Проектирование Кузнечно-термический участка

Слесарные работы обычно применяются в качестве работ, дополняющих или завершающих механическую обработку восстанавливаемых деталей. Их применяют также при  подготовке  деталей к восстановлению другими способами, например, к сварке, пайке, склеиванию и т. п. К слесарным относятся такие виды как опиловка при подгонке поломанных частей детали, сверление, развертывание и зенкерование отверстий, прогонка и нарезание резьбы, шабрение, притирка и доводка для более плотного прилегания поверхностей и т. п.

Ручной труд слесарей в последнее время все более механизируется путем внедрения механизированного инструмента, а количество слесарных работ постоянно уменьшается за счет повышения технологической культуры авторемонтного производства.

Механическая  обработка при ремонте автомобилей применяется как самостоятельный способ восстановления деталей, а также в качестве операций, связанных с подготовкой или окончательной обработкой деталей, восстановленных другими способами.

В практике авторемонтного производства нашли применение такие способы восстановления деталей механической обработкой, как обработка изношенных или поврежденных поверхностей деталей под ремонтный размер и постановка дополнительных ремонтных деталей.

При восстановлении деталей наиболее широкое применение получили следующие виды механической обработки: токарная, сверлильная, расточная, фрезерная, шлифовальная, полировальная, хонинговальная и др.

Механическая  обработка деталей, восстанавливаемых  различными способами, имеет ряд особенностей, которые в основном связаны с выбором вида и режима обработки.

Выбор метода и  режима механической обработки восстанавливаемых деталей в значительной степени осложняется: высокой твердостью обрабатываемых поверхностей, так как при изготовлении они подвергаются химико-термической обработке; неравномерностью распределения припусков на обрабатываемых поверхностях; специфическими физико-механическими свойствами металлопокрытий, применяемых для компенсации износа деталей; неоднородностью этих свойств на различных участках восстанавливаемых поверхностей и т. п.

При обработке  деталей под ремонтный   размер,   учитывая высокую твердость восстанавливаемых поверхностей и сравнительно небольшую величину припуска, наиболее часто применяют шлифование. Режим шлифования устанавливают в соответствии с рекомендациями по обработке деталей из соответствующих материалов. Однако учитывая неравномерность износа обрабатываемых поверхностей и, следовательно, неравномерность припуска на обработку, можно несколько уменьшать глубину резания и подачу.

Особенно большие  трудности возникают при обработке деталей, восстановленных наплавкой. Эти трудности обусловлены неравномерностью припусков, неоднородностью (пятнистостью) свойств наплавленного металла, включениями шлака и другими причинами, ухудшающими условия работы режущего инструмента.

В зависимости  от твердости наплавленного металла обработку ведут на токарных или шлифовальных станках. При твердости наплавленного металла менее HRC 35... 40 можно применять токарную обработку резцами с пластинками из твердого сплава.

Если твердость  наплавленного металла превышает  HRC 35... 40, то восстанавливаемую поверхность обрабатывают шлифованием. Сначала при пониженных режимах резания проводят черновое шлифование, а затем чистовое.

Особенности механической обработки напыленных покрытий связаны с повышенной их хрупкостью, пористостью и твердостью. В зависимости от твердости этих покрытий и величины припуска обработку выполняют точением или шлифованием. При точении напыленных покрытий рекомендуется применять резцы с пластинками из твердых сплавов. Обработку ведут на пониженных режимах резания. Скорость резания должна быть не более 60...80 м/мин, глубина резания не выше 0,1... 0,3 мм, а подача — 0,1 .. .0,2 мм/об.

Шлифование деталей, напыленных износостойкими покрытиями с высокой твердостью, рекомендуется выполнять алмазными кругами на вулканитовой связке, а при их отсутствии мелко- и среднезернистыми карборундовыми кругами на керамической связке. Режим шлифования: скорость резания 30...35 м/с; продольная подача в долях ширины круга (В) 0,3... 0,4 В мм/об; поперечная подача 0,005... 0,010 мм на двойной ход стола.

Хромированные детали ввиду высокой твердости электролитического хрома обрабатывают обычно шлифованием. При выборе режима шлифования хромированных деталей необходимо учитывать пониженную теплопроводность хрома и возможность перегрева покрытия, вызывающего изменение его свойств. Не правильный выбор режима шлифования может привести к снижению микротвердости покрытия и возникновению шлифовочных трещин не только в покрытии, но и в основном металле. Шлифовочные трещины особенно опасны, так как они являются концентраторами напряжений и снижают усталостную прочность восстановленных деталей.

Шлифование хромированных деталей следует проводить электрокорундовыми шлифовальными кругами при режиме: скорость резания 30... 35 м/с; поперечная подача 0,002... 0,005 мм на двойной ход стола; продольная подача 2... 10 мм/об; расход охлаждающей жидкости не менее 25... 30 л/мин.

Детали с хромовыми  покрытиями, нанесенными с декоративными  целями, подвергаются полированию, которое проводится мягкими кругами с применением полировальных паст ГОИ.

Основной особенностью механической обработки деталей с покрытиями из синтетических материалов (пластмасс) является их низкая теплопроводность и недопустимость нагрева реактопластов до температуры более 150...160°С, а термопластов—до   температуры   более 120 °С. При обработке пластмассовых покрытий необходимо применять хорошо заточенный инструмент из теплостойкого материала с интенсивным охлаждением сжатым воздухом или керосином. Применение охлаждающих жидкостей недопустимо, так как при повышенной температуру они могут образовывать с пластмассой соединения, вредно влияющие на здоровье рабочих. Рекомендуется применять токарную обработку при высоких скоростях резания (до 250... 300 м/мин) и при очень малых (до 0,1... 0,2 мм/об) подачах.

При механической обработке восстанавливаемых деталей необходимо обеспечивать требуемые шероховатость, точность размеров, формы и взаимного расположения рабочих поверхностей.

Наибольшие трудности  возникают при решении последней  задачи. Точность взаимного расположения поверхностей на детали зависит от правильного выбора технологической базы при ее обработке. Технологическая база — это те поверхности, которые определяют положение детали в приспособлении по отношению к режущему инструменту.

При выборе технологической  базы необходимо выдержать следующие требования:

в качестве технологической  базы принимают те поверхности детали, которые определяют ее положение  в собранном изделии, т. е. сборочные  и измерительные базовые поверхности (правило единства баз);

базовые поверхности  должны быть наиболее точно расположены относительно обрабатываемых поверхностей;

в качестве базовых  следует выбирать такие поверхности, при установке на которые можно было бы обработать все поверхности детали, подлежащие обработке (правило постоянства баз);

поверхности, выбранные  в качестве  технологических   баз,   должны обеспечивать минимальные деформации детали от усилий резания и закрепления.

При восстановлении детали в качестве технологических баз выбирают те ее поверхности, по которым устанавливали деталь при ее изготовлении. Если первоначальные базы повреждены или отсутствуют, то обработку следует начинать с восстановления базовых поверхностей. В качестве базовых могут быть приняты также те поверхности, которые при изготовлении детали были обработаны при одной установке с восстанавливаемыми поверхностями.

Ручная  сварка металлическим электродом. Ручная дуговая электросварка осуществляется постоянным и переменным током. При сварке постоянным током «плюс» можно подключить к детали, а «минус» — к электроду (прямая полярность) или наоборот (обратная полярность).

Деталь перед  сваркой или наплавкой должна быть очищена от грязи, масла и  ржавчины. Трещины должны быть засверлены по краям. Трещины деталей толщиной до 8 мм не разделывают при заварке. При толщине более 8 мм создают V-образные канавки на всю глубину трещины.

Цилиндрические  и конические поверхности наплавляют продольными валиками, которые накладывают вдоль оси, и круговыми валиками, накладываемыми по окружности или по винтовой линии. Шейки длинных валов малых диаметров удобнее наплавлять наложением продольных валиков. Каждый следующий валик накладывается на противоположной стороне шейки после проворачивания детали на 180°. Наплавку торцевых поверхностей начинают от центра и ведут концентрично. Таким же способом наплавляют сферические поверхности.

При заварке  отверстий малых диаметров наплавка производится по периметру до заполнения всего отверстия. После заполнения отверстия производится подварка с другой стороны.

Существует и  применяется способ заварки неразделанных трещин поперечными швами. Поперечный сварочный шов, остывая, стягивает трещину так плотно, что трещина становится водонепроницаемой при давлении воды до 2943-10² Па.

Для сварки и  наплавки применяют холоднотянутую проволоку следующих диаметров; 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 1,8; 2,0; 2,5; 3; 4; v 6; 8; 10; 12 мм.

При восстановлении деталей дорожных машин чаще всего  применяют электроды диаметром от 1,2 до 5,0 мм.

Для обеспечения  требуемых механических свойств  сварного соединения необходимо поменять соответствующие марки электродов. Для получения металла средней твердости для наплавочных работ применяют марки электродов, приведенные в табл. 3.

Таблица 3

Электроды для наплавочных  работ с получением металла средней  твердости

Режим сварки — это комплексное понятие, включающее в себя несколько факторов, среди которых главными являются сила тока и скорость сварки. Сила тока зависит от диаметра электрода:

I=kd,

где / — сила тока, А; к = 35...55 А/мм; d — диаметр электрода, мм. Зависимость силы тока от диаметра электрода приведена ниже.

Диаметр, мм.....    1,5          2,0         2,5              3,0           4,0

Сила тока, А..... 50...75    70... 100 90... 120   100... 160 170...220

Диаметр, мм.....      5,0           6,0           7,0          8,0            —

Сила тока, А..... 210...300 220...330 250...380 300.:.450      ---

Диаметр электрода  выбирают в зависимости от толщины  свариваемого металла на основании следующей взаимозависимости.

Толщина, мм ..... 0,5...1,0 1,0...2,0 2,0...5,0 5,0...10,0 более 10

Диаметр, мм ...... 1,0... 1,5  1,5...2,5 2,5...4,0 4,0...6,0   5,0...8,0

При заварке  отверстий малого диаметра на массивных  деталях для обеспечения требуемого провара рекомендуется выбирать силу тока на 10... 15% больше, чем указано выше.

Автоматическая  наплавка деталей  под флюсом. Автоматической наплавкой называют сварочный процесс, при котором подача электродной проволоки, перемещение сварочной дуги вдоль шва, подача защищающих и легирующих материалов в зону дуги механизированы. Основными преимуществами автоматической наплавки по сравнению с ручной сваркой являются: надежность получения высокого качества, стабильность технологического процесса, повышение производительности труда, невысокая квалификационная требовательность к специалистам и рабочим.

Для каждого  способа наплавки применяются определенные режимы сварки, марки проволоки и другие наплавочные материалы.

Процесс сварки под флюсом был разработал академиком Е.О.Патоном в годы Великой Отечественной  войны применительно к сварке броневой стали танков. Затем его ученики в Институте электросварки АН УССР имени Е.О.Патона разработали процесс наплавки под флюсом электродной проволокой различных деталей машин.

Процесс наплавки происходит при горении дуги между  электродной проволокой и деталью под слоем сыпучего флюса, покрывающего зону дуги и расплавленного металла. В процессе наплавки дуга расплавляет ближайшие частицы флюса и горит внутри полости из эластичной оболочки из расплавленного флюса, которая защищает зону дуги и расплавленного металла от попадания воздуха и пропускает выделяющиеся газы.

При автоматической наплавке под флюсом электрическая  дуга горит между деталью 5 и электродной проволокой 4 (рис. 2). К дуге непрерывно подается электродная проволока и флюс. Проволока оплавляется и непрерывно стекает в жидкую ванну расплавленного металла, над которым находится слой расплавленного флюса в виде эластичной оболочки, надежно изолирующей плавильное пространство от окружающего воздуха, обеспечивая получение наплавленного металла без пор. Через расплавленный флюс происходит легирование наплавленного металла. При увеличении давления внутри флюсового пузыря оболочка не мешает образующимся газам прорываться наружу.