Преимущества способа обработки деталей давлением — простота, невысокая трудоемкость, низкая стоимость и хорошее качество ремонта без применения дополнительного материала. Недостатки — изменение механических свойств детали, нарушение термообработки при нагреве, затраты на нагрев и последующую термообработку, а также возможность появления трещин. Чтобы избежать появления трещин, часто после обработки деталей давлением их подвергают отжигу, нормализации или отпуску.

На практике применяют следующие виды восстановления деталей давлением: осадку, вдавливание, раздачу, обжатие, вытяжку и правку. Кроме того, большое распространение получили виды пластической деформации, изменяющие шероховатость и физико-механические свойства поверхностного слоя детали. К таким видам обработки относятся: обкатка и накатка роликами и шариками, ударно-вибрационные виды обработки, обдувка поверхностей и др.

Осадка. Направление действующей силы Рд не совпадает с направлением деформации 6, то есть не совпадает с направлением изменения формы детали. Этот способ применяют для увеличения наружного диаметра сплошных и полых деталей, а также для уменьшения внутренних диаметров полых деталей за счет уменьшения высоты.

Рис. 1. Схемы восстановления деталей давлением:
а — осадкой; б — вдавливанием; в — раздачей; г — обжатием; д — вытяжкой; е — правкой.

Осадкой в холодном состоянии часто восстанавливают бронзовые втулки верхней головки шатуна и другие детали. Осаживают втулки непосредственно в детали, если прочность ее достаточна, или в специальных приспособлениях под прессом. Осаживаемую втулку закладывают в кольцо, установленное на подставке. В масляные каналы и отверстия закладывают специальные вставки. Воздействуют на втулку через пуансон с усилием до 1 МН. Диаметр пальца 5 должен быть на 0,15…0,20 мм меньше, а кольца — больше окончательно обработанных размеров (припуск на обработку). Уменьшение высоты втулки не должно превышать 8…10% нормальной.

Вдавливание характеризуется тем, что направление действующей силы Рд, так же как и при осадке, не совпадает с направлением требуемой деформации б, но длина детали при этом не изменяется. Увеличение необходимого размера детали происходит за счет выдавливания материала из нерабочей части.

Вдавливанием восстанавливают тарелки клапанов, изношенные боковые поверхности шлицев на валах и в отверстиях, шаровые пальцы и др.

Восстановление изношенных шлицев по толщине вдавливанием происходит следующим образом. Изготавливают ролик из стали марки У10 и термически обрабатывают (закалка с отпуском) его до твердости HRC 50…52. С усилием не менее кН по всей длине шлица на его середине без нагрева детали продавливают роликом канавку.

Рис. 2. Схема осадки втулок

Рис. 3. Восстановление шлицев

Рис. 4. Схема восстановления поршневого пальца раздачей:
1 — основание; 2 — матрица; 3 — поршневой палец; 4 — пуансон.

Если восстанавливают -шлицы с твердостью выше HRC 30, то их подвергают высокому отпуску.

После вдавливания шлицев выполняют механическую обработку: шлицы валов протачивают по наружной поверхности и фрезеруют по боковым сторонам; шлицы отверстий растачивают и протягивают. При необходимости деталь термически обрабатывают до требуемой твердости и окончательно механически обрабатывают: шлифуют наружные и боковые поверхности шлицев на валах; шлифуют отверстия и калибруют боковые поверхности шлицев во втулках.

Раздача характеризуется тем, что направление действующей силы совпадает с направлением требуемой деформации. Раздачу применяют для восстановления втулок, полых пальцев, шлицевых и гладких валов, изношенных по наружной поверхности, и др. Раздача под постоянный размер заключается в пропрессовке через отверстие шарика или специальной оправки — пуансона.

Процесс раздачи поршневых пальцев тракторных двигателей выполняют в такой последовательности. Сортируют пальцы по размеру отверстия через 0,1 мм. Делают высокий отпуск в нейтральной или науглероживающей среде. Холодный или нагретый палец устанавливают в матрицу и основание. Под прессом продавливают пуансон соответствующего размера сквозь отверстие пальца. Припуск по наружному диаметру на последующую механическую обработку должен быть в пределах 0,1 мм. После раздачи необходимы закалка и отпуск, а если потребуется (слой цементации уменьшится более чем на 0,4 мм) — повторная цементация, закалка и отпуск, затем шлифование под нормальный размер, проверка твердости и контроль магнитным дефектоскопом на отсутствие трещин.

Тонкостенные поршневые пальцы некоторых автомобильных двигателей раздают без термообработки (отпуска), но проверять их на отсутствие трещин обязательно.

Обжатие, так же как и раздача, характеризуется тем, что направление действующей силы Рд совпадает с направлением требуемой деформации б. В отличие от раздачи при обжатии происходит уменьшение размеров детали. Этот вид обработки применяют для восстановления деталей с изношенными внутренними поверхностями, уменьшение наружных размеров которых не имеет большого значения. Обжатием восстанавливают корпуса масляных насосов гидросистем тракторов, бронзовые втулки, наружные поверхности которых затем омедняют, проушины различных деталей и др.

Проушины звеньев гусениц под палец, вилки, рычаги обжимают с нагревом детали до температуры 850…950 °С в специальных приспособлениях.

Вытяжка. По направлению действующей силы Рд и направлению требуемой деформации б вытяжка напоминает осадку и вдавливание. Этот вид обработки применяют для удлинения тяг, стержней, штанг и других деталей в горячем состоянии за счет уменьшения их поперечного сечения. Наиболее широко вытяжку используют при восстановлении рабочих органов сельскохозяйственных машин: лемехов, культиваторных лап и др.

Правка применяется для деталей, в которых во время работы возникли остаточные деформации: изгиб, скручивание или коробление. Эти деформации происходят в результате механических повреждений при работе, неправильной разборки, сборки или хранения деталей, коробления при сварке и других причин.

Направление действующей силы Рд или крутящего момента при правке совпадает с направлением требуемой деформации. Правкой восстанавливают валы, оси, тяги, рычаги, шатуны, рамы и другие детали. В зависимости от размера и конструкции детали правят вхолодную и с нагревом.

Холодная правка, как правило, не дает устойчивых результатов, особенно для деталей сложной конфигурации. Например, деформации, устраненные в шатунах правкой вхолодную, под действием рабочей нагрузки быстро восстанавливаются до прежних размеров. Причина этого — сложение рабочих и остаточных напряжений, возникающих после правки. Чтобы получить более устойчивые результаты холодной правки, рекомендуется для устранения изгиба деталь выгибать под прессом в другую сторону на размер, в несколько раз больший, чем прогиб, и выдерживать в данном состоянии 1,5…2,0 мин. Правка дает хорошие результаты, но значительно снижает усталостную прочность детали из-за больших остаточных напряжений, возникающих в местах перехода от одного сечения к другому. Поэтому применять такую правку для ответственных деталей сложной конфигурации (шатуны, коленчатые валы и Др.) нельзя. Подобные детали сразу после холодной правки нагревают до температуры 400…450 °С и выдерживают 0,5…1,5 ч. Чем больше деталь, тем больше выдержка. Стабилизирующий нагрев почти полностью снимает остаточные напряжения. Если деталь подвергалась отпуску (при последней термической обработке) при температуре ниже 500 °С, то после правки ее нагревают до температуры 200…250°С и увеличивают продолжительность выдержки.

Правка с подогревом применяется для устранения больших деформаций коротких деталей (рычагов, кронштейнов и др.). Места прогиба детали нагревают до температуры 600…800 °С и в последующем термически обрабатывают.

Правят детали под прессом, укладывая их на призмы или подставки так, чтобы наибольший прогиб находился посредине и был обращен к штоку пресса. Для защиты рабочих поверхностей от повреждения на призмы и под шток пресса кладут прокладки из мягкого материала.

Детали сложной конфигурации и рамы правят в специальных приспособлениях, а также при помощи цепных схваток, прокладок и переносных гидравлических, винтовых и рычажных прессов. Нагревают детали паяльными лампами, газосварочными горелками и др.

Поверхностный наклеп. Некоторые детали, например листы рессор, коленчатые валы и ряд других, правят поверхностным наклепом.

Сущность этого способа заключается в том, что молотком с закругленной головкой наносят удары один за другим по одной линии на вогнутой стороне детали. В процессе наклепа поверхностные слои металла вытягиваются и вызывают обратный прогиб.

Для правки коленчатых валов наклепом применяют специальный пневматический молоток. Коленчатый вал устанавливают в призмы на плите. Угловым бойком, передающим усилие от молотка, наносят удары по соответствующей щеке коленчатого вала в зависимости от направления прогиба. Исправление прогиба контролируют индикатором, установленным у средней шейки вала.

Рис. 5. Схема правки поверхностным наклепом

Рис. 6. Схема зон и направления ударов наклепа в зависимости от прогиба коленчатого вала.

Правка поверхностным наклепом упрощает процесс, повышает производительность и обеспечивает высокое качество.

Поверхностная обработка обкаткой (раскаткой) шариком или роликом применяется как финишная операция для получения высокого класса шероховатости поверхности. Сущность ее состоит в том, что под давлением деформирующего элемента выступы шероховатости (микронеровности) пластически деформируются (сминаются), заполняя впадины обрабатываемой поверхности. Методом обкатки можно получить шероховатость обрабатываемой поверхности до 12-го класса, при этом повышаются твердость и износостойкость верхнего слоя металла. В качестве рабочих элементов используют стандартные шарики и ролики выпускаемых подшипников качения в специально изготовленных оправках.