Использование в технологическом процессе эффективности метод восстановления неровной поверхности деталей



В данной статье приведены материалы восстановления деталей наплавкой, совмещенной с механической обработкой и пластическим деформированием.

Ключевые слова: техническое состояние, восстановление, механическая обработка, наплавка, себестоимость.

This article provides a materials recovery of parts by welding combined with machining and plastic deformation.

Keywords: condition, restoration, machining, welding, cost.

Техническое состояние машины характеризуется совокупностью значений ее основных параметров. К ним относятся производительность, качество выпускаемой продукции, потребляемая энергия, безотказность, экономичный расход сырья, точность работы механизмов и узлов, их износостойкость, прочность и другие параметры машин. Каждый из этих параметров в ходе эксплуатации должен находиться в пределах, указанных в технической документации на машину.

В процесс длительной эксплуатации машины и ее параметры постепенно ухудшаются, главным образом из-за износа, остаточных деформаций, поломок и коррозии деталей, узлов и механизмов. Машина, техническое состояние которой ремонту с целью восстановления ее функций. Безотказная, длительная работа машины обеспечивается прежде всего надежностью и долговечностью ее деталей, узлов и механизмов.

Одним из основных вопросов ремонтного производства является восстановления изношенных деталей.

Восстановление деталей наплавкой, совмещенной с механической обработкой и пластическим деформированием, является одним из высокоэффективных способов восстановления. Сущность способа заключается в электродуговой наплавке деталей под флюсом, легированным графитом и феррохромом с одновременным фрезерованием и поверхностным пластическим деформированием накатным роликом горячего металла в процессе его наплавки. Установка, позволяющая совмещать эти процессы, показана на рисунке 1. Для обеспечения высокой твердости наплавленного металла (HRC-52…62) рекомендуется легированный флюс, который содержит стандартный флюс АН-348А ГОСТ 9087-69 (95,5 %), графит порошковый ГОСТ 5279-74 (2,5 %) и феррохром № 6 порошковый ГОСТ 4757-79 (2 %).

Для обработки наплавленного металлаиспользуют торцовую фрезу с механическим креплением пятигранных пластин из твердого сплава марки Т15К6 (ГОСТ 3882-74). Режущая часть фрезы имеет следующие геометрические параметры: главный угол в плане 72⁰, длина вспомогательной режущей кромки в 1,5-2 раза большевеличины шага наплавки, передний угол равен минус 7⁰, задний угол 7⁰, задний угол навспомогательной режущей кромке 11⁰, угол наклона режущей кромки 11⁰, диаметр торцовой фрезы 63 или 100 мм, число зубьев 6 или 8.

Рис. 1. Схема установки для наплавки цилиндрических деталей под флюсом с одновременным фрезерованием и накаткой роликом: 1 — фрезарная головка; 2 — обрабатываемая деталь; 3 — наплавочная головка; 4 — накатной ролик; 5 — шлакоудаляющее устройство; 6 — суппорт накатной головки; 7 — карета токарного станка; 8 — суппорт фрезерной головки; 9 — поперечные направляющие; 10 — каретка с подъемными винтами; 11 — несущая плита; 12 — продольные направляющие

Накатный ролик диаметром 100...150 мм изготовлен из стали ШХ-15. Рабочая поверхность его обработано до 10-го класса шероховатости и закалена до твердости HRC 65. Ролик имеет цилиндрический поясок шириной 6…10 мм. Фреза, накатный ролик и шлакоудаляющий резец перемещаются с одинаковой скоростью вдоль детали одновременно с наплавочным автоматом. Наплавленный металл при вращении детали одновременно обрабатывается резцом шлакоудаляющего устройства, фрезеруется торцовой фрезой и обжимается накатным роликом. Теплота, получаемая от сварочной дуги, используется одновременно для обработки фрезой труднообрабатываемого металла и для пластического формообразования и термической обработки наплавленного металла.

Режимы наплавки восстанавливаемых деталей устанавливается в зависимости от размеров. Например, при восстановлении цилиндрическихдеталей диаметром 120 мм пружинной проволокой II класса (ГОСТ 9389-75) режимы наплавки следующего порядка: частота вращения детали 2,0 об/мин; диаметр электродной проволоки 1,8…2 мм; шаг наплавки 4…4,5 мм/об; сила тока 240…250 А; напряжение 26…28 В; скорость подачи электродной проволоки 2,3 м/мин; вылет электродной проволоки 20…25 мм; температура наплавленного металла в зоне фрезерования 400…800 ⁰С; скорость фрезерования 220…250 м/мин; продольная подача фрезы 4…4,5 мм/об; подача на зубья фрезы 0,1…0,15 мм; диаметр накатного ролика 100…120 мм; ширина цилиндрического пояса ролика 16 мм; температура металла в зоне пластической деформации 300…60 ⁰С; усилие накатки 8…10 кН.

У деталей, наплавленных под легирующим флюсом с одновременным фрезерованием и накаткой роликом, структура металла по длине детали однородна и представляет собой мелкоигольчатый мартенсит с небольшим количеством остаточного аустенита.

Накатка металла роликом также способствует увеличению твердости. При фрезеровании со скоростью 200…2500 м/мин металла в процессе его наплавки и накате ее роликом усилием 8…10 кН поверхностная твердость детали находится в пределахHRC 52…56. При этом достигается наилучший (7-й) класс шероховатости.

Оптимальность условий по восстановлению деталей можно определить, проанализировав следующие экономические показатели: наименьшей себестоимости восстановления; издержек производства; экономии капитальных вложений; наименьших народнохозяйственных приведенных затрат инаименьших народнохозяйственных затрат, обусловленных восстановлением данных деталей.

Показатель наименьшей себестоимости ∆С_в — первый из общих показателей народнохозяйственного экономического эффекта

где – польная себестоимость восстановления деталей в неспециализированных и специализированных звеньях ремонтной сети соответственно;

z– номенклатура восстанавливаемых деталей;

– программа восстановления деталей j-го наименования за год;

– польная себестоимость j-й детали при восстановлении деталей в неспециализированных и специализированных звеньях ремонтной сети.

Литература:

1. Е.Л.Воловик. Справочник по восстановлению деталей. М., «КОЛОС», 1981.
2. Л.Г.Одинцов. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Справочник. М., «Машиностроение», 1987.
3. М.И.Худых. Ремонт текстильных машин. М., «Легпромбытиздат», 1991.