Оборудование и оснастка для восстановления деталей пластической деформацией

6.3. Оборудование и оснастка для восстановления деталей пластической деформацией

В зависимости от объемов восста­новления деталей применяют уни­версальное и специальное оборудо­вание. В ремонтном производстве на­шли широкое распространение се­рийно выпускаемые гидравлические прессы модели 2135-1 (рис. 6.23), ко­торые используют при сборке (раз­борке) автомобильных агрегатов и узлов для запрессовки (выпрессовки) деталей. Эти же прессы применя­ют и для восстановления деталей осадкой, обжатием, правкой и други­ми способами пластической де­формации. Для возможности реали­зации технологического процесса восстановления, основанного на том либо другом способе, разрабатывают соответствующие приспособления и оснастку, которые расширяют техно­логические возможности пресса, по­вышают качество и производитель­ность процесса. Рассмотрим неко­торые приспособления к уни­версальным прессам, которые широ­ко используются при ремонте автомо­билей.

Таблица 6.6. Физико-механические и эксплуатационные характеристики покрытий после выглаживания.

Для восстановления осадкой вту­лок из цветных металлов разработа­но высокопроизводительное приспо­собление ОР-13790. В качестве сило­вого оборудования применяют прес­сы с усилием на штоке гидравличес­кого цилиндра при прямом ходе не менее 630 кН, при обратном, ходе — 470 кН. Приспособление обеспечивает восстановление различных ти­пов параметров втулок, включая втулки с кольцевой выточкой внутри по окружности.

Приспособление для осадки вту­лок (рис. 6.24) закрепляют на столе пресса. Оно состоит из основания 1, на котором смонтированы две направляющие штанги-(колонки) 13 и закреплен упор 4. В упоре размещена цанга 11, которая зафиксирована шариками. Цанга имеет грибообразный бурт, который по форме и размерам соответствует, кольцевой, выточке втулки. В упоре также размещены сухари 15, стягиваемые кольцевыми пружинами 14, и толка­тель с конусом 5, опирающийся на возвратную пружину 1б. Упор крепится к основанию специальной гайкой 17, которая является од­новременно опорой для сухарей и ста­каном для возвратной пружины. В верхней плите 8 гайкой закреплен пу­ансон 10, который имеет в верхней части наконечник для соединения со штоком пресса, а в нижней части — стержень с конусом, В нижней плите 3 запрессована упорная втулка 2, об­хватывающая снаружи упор. Верх­няя и нижняя плиты жестко связаны между собой направляющими втулками 9

При осадке втулки наконечник пуансона соединяю со штоком пресса, основание приспособления при помо­щи болтов крепят к столу. Шток под­нимают, таким, образом, чтобы верх­ний торец упорной втулки располо­жился  на уровне торца проточки упора. На эту проточку устанавлива­ют восстанавливаемую втулку в шатуне-матрице  7. В указанном положе­нии пуансона сухари обжимают толкатель с конусом по меньшему диаметру, а грибообразный бурт цанги, торец которого упирается в торец су­харей, располагается против кольце­вой выточки втулки. При движении штока вниз стержень пуансона разжимает грибообразный бурт цанги, который входит в кольцевую выточку восстанавливаемой втулки. По мере дальнейшего движения стер­жень пуансона давит на Толкатель с конусом,' который, сжимая' возврат­ную пружину, разводит сухари так, что выточка их торцов устанавлива­ется против цанги и последняя полу­чает возможность опуститься вниз.

В процессе осадки втулки цанга перемещается вниз по мере опуска­ния грибообразного бурта. Необходи­мый размер втулки по внутреннему диаметру обеспечивается калибру­ющими поверхностями пуансона и упора. При обратном ходе штока пу­ансон, зажатый вытесненным металлом Осаженной втулки, выпрсссовывается из нее, а стержень пуансона выходит из цанги. Возвратная пру­жина подает толкатель вверх палец за стержнем пуансона, Сухари сжи­маются, их верхние торцы подходят под нижний торец цанги и фиксируют ее в определенном положении относи­тельно упора.

Производительность осадки вту­лок на приспособлении достигает 80 штук в час.

Специализированная полуавтома­тическая установка модели УВК-1 для восстановления шипов крестовин карданных шарниров автомобилей разработана Киевским автомобиль­но-дорожным институтом совместно с Дарницким опытно-эксперимен­тальным ремонтным заводом. Уста­новка реализует разновидность спо­соба раздачи с нагревом детали в результате сил трения.

Общий вид установки схематиче­ски представлен на рис. 6.25.

Рекомендуемые материалы

Установка для восстановления де­талей типа крестовин содержит ста­нину 17 (рис. 6.25), на верхней горизонтальной плите которой уста­новлена шпиндельная головка 7 с вы­движным валом шпинделя 8. На пе­реднем конке вала Шпинделя закреп­лен патрон 6 с дорном 5. На заднем конце вала шпинделя установлен упорный подшипник 9, предотвра­щающий передачу крутящего момен­та на шток 10 пневмоцилиндра 11осе-вого'перемещения вала шпинделя 8.

Привод вращения вала шпинделя 8 осуществляется от асинхронного электродвигателя 14, расположен­ного в нижней части станины, через ременную передачу 13. Механизм фиксации восстанавливаемой детали выполнен в виде прижима 2, распо­ложенного на конце штока пневмоцилиндра 3 над призмой 1. Фикси­рующая призма 1 содержит четыре взаимоперпендикулярных паза, ось симметрии одного из которых совпа­дает с осью вращения вала шпинделя и дорна.

Механизм фиксации и поворота восстанавливаемой крестовины 1 на 90° (рис. 6.26) относительно пазов призмы содержит шток 3, располо­женный в центральном отверстии призмы 8 и вращающую вокруг своей оси втулку 4, которая установлена соосно с отверстием призмы. Втулка 4 снабжена расположенным на ее внутренней поверхности штифтом 7, взаимодействующим с винтовой ка­навкой 2 цилиндрической поверхнос­ти штока 3. Внутри втулки и от­верстия фиксирующей призмы 8 шток 3 имеет возможность переме­щаться посредством пневмоцилиндра 16(см. рис. 6.25). Причем, уси­лие пневмоцилиндра 16 меньше уси­лия, создаваемого пневмоцилиндром 3, и постоянно направлено вверх. Втулка 4 (см. рис. 6.26) снабжена вы­ступами 5 и фиксаторами б от обратного поворота штока 3. На верхнем конце штока 3 расположена подставка, ориентирующая кресто­вину относительно пазов призмы 8.

Управление технологическим цик­лом осуществляется автоматически или в ручном режиме при помощи пульта 15 (см. рис. 6.25). На пневмопанели 12расположены блок очистки воздуха и пневмораспределители. Установка снабжена системой при­нудительного охлаждения после раз­дачи дорна эмульсией.

Подготовка к работе установки включает в себя следующие опера­ции:

подвод сжатого воздуха к пневмопанели; проверку наличия охлаждающей эмульсии во вместимости уста­новки; проверку крепления инст­румента в патроне; перевод тумблера в положение "наладка" и включение вращения шпинделя; установку крестовины на подставку призмы; ус­тановку на датчике пути дорна требуемой глубины обработки шипов крестовины.

После проведения подготовитель­ных операций работа на установке осуществляется в полуавтоматиче­ском режиме. При нажатии кнопки "прижим" пневмоцилиндр 3, переси­ливающий действие пневмоцилиндра 16, фиксирует прижимом 2 восста­навливаемую крестовину в пазах призмы. При перемещении вниз вин­товая канавка 2 (см. рис. 2.26) штока 3, зажатого с двух концов пневмоцилиндрами 3 и 16 (см. рис. 6.25), взаи­модействует со штифтом 7 (см. рис. 6.26) и поворачивает втулку 4 на 90^°. При этом в конце хода штока 3 вниз один из четырех выступов 5 втулки 4 удерживается фиксатором 6.

После фиксации крестовины в призме включается пневмоцилиндр 11 (см. рис. 6.25) осевой (продольной) подачи штока 10 дорна. В результате трения дорна о шип крестовины происходит нагрев последнего до за­данной температуры(950— 1000"С). Под действием осевой подачи дорн внедряется в смазочное отверстие крестовины и раздает шип. После окончания процесса раздачи шпин­дель отводится в исходное положе­ние. Прижим 2 освобождает кресто­вину, а пневмоцилиндр 16 поднимает шток в верхнее положение. При этом винтовая канавка 2 (см. рис. 6.26) штока 3 взаимодействует со штифтом 7 втулки 4. В результате происходит поворот штока 3 вместе с крестовиной на 90°.

По описанному циклу происходит последовательная раздача осталь­ных шипов крестовины. По заверше­нию раздачи последнего 4-го шипа патрон с дорном и прижим 2 (см. рис. 6.25) автоматически отводятся в ис­ходное положение, а пневмоцилиндр 16 извлекает деталь из призмы.

Для автоматизации операции раздачи шпиндель установки конст­руктивно связан с датчиком пути, ко­торый обеспечивает неизменную глу­бину обработки шипов независимо от износа инструмента. Это достигается тем, что отсчет глубины обработки начинается только с момента каса­ния дорном торцевой поверхности шипа крестовины. Схематически конструкция датчика изображена на рис. 6.27.

На заднем конце вала шпинделя головки установлен подшипниковый корпус 1 с вилкой 13. Фланец 4-связан подвижно с корпусом 1 направля­ющими стержнями 6 и пружинами 2. На внутренней стороне фланца 4 име­ется упор 3, который при сжатии пружин замыкает вилку 13. На жест­ко закрепленной цилиндрической горизонтальной направляющей 8 ус­тановлен подвижной ползун 9, ко­торый фиксируется в крайнем правом положении пружиной сжатия П. Ползун 9 шарнирно связан с вил­кой 13 рычагами 12 и 7, На траек­тории движения ползуна 9 установ­лен концевой выключатель 10, кото­рый имеет возможность переме­щаться параллельно направляющей 8 в пределах расстояния 1. Концевой выключатель 10 запитан в общую цепь управления работой установки.

Рис. 6.27. Принципиаль­ная схема путевого датчи­ка установки УВК-1: а - исходное положение; 6 — положение при окончании процесса раздачи

Перед началом работ концевой вы­ключатель 10 устанавливается отно­сительно нажимной поверхности пол­зуна 9 на расстоянии 1, соответствую­щем необходимой глубине раздачи детали. Это расстояние является по­стоянным для каждого типа кресто­вин и не подлежит корректировке при замене инструмента (дорна) или его износа в процессе работы. Перена­ладка путевого датчика осуществля­ется только при переходе на раздачу других типоразмеров крестовин.

Работа датчика пути осуществля­ется следующим образом. При пода­че сжатого воздуха в бесштоковую полость пневмоцилиндр а 5 вал шпин­деля, связанный со штоком фланцем 4, пружинами 2 и направляющими стержней 6, свободно двигается влево до упора в торец шипа восстанавли­ваемой крестовины. После остановки вала шпинделя шток пневмоцилиндра с фланцем 4 продолжает движе­ние, сжимает пружины 2 и упором 3 жестко замыкает рычаги 12 и 7, свя­занные с ползуном 9, При этом пневмоцилиндр прижимает дорн к шипу и начинается процесс раздачи. По мере раздачи шипа, вал шпинделя под действием пневмоцилиндра совершает рабочее движение и одновременно перемещает по направляющей 8 ползун 9, на пути которого расположен концевой выключатель 10. Расстоя­ние между нажимной поверхностью ползуна и роликом концевого выклю­чателя равно заданной глубине раз­дачи шипа крестовины.

При внедрении дорна на заданную глубину ползун 9 нажимает на ролик концевого выключателя 10, от кото­рого поступает сигнал на возврат штока пневмоцилиндра в исходное положение. При этом шток цилиндра отводит вал шпинделя в крайнее пра­вое положение. В результате пружи­ны 2 разжимаются и упор 3 освобож­дает рычаги 12 и 7, ползун 9 .под дей­ствием пружины // возвращается в

исходное положение. В дальнейшем цикл повторяется.

. Производительность установки УВК-1, в зависимости от типа кресто­вин, составляет 10 — 20 шт/ч, по­требляемая мощность — 3,5 кВт, ча­стота вращения шпинделя — 2000 об/мин, давление воздуха в пневмосети — 0,4 — 0,6 МПа,. .

Для централизованного восстанов­ления крестовин раздачей в условиях специализированных цехов и участ­ков целесообразно использовать че­тырёхшпиндельную автоматическую установку АВК-4. Данная установка отличается от установки УВК-1 тем, что -раздача всех 4 шипов крестовины осуществляется одновременно. Кро­ме того, установка снабжена загрузочно-разгрузочным устройством с кассетой-накопителем на 30 деталей. Одна установка АВК-4 обеспечивает раздачу более 100 тыс. крестовин в год. Благодаря полной автоматиза­ции процесса один оператор может одновременно обслуживать до пяти таких установок:

Восстановление гильз цилиндров автомобильных двигателей термо­пластическим  обжатием осуществляется на специализированной шестипозиционной установке ОР-11301 карусельного тина. Установка обес­печивает обжатие гильз цилиндров за один цикл на 0,75 — 1мм. Это позво­ляет восстанавливать до номиналь­ного, размера внутренний диаметр гильз. Наружные посадочные пояски гильз цилиндров после обжатия на­ращивают наплавкой, контактной приваркой ленты и газотермическим напылением.

Схема установки ОР-11301 для об­жатия гильз цилиндров представле­на на рис. 6.28. Она агрегатируется с высокочастотной установкой с лам­повым генератором типа ВЧИ2-100/0,066, мощностью на выходе 100 кВт и частотой 0,66 кГц. Установка представляет собой раму 5 из свар­ных конструкций, на которой закреп­лен поворотный стол 6 с вертикаль­ной осью вращения. При повороте стола матрица 4 с установленной в нес гильзой 3 проходит последова­тельно позиции / и //. В позиции / оператор устанавливает изношенную гильзу в матрицу, после чего она пе­реводится в рабочую позицию //. В этой позиции при помощи гидроцилиндра матрица с гильзой перемеща­ется в крайнее верхнее положение, при этом индуктор токов высокой ча­стоты (ТВЧ) 2 входит в гильзу. После включения питания индуктора про­исходит интенсивный нагрев гильзы токами высокой частоты до темпера­туры 840 — 880° С. Для равномерно­го нагрева гильзы матрица в рабочей позиции вращается с частотой 50 — 100 мин ^-1. В период нагрева матрица интенсивно охлаждается водой через спреер 1. После достижения задан­ной температуры нагрева в зоне дей­ствия индуктора ТВЧ 2 включается рабочий ход гидроцилиндра, и гильза с матрицей опускается в крайнее нижнее положение. Установка обес­печивает регулирование скорости ли­нейного перемещения гильзы относи­тельно индуктора со скоростью 1 — 8 мм/с. При линейном перемещении матрицы осуществляется термопла­стическое обжатие гильзы по всей длине. В период рабочего цикла опе­ратор снимает обжатую гильзу и ус­танавливает на се место изношенную матрицу.

Рис.   6.28.   Схема   установки   ОР-11301   для термопластичного обжатия гильз цилиндров: 1 позиция   - загрузка, выгрузка гильз; II позиция

рабочая

Все перечисленные операции, кро­ме загрузки-выгрузки гильз, выпол­няются автоматически по заданной программе. Производительность ус­тановки ОР-11301 220 —240 гильз в смену. Установка универсальная, так как позволяет после незначительной переналадки(замены матрицы и ин­дуктор а) восстанавливать гильзы ци­линдров различных типоразмеров.

На базе установки ОР-11301 созда­ны поточно-механизированные линии (ПМЛ) для централизованного восстановления автомобильных и трак­торных гильз цилиндров. В состав ли­ний входит весь комплект оборудова­ния и оснастки для технологического процесса восстановления: моечная машина ОМ-5288 для очистки гильз в водно-щелочном растворе; гидроко­пировальный полуавтомат ЕМ-140А для обработки наружной поверхно­сти гильз между посадочными по­ясками; установка 011-1-07 "Ремдеталь" для приварки стальной ленты к посадочным пояскам; хонинговальные станки ЗМ83 (оборудованные ав­тооператорами ОГ-76) для оконча­тельной обработки гильз. Оборудова­ние ПМЛ размещено таким образом, что для передачи деталей с одной опе­рации на другую не требуется допол­нительных транспортных средств. Линия занимает площадь 288 м², ее обслуживает 26 чел. Годовая произ­водительность при двухсменной ра­боте около 100 тыс. гильз.

Экспериментальные исследования и многолетняя эксплуатация восста­новленных термопластическим обжатием гильз цилиндров показали, что по износостойкости и надежности они не уступают новым изделиям. Восстановленные обжатием гильзы не оказывают отрицательного влия­ния на работу сопряженных деталей (поршней и поршневых колец),

Выбраковочными дефектами рам автомобилей являются погнутость и скрученность лонжеронов. В соответствии с ТУ на капитальный ремонт автомобилей погнутость лонжеронов рам не должна превышать 2 мм на длине 1000 мм или 5мм по всей длине. Из практики ремонтного производст­ва известно, что большое число рам автомобилей требует правки.

Рис. 6.29. Ролико­вая раскатка для чистовой обработки внутренних цилинд­рических поверх­ностей

Для поверхностного пластического деформирования поверхности дета­лей разработано и используется достаточно много приспособлений и ус­тройств. Рассмотрим некоторые из них.

На рис. 6.29 представлена ролико­вая раскатка, используемая для чистовой обработки внутренних цилиндрических поверхностей(гильз, цилин­дров, головок шатунов). Приспособ­ление для раскатки состоит из шпин­деля /, имеющего посадочное отвер­стие для закрепления в шпинделе станка. На наружной поверхности шпинделя в сепараторе 5 размещены деформирующие ролики 6, которые опираются на коническую поверх­ность подвижной в осевом направле­нии втулки 8, соединенной со шпинде­лем 1 шпонкой 7. Для ограничения перемещения сепаратора в осевом на правлении служат с одной стороны упорное кольцо 4, закрепленное через стопорное кольцо 3 гайками 2, а с дру­гой стороны — регулировочная гай­ка 9, служащая для настройки рас­катки на требуемый рабочий размер. Регулировка размера осуществляет­ся вращением гайки 9, что приводит к перемещению сепаратора 5с ролика­ми 6 вдоль конической поверхности втулки 8. После установки требуемо­го размера регулировочная гайка фиксируется при помощи стопорного кольца 10 и гайками 11.

Деформирующие ролики изготав­ливают из шарикоподшипниковой стали ШХ 15 и термически обрабаты­вают до твердости НКС 62 — 64. Ро­лики имеют заборную и калибрую­щую часть с углом конца 1°26'. Для уменьшения действующей силы, ро­лики располагают под углом к оси об­рабатываемого отверстия, что приво­дит к получению своеобразного каплевидиого отпечатка ролика. Это создает более благоприятные условия для пластического деформирования поверхностных слоев металла. Режи­мы раскатки цилиндрических отвер­стий приведены в табл. 6.7. При использовании для обработки отверстий описанной роликовой рас­катки и рекомендуемых режимов раскатки достигается требуемая точ­ность размеров деталей и повышает­ся на 20—30 % усталостная прочность деталей. Для обкатывания наружных ци­линдрических поверхностей наибо­лее широко используются шариковые накатники (рис. 6.30) жесткого дейст­вия. Накатывание выполняют на то­карных станках, накатник устанав­ливается в суппорте вместо резца.

Таблица 6.7. Режимы раскатки

Рис. 6.30. Шариковый накатник жесткого дей­ствия:

Вам также может быть полезна лекция "Введение".

/ — шарик;      2 — сепаратор;      3—корпус;.     4 — державка; 5 — подшипник; 6 — ось

Рис. 6.31. Приспособление для ротационного упрочнении деталей

Повысить усталостную прочность, твердость и износостойкость поверх­ностей восстанавливаемых и новых деталей можно наклепом при помо­щи ротационного упрочнителя. При­способление  для  ротационного  уп­рочнения деталей (рис. 6.31) состоит из кронштейна 9, который крепится в резцедержателе 8 токарного станка при помощи винтов 7. На стойке 5, закрепленной на кронштейне болта­ми 6, установлена ось 12, на которой вращается упрочнитель 11. В стойке выполнены продольные пазы, кото­рые позволяют регулировать поло­жение оси относительно опорной по­верхности кронштейна. Упрочнитель, представляющий собой диск с шари­ками, находящимися в сепараторе, через шкивы 1 к 10 получает враще­ние от электродвигателя 3. Комплект сменных шкивов позволяет ступенчато изменять скорость вращения упрочни­теля в пределах 13 — 25 м/с. Переме­щением угольника 4, на котором установлен электродвигатель, осуществ­ляется натяжение ремня 2.

Меняя направление движения при­способления, можно обрабатывать плоские и фасонные поверхности. Для обработки плоских поверхностей используют плоско шлифовальные станки, где вместо шлифовального круга устанавливают упрочнитель. Для обработки наружной цилиндри­ческой поверхности детали рекомен­дуют такие режимы: скорость враще­ния детали 30 — 90 м/мин, окружная скорость упрочнителя 10 — 50 м/с, натяг, т. е. принудительное отталкивание шарика изделием, — 0,05 — 0,08 мм, продольная подача — 0,1 — 0,5 мм/об, число проходов — 1 — 3.

После ротационного упрочнения уменьшается шероховатость поверх­ности до Д_а = 0,32 —-0,16 мкм, глуби­на упрочненного слоя может регули­роваться от 0,5 до 3 мм, твердость об­работанной поверхности увеличива­ется на 30 — 80%, а усталостная прочность деталей повышается на 50- 100%.