3339

Оброблення деталей методом пластичного деформування

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Оброблення деталей методом пластичного деформування. Обладнання, Інструмент. Токарно-гвинторізний верстат, набір накаток: кулькова жорстка, роликова жорстка і пружна, роликова для відновлення пружин, при стрій для кріплення пружин, твердомір Т...

Украинкский

2012-10-29

313.5 KB

47 чел.

Оброблення деталей методом пластичного деформування.

Обладнання, Інструмент. Токарно-гвинторізний верстат, набір накаток: кулькова жорстка, роликова жорстка і пружна, роликова для відновлення пружин,  при стрій для кріплення пружин, твердомір ТШ-2, мікрометр ЛІК. 50-2, набір еталонів шорсткості, пристрій для вимірювання пружності пружин.

Надійність і довговічність роботи машин значною мірою залежить від якості поверхні деталі. При ремонті деталей широко застосовують методи чистової обробки металів пластичним деформуванням: накатування роликами і кульками, наклеп центробіжними зміцнювачами, дробоструминний наклеп, дернування отворів, алмазне вигладжування. На відміну від термічного, хіміко-термічного, хімічного, електрохімічного та інших методів зміцнення методи механічного поверхневого зміцнення відрізняються простотою і доступністю для ремонтних підприємств, забезпечують високу точність і чистоту поверхні.

Суть процесу зміцнювального накатування (рис.1) полягає у зминанні виступів мікро нерівностей і заповнення впадин за рахунок тиску і переміщень одного або кількох кульок чи роликів по оброблювальній поверхні. В результаті накатування змінюється мікроструктура,фізико-механічні властивості верхнього прошарку металу підвищуються його твердість і міцність, збільшується стійкість проти спрацювання, шорсткість поверхні  R= 0,040 мкм, діаметр оброблювальної деталі зменшується на величину залишкових деформацій.

    Застосування. Методом зміцнювального накатування можна обробляти деталі, виготовлені або відновлені з матеріалів, що деформуються без руйнування, у холодному стані: вуглецевих і легованих сталей, чавуну, кольорових металів і сплавів, композиційних матеріалів.

При ремонті меліоративних і будівельник машин цим методом обробляють циліндри автотракторних двигунів, отвори в корпусних деталях, втулки верхньої головки шатунів, фаски клапанів і клапанних гнізд, відновлюють пружні властивості пружин, зміцнюють галтелі шатунних і корінних шийок колінчастих валів, оброблюють зовнішні і внутрішні поверхні інших деталей.

Для зміцнювальної обробки деталей накаткою використовуюсь металорізальні верстати загального призначення: токарні, розточувальні, свердлильні, стругальні, фрезерні тощо. Як робочий інструмент використовують спеціальні накатки, деформуючими елементами яких є кульки і ролики, що випускаються промисловістю або спеціально виготовлені. Для підвищення стійкості проти спрацювання на робочі поверхні роликів і кульок наносять тверді сплави. Шорсткість поверхні робочих тіл повинна бути меншою за необхідну. Кулька відносно поверхні само встановлюється у будь-якому положенні: Цим вона забезпечує кращі умови пластичного деформування металу дає змогу працювати з меншим тиском і отримувати меншу шорсткість поверхні. Особливістю роликових накаток є те, що ролики мають стабільну вісь обертання і в процесі накатування можуть ковзати ш; поверхні деталі. Це знижує якість поверхні, сприяючи пере наклепу порушенню поверхневого прошарку, погіршенню шорсткості і приз водить до додаткових витрат енергії. Зменшення поверхні контакт і зусиль, діючих на ролики, досягають розміщенням роликів під кутом до осі оброблюваних поверхонь.

За способом передачі зусилля на деталь розрізняють накатки жорстким і пружним контактами між інструментом і оброблюваною поверхнею. Жорсткі накатки прості у виготовленні, але вони не забезпечують рівномірного зміцнення оброблюваної поверхні деталі

Пружна накатка забезпечує кращу якість оброблюваної поверхи деталі, демпфування динамічних навантажень накатування   і можливість точно регулювати зусилля тиску інструменту на деталь

Конструкцію кулькової жорсткої накатки для обробки деталей типу валів наведено на рис.2. Вона складається з двох кулькових підшипників 2, розміщених на осях 7, які закріплені в корпусі 1. Кулька 6 діаметром 15—17 мм опирається на підшипник і утримується від випадання сепаратором 5. До корпуса приварена державка 8 для закріплення накатки в різцетримачі супорта токарного верстата.

              Рис.3. Розкатка   роликова:

1-ролик, 2-корпус, 3-стержень з конусом,

4-шарикопідшипники упорні, 5-гайки,

6-гвинт регулювальний,7-кільце, 8-упорне

кільце, 9,11-штифти, 10-гвинт.

Роликову розкатку для обробки втулки шатуна під поршневий палець наведено на рис.3. П'ять роликів вставлені у вікна корпуса 2, опираються на конусовий стержень 3, який встановлюється на двох упорних шарикопідшипниках 4 в корпусі. На корпусі розміщена внутрішня різьба для регулювального гвинта 6, за допомогою якого здійснюється розсунення або зближення роликів на потрібний розмір оброблюваного отвору. Припуск під розкочування 0,07-0,06 мм. Обробку виконують на токарному верстаті. При обробці отвору головки шатуна під втулку розкочуванням міцність спряження збільшується на 70-80.%, при обробці бронзової втулки твердість збільшується на 20 %, а строк служби - у два рази.


Рис. 4. Накатки для відновлення спряження гніздо - клапан:

 

а – накатка  для  гнізд клапанів:  1-  корпус з хвостиком; 2- контргайка; 3 гайка; 4 - сепаратор;

5 - ролик; 6 - напрямний стержень; б  - накатка для фасок клапанів:                   1 - притискне кільце;            2 - сепаратор; 3 - ролик;    4-опорний конус;5-корпус                        6 - пружина;  7 - напрямна втулка; 8- основа.

Конічні накатки з циліндричними роликами для зміцнювальної обробки робочих фасок клапанів і клапанних гнізд наведено на рис. 34. Накатку фасок здійснюють на вертикально-свердлильних верстатах під тиском 300-500 МПа, роликами діаметром  5-8  мм за 5-10 проходів. Після обробки фасок клапанів і гнізд їх шорсткість досягає значень R= 0,16- 0,32 мкм, при цьому немає потреби в притиранні клапанів до гнізд.

Для гільз циліндрів зміцнювальну обробку накатуванням проводять одночасно з розточуванням на вертикально-розточувальних верстатах накаткою (рис. 5). 

Рис. 5. Розкатка для одночасного розточування і розкачування циліндрів:

1-корпус; 2-вушко; 3-палець; 4- планка; 5- кулька; 6- гвинт; 7-пружина; 8-різець;

9- пази виступів;  10-спусковий важіль; 11-конус; 12-упорна кулька; 13-штовхач;

14- скоба; 15- вкладиш; 16- скіс; 17- регулювальний гвинт; 18- шайба; 19- виступ планки;20-сепаратор;21-підшипник;22- вісь; 23-гвинт; 24- паз важеля; 25- пружина;  26 -стопорна кулька; 27- отвір під різець; 28- гвинт; 29- кожух

Верхня частина накатки 1 призначена для з'єднання з шпинделем розточувального верстата, нижній конус 11-для центрування з гільзою або блоком. До верхніх вушок 2 корпуса пальцями 3 шарнірно приєднані планки 4 для кріплення кульок 5. Опорні підшипники 21 осями 22 закріплені у виступах 19 планок. Вони є опорами кульок. Кульки утримує від випадання і захищає від потрапляння стружки під час роботи різця 8 сепаратор 20. Різець кріпиться до корпуса гвинтом 28 і регулюється гвинтом 23.Скоси 16 нижніх кінців планок переміщуються по напрямних вкладишів 15 скоби 14, стискають або розтискають планки. У стиснутому стані планок головка вільно входить у гільзу, при розтиснутому здійснюється робочий хід розкатки. Пружина 7 за допомогою регулювальних гвинтів 17 забезпечує необхідне зусилля. Після закінчення робочого ходу в момент виходу розкатки з гільзи автоматично стискаються планки за рахунок механізму виключення, який складається із скоби 14 і штовхача 13 з кулькою 12 на  кінці. Циліндр штовхача 13 впирається в упор на столі верстата і штовхає вгору скобу, яка і зводить планку. У крайньому верхньому положенні скоба утримується стопорною кулькою 26, яка під тиском пружини 25 заходить у паз 24 важеля.

Для виведення із стисненого стану важелем 10 виштовхують кульку 26 з паза, і скоба з штовхачем займає вхідне положення.

Суміщення розточування з накатуванням підвищує продуктивність праці при відновленні гільз за рахунок вилучення з технології відновлення гільзи хонінгування.

Роликову накатку для відновлення пружних властивостей пружин і наведено на рис.6. Ролик 1 установлюється на осі 2, яка закріплена у вушці стержня 3. Передній кінець стержня переміщується в напрямній опорі 4. За допомогою паза і установчого гвинта 5 ролик центрується відносно витків пружини 11 і не прокручується. Задній кінець стержня опирається на натискний гвинт 6, з'єднаний з опорою 7. Гвинт через пружину 8 передає зусилля на стержень і забезпечує необхідний тиск у зоні контакту ролика з пружиною. Передня і задня опори приварені до планки 9 для закріплення накатки у різцетримачі верстата.

   Для накатування пружину встановлюють на оправу 10, закріплюють від переміщень штифтами 12 і разом з оправою закріплюють на токарному верстаті.

Рис. 6. Накатка для відновлення пружин: 1 ролик; 2- вісь; 3- стержень; 4- опора напрямна; 5- гвинт установчий; 6- гвинт натискний; 7- опора; 8- пружина; 9- планка; 10-  оправка; 11- пружина відновлювальна; 12- штифт

Проектування технологічного процесу. Якість поверхневого шару, шорсткість і ступінь зміцнення, твердість і стійкість проти спрацювання при обробці кульковими і роликовими накатками залежить від зусилля накатування, поздовжньої подачі, кількості проходів, швидкості накатування, припуску і шорсткості  поверхні до накатування і фізико-механічних властивостей деталі.

Під зусиллям накатування розуміють нормальну силу тиску кульок або роликів,  що діє на оброблювану поверхню. Нормальна сила повинна бути мінімальною, що забезпечує потрібні точність і шорсткість. Великі зусилля призводять до перенапруження і руйнування поверхн

Зусилля накатування знаходиться в межах від 500 до 1200 Н. Менші значення приймають для матеріалів з низькою твердістю і накатуванням з меншою площиною контакту. На практиці часто зусилля накатування, особливо для жорстких накаток, створюють натягом.

Для сталі 45 і 30 оптимальний натяг знаходиться в межах 0,10-0,20  мм, для чавуну СЧ 18-36  - від 0,10 до 0,15  мм.

Подача впливає на властивості поверхневого шару, визначає продуктивність обробки, залежить значною мірою від початкової і кінцевої шорсткості та розмірів кульки, ролика. Для кульки вона становить 0,05-0,2 мм/об. Менші значення приймають для меншої шорсткості. Для роликів - від 0,3 до 0,9 мм/об.

Припуск на накатування зазначають залежно від шорсткості попередньо обробленої поверхні, яка для незагартованих сталей, кольорових металів і сплавів повинна бути не вищою R = 2,5-5,0 мкм, при обробці загартованих сталей - не вищою R = 0,75-1,3 мкм. Зменшення діаметра для отримання шорсткості R = 0,08-0,032 мкм при вхідному її значенні 1,6-2,5 мкм досягає 0,01-0,03  мм.

Орієнтовно припуск зазначають як такий, що дорівнює висоті мікро нерівностей, оскільки при деформації нерівності згладжуються приблизно на половину їх висоти.

Кількість проходів мінімальна за умови забезпечення необхідної шорсткості. При правильному виборі зусилля накатування і подачі можна забезпечити потрібну шорсткість за один прохід. Обробку деталей з недостатньою шорсткістю з малими тисками, низькою якістю поверхні здійснюють за 2-3 проходи. Подальше збільшення кількості проходів призводить до руйнування наклепаного прошарку поверхні деталі.

Від швидкості накатування залежить температура в місці контакту інструменту з деталлю, що практично не впливає на шорсткість. Із збільшенням швидкості накатування зростає тепловиділення знижується довговічність інструменту, підвищується продуктивність. Швидкість накатування – 50-300 м/хв, зазначається максимально, можливою при допустимій температурі на поверхні контакту інструменту з деталлю.

Процес накатування рекомендується здійснювати з використанням охолоджувально-мастильних рідин (індустріальні масла та їх суміші з гасом).

  Машинний час накатування визначають за формулою

                                             Т,

де L- розрахункова довжина накатування L=L+2-4  мм, L- конструктивна довжина оброблюваної поверхні; i - кількість проходів; n - кількість обертів деталі

n = 318  хв   - швидкість накатування, м/хв; d - діаметр оброблюваної поверхні,  мм;  S - подача,  мм/об.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11704. Исследование работы рефрактометра ИРФ - 22 330.5 KB
  Лабораторная работа № 3 Исследование работы рефрактометра ИРФ 22 1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучение принципа работы на рефрактометре ИРФ 22. 2. ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ: Рефрактометр ИРФ 22; Дистиллированная вода. Этанол. Четыре контрольные пробы раствора с разл
11705. Создание диаграммы вариантов использования в среде проектирования Rational Rose 498.5 KB
  Лабораторная работа №1 Создание диаграммы вариантов использования в среде проектирования Rational Rose 1 Общие сведения о Rational Rose Компания Rational Software является лидирующей в области создания методологий и программных решений ориентированных на программистов анали...
11706. Защита сетевых ресурсов с помощью разрешений NTFS 16.52 KB
  Лабораторная работа № 6. Защита сетевых ресурсов с помощью разрешений NTFS. Цели: назначить учетным записями группам разрешения доступа к папке и файлу; предоставить пользователям возможность изменятьразрешения доступа к файлам и папкам; предоставить пользователям воз...
11707. Настройка и администрирование сетевых принтеров 27.5 KB
  Лабораторная работа № 7. Настройка и администрирование сетевых принтеров Цель работы: узнать об установке и администрировании сетевых принтеров научиться управлять принтерами и документами а также разрешать распространенные проблемы печати. Выполнил: Слепцов И.
11708. Аудит ресурсов и событий 25.5 KB
  Лабораторная работа №8. Аудит ресурсов и событий. Цели работы: научиться планировать политику аудита настроить аудит для файлов и папок настроить аудит для принтеров просматривать журнал находить события в журнале заархивировать журнал безопасности конфигуриров
11709. Мониторинг ресурсов 16.19 KB
  Лабораторная работа №9. Мониторинг ресурсов. Цели работы: оптимизировать производительность дисков с помощью утилиты Check Disk оснастки Disk Defragmenter сжатия данных и дисковых квот; определить какие из папок на Вашем компьютере являются общими; контролировать общие папки;...
11710. Архивация и восстановление данных 24.25 KB
  Лабораторная работа № 10. Архивация и восстановление данных Цели :научится архивировать данные на компьютере и по сети; Научится создать расписание архивации; Научится настроить варианты архивации в Backup Wizard Мастер архивации; Научится восстанавливать данные. Ход ра
11711. Установка и настройка сетевых служб 27.5 KB
  Лабораторная работа № 11. Установка и настройка сетевых служб. Цели работы: получение практических навыков по установке и настройке служб DHCP и DNS в сетевой среде Windows. Выполнил: Слепцов И. А. Группа: 103ПО. Дата: 12.12.12. Проверил: Антипенков А. В. Ход работы Устано...
11712. Установка и конфигурирование Terminal Services и Terminal Services Licensing 27 KB
  Лабораторная работа № 12. Установка и конфигурирование Terminal Services и Terminal Services Licensing. Цели работы: установить службы Windows 2000 Terminal Services и выполнить их удаленную настройку установить службы лицензирования и открыть сеанс связи с терминальными службами. Выполнил: Слепцов...