761

Таблица 7.3

Рекомендуемые режимы шлифования наплавленных деталей

Зависимость шероховатости обработанной поверхности от подачи, радиуса при вершине резца определяется для мягких покрытий:

для твердых покрытий:

Rz =

Шлифование электролитического железа абразивным инструментом рекомендуется проводить кругами Э9А2025МЗК5 на режимах: скорость круга 30 м/с, скорость изделия при шлифовании мягких покрытий 46 м/мин, при шлифовании твердых покрытий 25 м/мин, продольная подача 3 мм/об; глубина шлифования 0,03 мм.

Круги из синтетических алмазов не пригодны для обработки покрытий, имеющих твердость менее 4000 н/мм2, из-за интенсивного засаливания и появления ожогов на обработан-

161

ной поверхности. Целесообразно применение кругов из синтетических алмазов марки АСР25К5-50% при обработке твердых покрытий. Режимы обработки: скорость круга 20 м/с, скорость изделия 24,5 м/мин, подача 1 мм/об, глубина шлифования 0,02 мм/ход.

Для обработки посадочных поверхностей диаметром 90–150 мм, восстановленных местным осталиванием (железнением), может быть рекомендована двухрезцовая расточная головка (рисунок 7.1). Резцы (рисунок 7.2) армированы твердым сплавом Т30К4, размеры позволяют настраивать один резец для чернового прохода (для снятия дендритов, эллипсности и конусности), другой – для чистого точения.

Рисунок 7.1 – Двухрезцовая головка для расточки посадочных мест

162

Шлифование является практически единственным способом механической обработки хромированных покрытий. Особенности физико-механических свойств и структуры хромированных покрытий предполагают особые требования к их механической обработке. Несоблюдение режимов шлифования ведет к отслаиванию покрытий, образованию трещин и прожогов. Для шлифования деталей, восстановленных хромированием, применяются абразивные круги из электрокорунда, нормального или белого на керамической связке К5, зернистостью 20–40, твердостью СМ1–С1, структуры 5–12. Режимы шлифования: окружная скорость круга 25–35 м/с, скорость изделия 0,2–0,3 м/с, поперечная подача 0,005– 0,015 м/дв. ход, продольная подача 2–10 мм/об, количество СОЖ – 5–20 л/мин. После шлифования наружные цилиндрические поверхности обрабатывают (полируют) абразивными и алмазными бесконечными лентами с помощью специального приспособления.

Рисунок 7.2 – Резцы обработки внутренних поверхностей

Для уменьшения шероховатости и повышения усталостной прочности и долговечности восстановленных и об-

163

работанных поверхностей рекомендуется применение отде- лочно-упрочняющей операции – выглаживания. В качестве рабочего инструмента используется гладилка с пластиной цилиндрической формы из твердого сплава Т30К4. Усилие выглаживания зависит от твердости выглаживаемого покрытия и выбирается в пределах 300–500 Н при радиусе гладилки 4,4–4,9 мм. С изменением режима выглаживания меняется процесс на отделочный или упрочняющий.

Контрольные вопросы и задания к главе 7

1. В чем особенности механической обработки покрытий, полученных наплавкой и железнением? 2. Какие режущие инструменты применяются при обработке наплавленных покрытиях? 3. В чем особенности и какой инструмент применяется при точении электролитического железа? 4. Какой инструмент применяется при шлифовании электролитического железа? 5. Какие режущие инструментальные материалы применяются при механической обработке наплавленных покрытий?

164

8. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Многообразие способов восстановления изношенных деталей позволяет устранять одинаковые дефекты различными способами, что влияет на стоимость восстановления и качество получаемых покрытий.

При выборе способа восстановления следует учитывать ряд факторов, обеспечивающих максимальный ресурс восстановленной детали, минимальную стоимость восстановления, конструктивные особенности и размеры детали, характер и величину износа, материал и вид термической обработки детали, возможный диапазон толщины наносимого покрытия, производительность процесса, трудоемкость и энергоемкость восстановления, наличие оборудования, ущерб, наносимый окружающей среде. Таким образом, вопрос о выборе рационального способа восстановления деталей должен рассматриваться с учетом технологических, организационных, экономических и экологических показателей.

Выбор рационального способа восстановления может осуществляться в следующем порядке. Вначале рассматриваются все способы восстановления конкретной детали с учетом вышеуказанных показателей, отбрасываются явно несоответствующие. Подобрав способы, применимые для восстановления данной детали, устанавливаем, какой из способов обеспечивает наибольшую долговечность детали. Долговечность численно выражается коэффициентом долговечности и определяется для каждого способа восстановления и каждой конкретной детали или группы деталей. По критерию долговечности определяется способ восстановления, обеспечивающий наибольший ресурс восстановленной детали. Примерные коэффициенты долговечности деталей при некоторых способах восстановления приведены в таблице 8.1.

165

Таблица 8.1

Примерные коэффициенты долговечности при различных способах восстановления

В процессе выбора рационального способа восстановления производится технико-экономическая оценка всех сравниваемых способов на основе технико-экономического критерия, который отражает зависимость долговечности от затрат на ее восстановление:

Св ≤ Кg · Сн ,

где Св – стоимость восстановленной детали; Сн – стоимость новой детали; Кg – коэффициент долговечности (отношение ресурса восстановленной детали к ресурсу новой).

Стоимость восстановленной детали определяется из выражения

Св = Сиз · Сз.р · Соб · См · Сбр · Сн,

где Сиз – стоимость изношенной детали; Сзр – затраты на оплату труда производственным рабочим; Соб – затраты на содержание и эксплуатацию оборудования; См – затраты на основные материалы, используемые при нанесении покрытий; Сн – накладные расходы; Сбр – потери от брака. Стои-

166

мость изношенной детали определяют, как правило, по цене металлолома. При использовании ремфонда с других предприятий в стоимость изношенной детали входит 20 %-ная надбавка.

За сбор и сортировку детали. В стоимость материалов входят все затраты на все материалы, используемые при восстановлении данной детали. Заработную плату определяют с учетом всего комплекса операций, предусмотренных технологическим процессом. В затратах на содержание и эксплуатацию оборудования учитываются затраты на амортизацию, ремонт и обслуживание оборудования, затраты на электроэнергию, газ, пар, воду, сжатый воздух, на эксплуатацию вспомогательного оборудования. Накладные расходы (общепроизводственные и общехозяйственные) обычно определяют в процентном отношении к заработной плате производственных рабочих. Потери от брака учитывают с помощью коэффициента выхода годных деталей в процессе восстановления.

При внедрении технологического процесса восстановления деталей взамен приобретения новых запасных частей при условии Кц=1 годовой экономический эффект (руб.) может быть подсчитан по формуле

Э = [а·Ц2-(Св+Ен·К)]·NB,

где а – коэффициент, учитывающий затраты на доставку новых деталей на предприятие; Цн – оптовая цена запасных частей, руб.; Св – себестоимость восстановления, руб.; NB – количество (программа) восстанавливаемых деталей в расчетном году, шт.; Ен–нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Ен=0,15); К–удельные капитальные вложения на восстановление детали, руб.

В таблице 8.2 приведены некоторые техникоэкономические показатели способов восстановления деталей.

167

Таблица 8.2

Технико-экономические показатели способов восстановления

При выборе способа восстановления, следует учитывать, что затраты снижаются примерно в такой последовательности: замена части деталей, установка дополнительной ремонтной детали, электролитическое наращивание, сварка и наплавка, восстановление полимерными материалами, восстановление давлением, восстановление под ремонтные размеры.

Сравнительные испытания различных покрытий позволяют рекомендовать использовать те или иные способы для восстановления типовых деталей машин.

168

Электродуговую автоматическую наплавку под слоем флюса целесообразно использовать для восстановления изношенных цилиндрических поверхностей крупногабаритных деталей, имеющих большие износы 2–10 мм). Этот метод эффективен при восстановлении деталей ходовой части гусеничных тракторов (направляющие колеса, опорные катки, поддерживающие ролики, ведущие колеса, траки гусениц), шлицевых поверхностей полуосей и карданных валов. Автоматическая наплавка под слоем флюса успешно применяется при восстановлении тяжелонагруженных термически обработанных до высокой твердости стальных деталей, а также некоторых ответственных деталей, таких как коленчатые валы. В этом случае упрочнение и улучшение качества наплавленного металла достигает тем, что используются специальные и легированные флюсы, легированная и порошковая проволока.

Вибродуговая наплавка в жидкости высокоуглеродистой проволокой применяется при восстановлении термически обработанных до высокой твердости цилиндрических наружных и внутренних поверхностей стальных деталей. Вибродуговая наплавка малоуглеродистыми проволоками в жидкости рекомендуется для восстановления деталей, не подвергающихся значительным нагрузкам, а также наружных и внутренних поверхностей цилиндрических деталей из чугуна. К деталям, восстанавливаемым вибродуговой наплавкой, можно отнести посадочные и резьбовые поверхности валов коробок передач, распределительные и коленчатые валы, крестовины дифференциала, крышки картера заднего моста, стаканы и муфты подшипников и др.

Электродуговую наплавку (сварку) в среде защитных газов целесообразно применять для восстановления цилиндрических поверхностей стальных деталей, термически необработанных или имеющих после термической обработки незначительную твердость. Электродуговая наплавка в среде защитных газов успешно применяется при восстановлении

169

посадочных и резьбовых валов коробок передач, коленчатых валов компрессов, крестовин карданного вала и дифференциала, цапф поворотных, кулаков разжимных тормозов, шлицевых поверхностей полуосей, осей педалей сцепления и др. Целесообразно применение полуавтоматической сварки в среде углекислого газа при ремонте тонколистовых деталей автомобилей, тракторов (кузова, оперения, кабины).

Электроконтактную приварку стальной ленты, стальной проволоки рекомендуется применять для восстановления посадочных мест под подшипники цилиндрических валов коробок передач, резьбовых концов валов, посадочных мест под подшипники в корпусных деталях из стали и чугуна, коленчатых и распределительных валов.

Электроконтактное напекание порошковых материалов, электродуговое, газопламенное и плазменное напыление используют при незначительных износах деталей, подвергающихся воздействию высоких температур, контактных нагрузок и работающих в агрессивных средах. Этими способами целесообразно восстановление клапанов, толкателей, распредвалов и коленчатых валов, посадочных мест под подшипники на осях, валах и в корпусных деталях, шлицевых концов карданных валов и др.

Электролитическое железнение (осталивание) целесообразно применять для восстановления деталей типа вала, а также внутренних поверхностей различных деталей – таких как толкатели клапанов, клапаны, шкворни поворотных цапф, поворотные цапфы, оси блоков шестерен коробок передач, валики педалей сцепления, валики водяного насоса, плунжерные пары, золотники, поршневые пальцы, шатуны, крестовины дифференциала и др.

Применение хромирования более ограниченно. Так, электролитическое хромирование нецелесообразно применять при ремонте деталей, рабочие поверхности которых подвергаются контактным нагрузкам, а также деталей износы

170