92234

Пластическое деформирование

Доклад

Производство и промышленные технологии

Объем металла детали остается постоянным но металл перемещается с ее нерабочих участков на участки подверженные изнашиванию. 700 С Стальные детали с твердостью не более HRC 25.30 а также детали из цветных сплавов могут подвергаться деформированию в холодном состоянии без предварительной термообработки.

Русский

2015-07-28

179.05 KB

11 чел.

Пластическое деформирование

Общие сведения Восстановление деталей способом пластического деформирования основано на свойстве металла детали изменять ее форму и размеры без разрушения в результате пластической деформации, развивающейся вследствие приложения внешней нагрузки. Объем металла детали остается постоянным, но металл перемещается с ее нерабочих участков на участки, подверженные изнашиванию. Деталь деформируют до получения на изношенных участках номинальных размеров с учетом припусков на механическую обработку,

Способность металлов к пластической деформации зависит от их пластических свойств, которые, в свою очередь, зависят от химического состава, структуры, температуры нагрева и скорости деформации, Чистые металлы имеют наибольшую пластичность, которая снижается с введением в их состав легирующих элементов.

Деформация сталей при комнатной температуре приводит к их упрочнению (наклепу): зерна металла вытягиваются в направлении деформации, и кристаллографические решетки искажаются, Твердость и прочность увеличиваются, а относительное удлинение и ударная вязкость уменьшаются, С увеличением деформации упрочнение растет. Дальнейшая деформация затрудняется, и в момент, когда она становится совсем невозможной, наступает разрушение металла,

При нагреве повышается пластичность металла, снижается сопротивление деформированию, процесс которого не сопровождается его разрушением. Деформирование деталей из углеродистых сталей рекомендуется проводить при температуре 1250…800 °С, из легированных сталей—1150…850 и из бронзы—850... 700 °С

Стальные детали с твердостью не более HRC 25...30, а также детали из цветных сплавов могут подвергаться деформированию в холодном состоянии без предварительной термообработки.

Правку применяют при потере деталями своей первоначальной формы вследствие деформаций изгиба, и коробления. Правят коленчатые и распределительные валы, шатуны, балки мостов, детали рам и др. Правку выполняют статическим нагружением и наклепом.

При правке статическим нагружением (в холодном или нагретом состоянии) с помощью пресса или различных приспособлений к детали прикладывают нагрузку или крутящий момент, совпадающий по направлению с направлением требуемой деформации.

Большинство изделий правят под прессом в холодном состоянии. Чтобы получить требуемую остаточную деформацию детали, необходимо приложить к ней усилие, создающее ее полную деформацию, в 10..15 раз превышающую остаточную. Усилие для правки валов рассчитывают по формуле:

где f — стрела прогиба вала при правке, мм (f—10δ; δ —деформация вала до правки, мм); Е — модуль упругости, Н/мм2; I — осевой момент инерции, мм4; l — длина вала, мм; а и b — расстояния от точки приложения усилия до опор, мм,

Нагрузку прикладывают к детали несколько раз в течение 1,5...2 мин для повышения точности деформации.

При холодной правке в деталях возникают внутренние напряжения, которые при работе восстановленных постепенно снижаются, что приводит к их деформациям и изменению геометрической формы. Например, под действием внутренних напряжений непараллельность осей шатунов может в 7...8 раз превышать допустимое значение. Холодная правка также способствует снижению усталостной прочности на 15,..20%.

Для повышения стабильности геометрической формы и увеличения усталостной прочности деталь подвергают термической обработке после холодной правки. Ее нагревают до температуры 400...500 °С и выдерживают 0,5..1 ч. Однако это допустимо лишь для деталей (шатуны, балки передних мостов автомобилей и др.), термообработка которых при изготовлении проводилась при температуре не ниже 450.,.500 °С, Детали, подвергнутые при изготовлении закалке ТВЧ. (коленчатые и распределительные валы и др.), до температуры 450...500°С нагревать нельзя, так как при этом ухудшаются физико-механические свойства рабочих, поверхностей. Их рекомендуется на-

Осадка применяется для уменьшения внутреннего и увеличения наружного диаметра полых и сплошных деталей. Площадь поперечного сечения детали увеличивается, а высота (длина) уменьшается. Направление действующей силы Р не совпадает с направлением деформации детали (рис. 2.2, а). Требуемое удельное давление

где σт-—предел текучести материала детали, МПа; d и h — диаметр и длина детали, мм.

Осадку выполняют нанесением сильных ударов кувалдой или верхним бойком пневматического ковочного молота по детали, установленной на наковальне или нижнем бойке молота перпендикулярно к их рабочим поверхностям.

Вытяжку и растяжку используют для увеличения длины деталей (тяг, штанг, шатунов, рычагов и др.) за счет уменьшения ее поперечного сечения. При вытяжке направление деформирующей силы Р (рис. 2.2, б) не совпадает с направлением деформации, а при растяжке — совпадает.

Рабочие органы почвообрабатывающих машин (лемеха, культиваторные лапы и др.) восстанавливают оттяжкой.

Раздача применяется для увеличения наружных размеров полых деталей за счет увеличения их внутренних размеров. Она характеризуется совпадением направления деформирующей силы Р (рис. 2.2, в) с направлением деформации б. После нее наружный диаметр детали должен быть равен номинальному диаметру с учетом припуска на механическую обработку.

где R и г — наружный и внутренний радиусы восстанавливаемой детали, мм.

Рис. 2.2. Схемы восстановления деталей пластическим деформированием:

а—осадка; б —вытяжка; в —раздача; г — обжатие; д — вдавливание; е — накатка

Обжатие применяют для уменьшения внутренних размеров полых деталей за счет уменьшения наружных. Направление действующей силы Р (рис, 22, г) совпадает с направлением требуемой деформации 6.

Обжатием восстанавливают втулки из цветных металлов, отверстия в проушинах рулевых сошек, рычагах поворотных цапф, зубчатые муфты с изношенными внутренними зубьями, звенья гусениц с изношенными проушинами под пальцы и др. Такое (восстановление проводят под прессом в специальном приспособлении в холодном состоянии или при нагреве деталей.

Вдавливание объединяет в себе одновременно осадку и раздачу, так как деформирующая сила Р (рис. 2.2, д) направлена под углом к направлению деформации б. Длина детали не изменяется.

Вдавливанием ремонтируют изношенные боковые поверхности шлицев, шаровых пальцев зубьев шестерен, нагревая их в специальных штампах или используя ролики, клинья и др.

Накатка применяется для увеличения наружного или уменьшения внутреннего диаметра деталей вытеснением металла отдельных участков рабочих поверхностей. Направление деформирующей силы Р (рис, 2,2, е) противоположно требуемой деформаций δ.

Деталь устанавливают в патроне или центрах токарно-винторезного станка, а оправку с зубчатым роликом — на суппорте станка вместо резца. Восстанавливают детали с твердостью не более НRС 25...30. При большей твердости их необходимо отпустить. Наиболее часто накатывают роликом с шагом зубьев 1,5...1,8 мм. Накатку деталей из среднеуглеродистых сталей ведут при скорости 10... 15 м/мин, продольной подаче 0,4.,, 0,6 мм/об, угле заострения зуба инструмента 60...70°С и охлаждении машинным маслом.

Высаживающую и сглаживающую пластины изготовляют из сплава Т15К6. Ток подводится к детали через медное кольцо, установленное на патроне станка, и меднотрафитовые щетки, питание — от переоборудованных сварочных трансформаторов ТС-300 с установкой одного дополнительного витка и подключением трансформатора на напряжение 220 В. Давление на инструмент при высадке закаленных деталей 900...1200 Н и сглаживании--300..,400, для незакаленных деталей — соответственно 600...800 и 300V..400 Н.

При высадке и сглаживании соответственно скорость вращения детали 1,5...8 и 5...8 м/мин, подача 1...2 и 0,3..Л,5 мм/об, число проходов 2,..4 и 1...2, сила тока 400…500 и 250… 400 А.

Электромеханическим способом восстанавливают посадочные места подшипников на валах с износом до 0,15 мм. При большем износе винтовые канавки на поверхности детали заполняют эпоксидной композицией, что компенсирует уменьшающуюся площадь контакта посадочного места с кольцом подшипника.

Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием необходимо при их восстановлении, так как часто снижаются усталостная прочность и износостойкость.

Сущность способа состоит в том, что под давлением деформирующего элемента микронеровности поверхности детали пластически деформируются (сминаются), заполняя впадины микропрофиля обрабатываемой поверхности. Исходная высота микронеровностей RИCX (рис. 2.4) уменьшается, металл выступов перемещается в обоих направлениях от места контакта с деформирующим элементом, образуется поверхность с новым микропрофилем и высотой неровностей R. Исходный диаметр детали уменьшается.

При поверхностном пластическом деформировании повышается твердость поверхностного слоя и в нем создаются благоприятные сжимающие напряжения. Усталостная прочность деталей увеличивается на 30...70%, а износостойкость—в 1,5... 2 раза, возможно получение поверхности с низкой шероховатостью (Ra = 0,04 мкм).

К наиболее распространенным способам упрочнения деталей относятся: обкатка рабочих поверхностей деталей шариками и роликами, алмазное выглаживание, дробеструйная обработка и чеканка.

Обкатку (раскатку) шариками и роликами выполняют с помощью специальных приспособлений (накаток или раскаток) на токарно-винторезных или других металлорежущих станках. Особенность процесса обкатки шариками заключается в их самоустанавливаемости относительно обрабатываемой поверхности, что обеспечивает лучшие условия пластического деформирования металла, позволяет работать с меньшим давлением и получать более низкую шероховатость поверхности. Недостаток шариковых накаток и раскаток по сравнению с роликовыми — низкая производительность. Однако роликовые инструменты допускают проскальзывание ролика по поверхности обрабатываемой детали, что вызывает дополнительный расход энергии, перенаклеп и ухудшение шероховатости поверхности.

Шероховатость поверхности, степень упрочнения, твердость поверхности и производительность обработки накатками и раскатками зависят от режима обработки: усилия и скорости обкатывания (раскатывания), продольной подачи, припуска, числа проходов и др.

Усилие обкатывания (раскатывания) зависит от твердости, пластичности и структуры металла, шероховатости поверхности, конструктивных особенностей детали и инструмента. Слишком малое давление, не обеспечивает полного смятия выступов микронеровностей поверхности. Для получения поверхности с требуемыми свойствами необходимо увеличивать число проходов, что снижает производительность обработки. Слишком большое давление приводит к перенапряжению и разрушению поверхности, деформации детали и снижению срока службы инструмента.

Наиболее точно усилие обкатывания Р (раскатывания) можно определить опытным путем или же по формулам:

при обработке шариками

где d — диаметр ролика или шарика, мм; q — наибольшее значение удельного давления, Н/мм2; Е — модуль упругости обрабатываемого материала, Н/мм2; D — диаметр обрабатываемой детали, мм; b — длина контакта ролика с деталью, мм.

Дробеструйная обработка служит для упрочнения рессор, пружин, валов, зубчатых колес и сварных швов. Усталостная прочность обработанных деталей повышается на 20... 60% и твердость —до 40%,

Дробеструйный наклеп заключается в пластическом деформировании поверхности детали потоком дроби, летящей со скоростью 30...90 м/с. На поверхности создается наклепанный слой глубиной 0,5,..0,7 мм. По способу сообщения дроби кинетической энергии различают пневматические (дробеструйная обработка) и механические (дробеметная обработка) установки. В первых энергия сообщается дроби струей сжатого воздуха под давлением 0,5...0,6 МПа во воторых - вращающимся ротором.

Размер и материал дроби выбирают в зависимости от размеров обрабатываемой детали и шероховатости поверхности после обработки. Стальные детали обрабатывают дробью, изготовленной из отбеленного чугуна или из стальной пружинной проволоки, цветные сплавы — алюминиевой или стальной дробью.

Чеканку выполняют наклепом поверхностей деталей (галтелей коленчатых валов, зубчатых колес и сварных швов) ударами специальных бойков. В поверхностном слое создаются высокие напряжения сжатия. Твердость возрастает на 30...50%.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21869. Качество и эффективность управленческих решений 54 KB
  Качество и эффективность управленческих решений.1 – Понятие управленческого решения и управленческого действия В теории принятия решений выделяют понятия управленческие решения и управленческие действия.2 Качественная оценка эффективности управленческого решения В состав качественных показателей эффективности разработки управленческих решений могут быть включены: своевременность представления проекта решения степень научной обоснованности решений использование научных методов разработки современных подходов ...
21870. Контроль реализации управленческих решений 72 KB
  Понятие содержание цель и функции контроля; 11. Виды контроля и их классификация; 11. Основные принципы и критерии организации контроля; 11. Основные принципы и критерии организации контроля.
21871. Управленческие решения и ответственность 53 KB
  Управленческие решения и ответственность. Ответственность руководителя как элемент процесса принятия и реализации решения; 12. – Ответственности и ее формы в зависимости от сферы деятельности Ответственность категория этики и права выражает особое социальное и моральноправовое отношение личности к обществу. В зависимости от сфер жизнедеятельности людей ответственность имеет ряд форм.
21872. Функции решения в методологии и организации процесса управления 253 KB
  Функции решения в методологии и организации процесса управления.1 Функции решения в методологии и организации процесса управления; 1.2 Понятие управленческого решения и сферы его применения; 1.
21873. Типология управленческих решений 155.5 KB
  Классификация управленческих решений Для разработки и принятия адекватного рассматриваемой проблеме управленческого решения эта работа должна строиться на основе научной классификации управленческих решений. Наиболее широко распространена их классификация по следующим основаниям: сфера деятельности; сроки действия; цели; вид лица принимающего решение ЛПР; уникальность управленческого решения; полнота исходной информации; степень обоснованности решения; ранг управления; масштабность решения; объект...
21874. Условия и факторы качества управленческих решений 47 KB
  Условия и факторы качества управленческих решений. Свойства качественных решений 3. Условия и факторы качества решений 3. Существует показатель косвенно оценивающий качество принятых управленческих решений через количество выполненных решений: Кк = Рв Рн Рп 100 где Кк коэффициент качества управленческих решений; Рп количество принятых управленческих решений; Рв количество выполненных управленческих решений; Рн количество выполненных некачественных решений.
21875. Модели и методология разработки управленческого решения 143.5 KB
  Модель менее сложна чем моделируемый объект и позволяет руководителю лучше разобраться в конкретной ситуации и принять правильное решение. В этой модели основное внимание уделяется роли ожиданий и системы ценностей членов организации их представлениям о ситуации взаимодействию между членами организации.Качество индуктивной модели определяется тем насколько с одной стороны удается упростить описание ситуации принятия решения а с другой насколько верно удается отразить основные свойства моделируемой ситуации. Здесь путь создания...
21876. Гражданский иск как способ восстановления нарушенных прав 339.5 KB
  Объектом работы являются правоотношения, возникающие между государством в лице органов и должностных лиц, осуществляющих производство по уголовному делу и гражданином, в связи с реализацией им права на восстановление нарушенных прав, в том числе и входящего в его структуру права на возмещение имущественного вреда и устранение последствий морального вреда.
21877. Роль автоматизации в процессе производства нефтяного кокса 405.5 KB
  Целью данной курсовой работы является изучение роли автоматизации в процессе производства нефтяного кокса. Актуальность избранной темы вызвана тем, что внедрение специальных автоматических устройств приводит к увеличению количества продукции и улучшению его качества, росту производительности труда, снижению себестоимости продукции, улучшению условий работы, удлинению сроков эксплуатации оборудования и т. д.