Відновлення деталей пластичною деформацією

Процес пластичної деформації заснований на пластичності та здатності металів і сплавів змінювати під дією навантаження геометричну форму без порушення цілісності.
Розрізняють холодне і гаряче пластичне деформування.
Холодне - обробка тиском при температурі нижче температури процесу рекристалізації, викликає зміцнення або наклеп.
Гаряче - обробка тиском при температурі вище температури рекристалізації.

Відновлення розмірів зношених поверхонь відбувається переміщенням частини матеріалу.
Осадка - напрямок дії зовнішньої сили перпендикулярно до напрямку деформації. Застосовують для відновлення зовнішнього діаметра суцільних деталей і внутрішнього діаметра порожнистих деталей.
Осадка пальця

Рисунок 5 – Осадження пальця.
Зусилля необхідне для опади

G _T - границя текучості при температурі опади;
d - діаметр деталі до осідання;
h - висота деталі до осідання;
F - площа поперечного перерізу до осадки.
Осадка втулки

Рисунок 6 – Осадження втулки.
Зменшення довжини втулки 8... 15% від номінального.
Роздача - збільшення зовнішніх розмірів порожнистих деталей в результаті збільшення їх внутрішніх розмірів.
Напрямок прикладається зовнішньої сили збігається з напрямком деформації.
Тиск, необхідний для роздачі

D - зовнішній діаметр;
d - внутрішній діаметр.

Рисунок 7 – Роздача втулки.
Роздача втулки
Відновлюють шипи хрестовин карданного валу, поршневі пальці.
Інструмент для роздачі: прошивки, Дорн, кульки.
Виробляють в холодному і гарячому стані.
При холодній роздачі деталі мають хіміко-термічну обробку
Але це не дає збільшення довжини шипів хрестовини.
Тому застосовують роздачу з локальним нагрівом в результаті дії сил тертя.

Обтиснення. Для відновлення внутрішніх розмірів порожнистих деталей в результаті зменшення зовнішніх розмірів.
Напрям сили збігається з напрямком деформації.

Рисунок 8 – Обтиснення втулки.

Відновлення шліців вдавленням

Рисунок 9 - Відновлення шліців вдавленням.

С - коефіцієнт, що залежить від кута 2γ.
Вдавлювання виробляють інструментом клиноподібної форми, матеріал видавлюється із середньої частини шліца в сторону зношених бічних поверхонь. Збільшення до 1 мм на кожну сторону, інструмент переміщують вздовж шліца.

Поверхневий наклеп є ефективним засобом підвищення втомної міцності деталей, що працюють в умовах циклічних навантажень. Наклеп може здійснюватися різними способами пластичної деформації поверхневого шару: дробеструйним і відцентровим способами, обкатуванням роликами, карбуванням ударниками і т. д.

Сприятливу дію поверхневого наклепу неодноразово перевіряли прямими випробуваннями зразків на міцність від утоми при різних способах циклічного навантаження. Межа витривалості зразків, які не мають конструктивних концентраторів напружень (гладких), підвищується в результаті поверхневого наклепу на 25-40%.

Для деталей, що мають конструктивні концентратори напружень у вигляді пресових посадок, галтелей, виточок і т. П., Поверхневий наклеп особливо корисний. Так, наприклад, наявність напрессованной втулки знижує втомну міцність зразків приблизно вдвічі. Обкочуванням вдається значно підвищити втомну міцність, а часто і повністю усунути шкідливий вплив напресовки. В результаті поверхневого наклепу на 60% підвищується межа витривалості зразків з кільцевим надрізом, на 50% -зразків з поперечним отвором, на 30-100% -ступіньчатих зразків з жолобниками малого радіусу.

Висока ефективність поверхневого наклепу для зразків з концентраторами напружень пояснюється сприятливою роллю залишкових напружень стиску, що виникають при пластичній деформації поверхневого шару. Вони дозволяють в значно або навіть повністю усунути шкідливий вплив концентраторів на міцність.

Рисунок 10 – Відновлення наклепом.