Класс деталей «полые цилиндры»

К полым стержням относятся детали с отношением их высоты к наибольшему диаметру не менее 0,5. К этому классу относятся гильзы цилиндров, втулки, крышки подшипников первичного вала коробки передач, фланцы валов коробки передач, ступицы колес, чашки дифференциалов, втулки и др. Детали этого класса чаше всего изготавливаются из модифицированного, ковкого и специ­ального чугуна, углеродистых сталей.

Особенность деталей данного класса — это наличие концент­ричных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Они могут иметь гладкие и ступенчатые, зубчатые и шлицевые, флан­цевые и сложные поверхности.

В процессе эксплуатации детали подвергаются механическим нагрузкам и для них основными видами износа являются коррозионно-механический и молекулярно-механический, которые харак­теризуются следующими явлениями — молекулярным схватыва­нием, переносом материала, разрушением возникающих связей, вырыванием частиц и образованием продуктов химического взаи­модействия металла с агрессивными элементами среды. Полые стер­жни работают в условиях трения, которое сопровождается цик­личным изменением температуры и наличием агрессивной среды. Основные дефекты, характерные для деталей этого класса де­талей — износ внутренних и наружных посадочных мест под под­шипники; износ шеек под сальники; износы, задиры, кольцевые риски на трущихся поверхностях.

Внутренние и наружные поверхности этих деталей, а также их торцы являются базовыми при механической обработке.

Износ отверстий под подшипники и шейку шестерни, сальни­ки устраняют постановкой дополнительных ремонтных деталей (ДРД) — втулок. Если же при восстановлении отверстий под под­шипники и сальники используется вибродуговая наплавка, то они сначала растачиваются, наплавляются в два слоя, а затем растачи­ваются в соответствии с заданным размером.

Если же на детали имеются шейки, то их износ может устраняться, либо вибродуговой наплавкой (механическая обработка, наплавка и механическая обработка с последующим шлифованием), либо электроконтактной приваркой стальной ленты (шлифо­вание, приварка ленты, шлифование поверхности ленты).

При восстановлении полых стержней необходимо обеспечивать размеры и шероховатость восстановленных поверхностей, твердость и прочность сцепления нанесенного материала с основным метал­лом, а также соосность и симметричность относительно общей оси, допустимую цилиндричность и круглость.

Технологический процесс восстановления деталей данного клас­са начинают с подготовки изношенных поверхностей к наплавке. Затем выполняют операции, связанные термическим воздействи­ем на деталь. После чего осуществляют: подготовку поверхностей под постановку ДРД, устанавливают ДРД и обрабатывают их; го­товят поверхности к электрохимическому наращиванию, наращи­вают поверхность и предварительно ее обрабатывают. В конце тех­нологического процесса проводят чистовую обработку и хонингование поверхностей.

Наиболее характерной деталью в классе «полые цилиндры» явля­ется гильза цилиндров. Основные дефекты гильз: износ зеркала Цилиндра; износ, изменение формы и взаимного расположения верхнего и нижнего установочных поясков относительно оси ци­линдра; сколы и трещины любого размера и расположения; отло­жения накипи на поверхности, омываемой водой; отложения на­кипи на поверхностях посадочных поясков; коробление, отколы, глубокие задиры или потеря натяга вставки гильзы. При наличии сколов или трещин любого размера и расположения гильзы вы­браковывают.

Коррозионный износ и деформацию поясков гильзы устраня­ют железнением (предварительное шлифование, нанесение покры­тия и окончательное шлифование до исходного размера) или плаз­менным напылением с последующим оплавлением покрытия (пред­варительное шлифование, струйная обработка, несение покрытия, оплавление покрытия кислородным пламенем, окончательное шлифование восстановленных поясков).

Износ зеркала цилиндра устраняется растачиванием с последу­ющим хонингованием под один из ремонтных размеров и поста­новкой ДРД.

Для растачивания зеркала гильза цилиндров устанавливается в приспособление (рис. 21.3), в котором она базируется посадочны­ми поясками. Растачивание гильз производится под один из ре­монтных размеров на алмазно-расточном станке 2А78Н резцами, оснащенными пластинками из эльбора или твердого сплава ВК6. Режим резания: подача — 0,03...0,05 мм/об; скорость резания — 80... 100 м/мин; глубина резания — 0,015...0,2 мм.

Рис. 21.3. Приспособление для центровки и закрепле­ния гильзы на столе расточ­ного станка: 1 — корпус; 2 — верхний и ниж­ний пояса зажима гильзы; 3 — резец; 4— индикаторное приспо­собление совмещения оси гиль­зы цилиндров с осью шпинделя; 5 — верхний и нижний посадоч­ные пояски приспособления; 6 — гильза; 7 — стяжной винт пояса с рукояткой

После растачивания отверстие гильзы обрабатывают на хонинговальных станках ЗГ833 и ЗА83С-33. Черновое хонингование про­изводят брусками КЗ 1 ОСТ 1 К или алмазными брусками АС6М1 100%-ной концентрации с содержанием алмазов в бруске 3,5 ка­рата. Чистовое хонингование ведут брусками КЗМ20СМ1К или ал­мазными брусками АСМ20М1 100 %-ной концентрации. Хонинго­вание ведут при режимах: окружная скорость — 60...80 м/мин; возвратно-поступательная скорость — 15...25 м/мин; давление на бруски — 0,5... 1,0 МПа (черновое хонингование) и 0,4...0,6 МПа (чистовое); СОЖ — керосин; припуск на черновое хонингование — 0,05...0,07 мм, а на чистовое — 0,01...0,03 мм.

При восстановлении гильз постановкой ДРД используются лег­косъемные пластины из стали 65Г, У10А или 60 С2А. Ленты толщи­ной 0,5; 0,6; 0,7 мм разрезаются на пластины в размер, обусловлен­ный диаметром расточенной гильзы с учетом припуска под шлифо­вание торцов. Глубина растачивания определяется конструктивными параметрами гильзы и ходом поршня. После обработки торцов пла­стину помещают между обжимными головками 5 и 7 (рис. 21.4) и, включив пневмоцилиндр 3, обжимают и свертывают пластину во втулку. С помощью штока прес­са и калиброванного пуансона 2 запрессовывают втулку в гильзу цилиндров. В каждую гильзу последовательно зап­рессовывают две пластины оп­ределенной ширины. Стыковые зазоры пластин должны быть разведены в противоположные стороны (на 180°). Благодаря упругим свойствам и неболь­шой толщине пластины плот­но прилегают к поверхности отверстия. Пластины друг к другу должны быть прижаты по торцу усилием в 10... 12 раз больше, чем усилие запрессов­ки их в цилиндр. Превышение длины пластин по сравнению с расчетной приводит к их выпучиванию внутрь гильзы. Гильзы с запрессованными пластинами подвергаются чер­новому и чистовому хонингованию.

Рис. 21.4. Приспособление для сов­мещения операций свертывания и запрессовки пластиныв гильзу цилиндров: 1 — ось; 2 — калиброванный пуансон; 3 — пневмоцилиндр; 4— плита; 5 и 7 —обжимные головки; 6 — вкладыши