ролик более 200 кг и не достигалось необходимое увеличение диаметра юбки после сглаживания. Если же высадку производили роликом с радиусом В 0,8 мм (т.е. В/и ( 2), то при сглаживании преобладал процесс смятия вершин гребешков, что затрудняло сглаживание поверхности, а также не позволяло достичь необходимого увеличения наружного диаметра юбки поршня.Толщина стенок юбки поршня обеспечивалась в 5-16 раэ большей высоты гребешков. При меньшей толщине стенок после нанесения рельефа и сгла живания гребешков наблюдалось расслаивание материала на поверхности детали вследствие перенаклепа, а при большей толщине стенок после сглаживания гребешков выпучивание упрочненного слоя было незначительным, так как преобладал процесс смятия (утапливания) гребешков.Предложенный способ, по сравнению с базовым, принятым за прототип, позволяет осуществлять восстановление изношенной поверхности детали, например наружного диаметра юбки поршня двигателя СМД, до первоначальных размеров с увеличением ее износостойкости.Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная Заказ 7864/10 Тираж 1036 ВНИИПИ Государственного по дейам изобретений 113035, Москва, Ж,Роми отушс Подписноеа СССРийнаб., д,4/5