RU2323809C2 - Method of strengthening or restoring of working details surfaces of bowl and thimble type or mounting bore of hull details - Google Patents

Abstract

FIELD: production methods.

SUBSTANCE: it is made the mechanical processing of the detail surface and it is applicated the connecting substance. It is established the thimble and then it is pressed to the detail surface by instrumental deforming. The deforming is done by instrument as thimble in profile made of material with effect of remembering the form, which is installed on the thimble surface. After that the mounting or the instrument is heated to the temperature opposite of martensite material changing of the instrument. It is used the connecting substance with the interaction temperature with mating surfaces, not exceeding this temperature. As the material with the effect of form remembering is used titanium nickelid.

EFFECT: it is provided the diminution of manpower effort and simplifying of the technology of restoring and it is increased the product safety.

2 cl

Description

Изобретение относится к способам упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей, преимущественно шеек валов, втулок подшипников скольжения, посадочных отверстий корпусных деталей, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.The invention relates to methods for hardening or restoring the working surfaces of parts, mainly neck shafts, bushings of plain bearings, mounting holes of housing parts, and can be used in various engineering industries.

Известен способ восстановления изношенных шеек валов, включающий механическую обработку поверхности шейки, нанесение на нее клеевой композиции, установку оболочки, прижатие ее к поверхности и термическую обработку в процессе взаимодействия клеевой композиции с сопряженными поверхностями шейки и оболочки (SU 1734957, В23Р 6/00, 23.05.92. Бюл. №19).A known method of restoring worn neck of the shafts, including machining the surface of the neck, applying an adhesive composition to it, installing the shell, pressing it to the surface and heat treatment in the process of interaction of the adhesive composition with the mating surfaces of the neck and shell (SU 1734957, В23Р 6/00, 23.05 .92, Bull. No. 19).

Недостатком этого способа является слабое усилие прижатия оболочки к поверхности шейки посредством хомутиков, которые ослабляют это усилие при нагреве, и поэтому имеет место недостаточная прочность соединения.The disadvantage of this method is the weak force of pressing the shell to the surface of the neck by means of clamps, which weaken this force when heated, and therefore there is insufficient bond strength.

В качестве ближайшего аналога выбран способ восстановления изношенной поверхности детали, включающий механическую обработку поверхности, нанесение на нее клеевой композиции, установку на поверхность втулки и прижатие ее к поверхности путем деформирующей раскатки до требуемого размера (SU 632533 А1, кл. В23Р 7/00, опубл. 15.11.1978, Бюл. №42).As the closest analogue, the method of restoring the worn surface of the part was selected, including machining the surface, applying an adhesive composition to it, installing the sleeve on the surface and pressing it to the surface by deforming rolling to the required size (SU 632533 A1, class B23P 7/00, publ. 11/15/1978, Bull. No. 42).

Недостатком способа является его высокая трудоемкость и длительность процесса восстановления, связанная с невозможностью объединения процесса отверждения клеевой композиции путем нагрева и деформирования. Деформирование втулки до затвердевания клея может привести к ее проворачиванию, что ухудшит качество соединения. Кроме этого, способ предполагает использование в качестве деформирующих инструментов, например, для восстановления отверстий жестких раскатников, имеющих малый диапазон диаметров обрабатываемых отверстий, что повышает трудоемкость способа, связанную с необходимостью изготовления под каждый диаметр отверстия нового сложного в изготовлении инструмента, а кроме этого для приведения его в действие необходим специальный станок.The disadvantage of this method is its high complexity and duration of the recovery process associated with the inability to combine the curing process of the adhesive composition by heating and deformation. Deformation of the sleeve before the glue hardens can lead to its rotation, which will degrade the quality of the connection. In addition, the method involves the use of deforming tools, for example, for reconstructing the holes of hard razkatnikov having a small range of diameters of the machined holes, which increases the complexity of the method associated with the need to manufacture for each hole diameter a new tool difficult to manufacture, and in addition to bring its operation requires a special machine.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является снижение трудоемкости и упрощение технологии упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей посредством установки втулок, а также повышение надежности их соединения за счет более высокой степени деформации втулки в процессе ее прижатия к обрабатываемой поверхности.The technical problem to which the claimed technical solution is directed is to reduce the complexity and simplify the technology of hardening or restoring the working surfaces of parts by installing bushings, as well as increasing the reliability of their connection due to a higher degree of deformation of the sleeve in the process of pressing it against the surface to be treated.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей типа вал или втулка или посадочных отверстий крпусных деталей, включающем механическую обработку поверхности, нанесение на нее соединяющего вещества, установку втулки и прижатие ее к поверхности путем деформирования инструментом, в отличие от прототипа, прижатие осуществляют инструментом в виде втулки из материала с эффектом запоминания формы, которую устанавливают на поверхность втулки, после чего сборку или инструмент нагревают до температуры обратного мартенситного превращения материала инструмента, при этом соединяющее вещество выбирают с температурой взаимодействия с сопряженными поверхностями, не превышающей эту температуру. В качестве материала с эффектом запоминания формы используют никелид титана.The specified technical problem is solved in that in the method of hardening or restoring the working surfaces of parts such as a shaft or a sleeve or mounting holes of large parts, including machining the surface, applying a connecting substance to it, installing the sleeve and pressing it to the surface by deformation with a tool, unlike the prototype, the pressing is carried out with a tool in the form of a sleeve made of a material with the effect of remembering the shape that is installed on the surface of the sleeve, after which the assembly or tool t is heated to a temperature reverse martensitic transformation tool material, the connecting material is selected with temperature interaction with mating surfaces, does not exceed this temperature. As a material with a shape memory effect, titanium nickelide is used.

Предлагаемый способ значительно упрощает и снижает трудоемкость процесса упрочнения или восстановления поверхностей деталей, т.к. процесс деформирования втулки осуществляется по всей ее поверхности одновременно с процессом взаимодействия соединяющего вещества под действием температуры обратного мартенситного превращения материала инструмента. При этом реактивное напряжение на поверхность втулки в зависимости от разрешаемой ее деформации может превышать 450 МПа. Такое высокое давление деформирования втулки обеспечивает минимальный зазор в сопряжении, что обеспечивает более надежное соединение втулки с поверхностью детали.The proposed method greatly simplifies and reduces the complexity of the process of hardening or restoration of the surfaces of the parts, because the process of deformation of the sleeve is carried out over its entire surface simultaneously with the process of interaction of the connecting substance under the action of the temperature of the reverse martensitic transformation of the tool material. In this case, the reactive stress on the surface of the sleeve, depending on its permitted deformation, may exceed 450 MPa. Such a high pressure deformation of the sleeve provides a minimum clearance in the pair, which provides a more reliable connection of the sleeve with the surface of the part.

Способ осуществляется следующим способом.The method is carried out in the following way.

Поверхность, подлежащую упрочнению или восстановлению (шейки вала, втулки, посадочного отверстия и т.п. детали), подвергают механической обработке (точением, шлифованием, зачисткой наждачной шкуркой и др. способами).The surface to be hardened or restored (shaft journals, bushings, bore holes, etc. details) is subjected to mechanical treatment (turning, grinding, sanding with sandpaper and other methods).

Изготавливают втулку и инструмент из материала с эффектом запоминания формы, например, никелида титана (ТН-1) или другого сплава. Причем инструмент также выполняют в виде втулки по длине, равной или несколько большей устанавливаемой на деталь втулки, а его посадочный диаметр выбирают из соотношения:A sleeve and a tool are made from a material with the effect of shape memory, for example, titanium nickelide (TH-1) or another alloy. Moreover, the tool is also performed in the form of a sleeve along a length equal to or slightly larger than the sleeve installed on the part, and its landing diameter is selected from the ratio:

d_И=d_ВТ±ε,d _AND = d _VT ± ε,

где d_ВТ - посадочный диаметр втулки;where d _VT is the bore diameter of the sleeve;

ε - зазор между посадочными диаметрами втулки и инструментом;ε is the gap between the mounting diameters of the sleeve and the tool;

ε=(0,001-0,0015)d_ВТ.ε = (0.001-0.0015) d _VT .

Знак (+) применяют, когда инструмент устанавливается на наружную поверхность втулки, а (-) - на внутреннюю.The sign (+) is used when the tool is installed on the outer surface of the sleeve, and (-) on the inside.

После механической обработки инструмент подвергают термоциклированию по определенному режиму для получения в нем наведенной деформации, обеспечивающей обратимый эффект запоминания формы.After machining, the tool is subjected to thermal cycling in a certain mode to obtain induced deformation in it, providing a reversible shape memory effect.

Когда подготовка закончена, на поверхность одной или обеих деталей наносят соединяющее вещество, в качестве которого могут быть использованы различные клеевые композиции или вещества с температурой взаимодействия, не превышающей температуру обратного мартенситного превращения материала инструмента, например низкотемпературные припои. Затем втулка устанавливается на поверхность детали, а на ее поверхность (внутреннюю или наружную) - инструмент. Затем инструмент или всю сборку нагревают до температуры обратного мартенситного превращения и осуществляют изотермическую выдержку в течение времени, необходимого для окончания взаимодействия соединяющего вещества с поверхностями детали и втулки. После охлаждения инструмент демонтируют, после чего процесс упрочнения или восстановления завершен.When the preparation is completed, a bonding agent is applied to the surface of one or both parts, for which various adhesive compositions or substances with an interaction temperature not exceeding the temperature of the reverse martensitic transformation of the tool material, for example, low-temperature solders, can be used. Then the sleeve is installed on the surface of the part, and on its surface (internal or external) - the tool. Then the tool or the entire assembly is heated to the temperature of the reverse martensitic transformation and carry out isothermal exposure for the time required to complete the interaction of the connecting substance with the surfaces of the part and the sleeve. After cooling, the tool is removed, after which the hardening or restoration process is completed.

Апробация на практике предлагаемого способа для упрочнения и восстановления различных деталей показала его простоту, высокую эффективность и надежность. Так испытания на прочность посадки втулки показали, что напряжения сдвига, в зависимости от типа применяемого соединяющего вещества, составляют 20-40 МПа, что превышает результаты, достигаемые известными способами. Причем предлагаемый способ обеспечивает прочное и надежное соединение упрочняемой или восстанавливаемой поверхности детали как с помощью цельнометаллической, так и разрезной свертной втулки, а также выполненной в виде двух полувкладышей.Testing in practice the proposed method for hardening and restoring various parts showed its simplicity, high efficiency and reliability. So tests on the strength of the fit of the sleeve showed that shear stresses, depending on the type of connecting substance, are 20-40 MPa, which exceeds the results achieved by known methods. Moreover, the proposed method provides a strong and reliable connection of the hardened or restored surface of the part using both an all-metal and a split convolution sleeve, as well as made in the form of two half-inserts.

Claims (2)

1. Способ упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей типа вал или втулка или поверхностей посадочных отверстий корпусных деталей, включающий механическую обработку поверхности детали, нанесение на нее соединяющего вещества, установку втулки и прижатие ее к поверхности детали путем деформирования инструментом, отличающийся тем, что прижатие осуществляют инструментом в виде втулки из материала с эффектом запоминания формы, которую устанавливают на поверхность втулки, прижимаемой к поверхности детали, после чего полученную сборку или инструмент нагревают до температуры обратного мартенситного превращения материала инструмента, при этом используют соединяющее вещество с температурой взаимодействия с сопряженными поверхностями, не превышающей температуру обратного мартенситного превращения.1. The method of hardening or restoration of the working surfaces of parts such as a shaft or a sleeve or the surfaces of the mounting holes of the body parts, including machining the surface of the part, applying a connecting substance to it, installing the sleeve and pressing it to the surface of the part by deformation with a tool, characterized in that the pressing is carried out a tool in the form of a sleeve made of a material with the effect of remembering the shape, which is installed on the surface of the sleeve, pressed against the surface of the part, and then hydrochloric or tool assembly is heated to a temperature reverse martensitic transformation tool material, the connecting material used with temperature interaction with mating surfaces, not exceeding reverse martensitic transformation temperature. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала с эффектом запоминания формы используют никелид титана.2. The method according to claim 1, characterized in that titanium nickelide is used as the material with the shape memory effect.