SU1371983A1 - Способ восстановлени чугунных распределительных валов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к ремонту машин и может быть использовано при восстановлении изношенных чугунных распределительных валов двигателей внутреннего сгорани .

Известен способ восстановлени  чугунных распределительных валов двигателей автомобилей ВАЗ путем нанесени  присадочного материала методом газотермического напылени  изношенных поверхностей, при котором кулачки изношенного распредвала протачивают по диаметру 34,5 мм, затем при помощи специальных горелок и порошкового самофлюсующегос  сплава напыл ют с непрерывным оплавлением на кулачки слой толщиной 2,5-3,0 мм Так же напыл ютс  втора  и четверта опорные шейки, но толщина сло  здес меньше (О,3-0,4мм). На восемь кулачкой и две шейки расходуетс  120-150 порошкового сплава и требуетс  10- -15 мин. После остывани  до комнатной температуры напыленные валы прав т по центральной шейке на рихтово ном устройстве. Заключительна  опер 1Д1Я - шлифование напыленных кулачков и опорных шеек на копировально- шлифовальных станках 1.

Недостатком этого способа  вл етс  большой расход присадочного материала , его высока  стоимость. Кроме того, напыление опорных шеек, их предварительна  подготовка и последующа  шлифовка увеличивают трудоемкость восстановлени  вследствие плохой обрабатываемости порошковых сплвов , требует дополнительных кругло- шлифовальных станков. В случае са первой, третьей и п той шеек не предусмотрено восстановление их до номинального размера.

Известен способ восстановлени  изношенных поверхностей распределительных стальных валов, при котором изношенный профиль кулачка наплавл ют стальным электродом с последующей закалкой и шлифованием. Пере наплавкой все кулачки подвергают обдирке, а потом наплавл ют. После закалки распределительные валы имею деформацию. Дл  ее устранени , а также ЦУ1Я восстановлени  опорных

до 600 + , выдержки 3-3,5 ч и

о/шеек провод т шлифовку шеек в ремонт-ее

ньв размер, который требует изготов- охлаждени  с печью до 400 t 20°С и

лени  дополнительных деталей узла 2. далее на воздухе, шлифование кулачков

0

0

5

ход присадочного материала и необходимость в изготовлении дополнительных деталей.

Известен способ восстановлени  изношенных деталей наплавкой стальным электродом, при котором обща  схема технологического процесса состоит из подготовительной операции, контрол  - сортировки, предварительной обработки, наплавочных и сварочных операций, первой термической операции, механических операций (обдирка , правка), термической упрочн ю- 5 щей обработки (закалка токами высокой частоты), отделочных операций (шлифование), доводочных операций.

Наплавка ведетс  по всему контуру изношенной поверхности и наплавл ютс  все поверхности с любым износом . Если износ незначителен, провод т предварительную обработку поверхности дл  сн ти  металла, чтобы обеспечить необходимую глубину наплавл емого металла. В качестве упрочн ющей термообработки прин та закалка токами высокой частоты. Дл  обеспечени  необходимых прочностных свойств наплавл емого металла примен ют стальной легированньй электрод.

Недостатками этого способа  вл ютс  большие расход и стоимость наплаг вочного материала, высока  трудоемкость механической обработки, низка  5 износостойкость поверхности.

Цель изобретени  - снижение трудоемкости процесса и расхода присадочного материала.

0 Поставленна  цель достигаетс  тем, что при восстановлении чугунных распределительных валов путем наплавки стальным электродом, термической обработки дл  сн ти  напр жений, правки,

5 упрочн ющей термической обработки,

шлифовани  наплавке подвергают локальные участки Kyria4Ka с износом более

-----, где Cg и Ср - базовый и ремонтный размеры кулачка, с перекры0

0

тием зоны износа на величину не более ширины наплавл емого валика, термическую обработку дл  сн ти  напр жений провод т путем нагрева вала

до 600 + , выдержки 3-3,5 ч и

о/е

охлаждени  с печью до 400 t 20°С и

Недостатком этого метода  вл етс  высока  трудоемкость, повышенньв распровод т после правки, упрочн ющую термическую обработку осуществл ют

путем азотировани  всего вала, после чего провод т дополнительную правку

Способ осуществл етс  следующим образом.

Подлежаище восстановлению чугунные распределительные валы подвергают очистке. Так как опорные щейки  вл ютс  установочными базами при экспу- ата11 1и, а механическа  обработка распределительных валов производитс  в центрах, исправление центровых отверстий производитс  относительно крайних опорных шеек с погрещностью, не превышающей половины допуска на ради- альное биение шеек. На участки ку

превышающим , производ т наплавку стальлачков с износом,

С J - 2

ным-Электродом диаметром 0,6-0,8 мм в среде сварочного углекислого газа при силе тока 50-90А и напр жении 18-19В. Локализаци  зоны наплавки только на изношенном участке кулачка обеспечивает минимальный расход присадочного материала в минимальное тегшовложение, что необходимо дл  сохранени  пластичности чугунного распредвала.

Дл  сн ти  внутренних напр жений, внесенных термообработкой при первич 1НОМ изготовлении распредвалов, усталостных напр жений при эксплуатации и напр жений при наплавке кулачков провод т высокий отпуск в запштной среде экзогаза при т 600 + 10 С в течение 3-3,5 ч, охлаждение с печью до т 400 + 20°С и последующее охлаждение на воздухе. Такой режим необходим , чтобы исключить трещинообразо вание в зоне стьжа стальной и чугунной поверхностей кулачка и дл  сохранени  пластичности чугунного распредлительного вала, в результате чего технологические потери при правке резко сокращаютс . При выдержке в печи меньше 3 ч пластичность распредвала недостаточна, и они ломаютс  при правке. При увеличении выдержки сверх 3,5 ч пластичность распредвала увеличиваетс , но по вл ютс  трудности в обеспечении точности правки до 0,03 мм, котора  заложена в технологическом процессе. Дл  устранени  деформации провод т правку на плавильном прессе.

Дл  придани  кулачкам исходного профил  на ремонтном размере, определенном конструкцией узла при усло

0

0

5

0

5

0

5

0

5

ВИИ сохранени  мощностных характеристик двигател  и не требующих изготовлени  дополнительных деталей узла, провод т шлифовку всех кулачков на копировально-шлифовальных станках. Дл  придани  чугунным и стальным поверхност м кулачков идентичных свойств по износостойкости провод т азотирование в смеси аммиака 50% и экзо- газа 50% при 575+5 С с охлаждением в 0,3-0,5%-ном водном растворе поли- акриламида. При этом на поверхности образуетс  карбонитридный слой, толщину тсоторого можно регулировать режимами термообработки, которьаЧ определ ет износостойкость поверхности кулачка в процессе эксплуатации. Свойство азотировани  увеличивать размеры позвол ет восстановить опорные шейки до номинальных размеров. С целью устранени  деформаций, полученных при термообработке, провод т правку распредвала.

На фиг. 1 приведена схема наплавленного кулачка; на фиг. 2 - схема перешлифованного кулачка.

Наплавленньп кулачок содержит на- плавленньй валик 1, профиль 2 кулачка после эксплуатации, профиль 3 восстановленного кулачка, ширину 4 наплавл емого валика.

Перешлифованный кулачок содержит базовый профиль 5 кулачка, профиль 6 кулачка после эксплуатации, профиль 7 восстановленного кулачка, базовый размер Cg , ремонтный размер Ср .

Пример. Производ т восстановление распределительного вала автомобил  ВАЗ из высокопрочного чугуна. Распредвал имеет п ть кулачков с износом более 0,5 мм и три кулачка с меньшим износом. Кажда  шейка распредвала имеет равномерный износ по диаметру с величиной, не превьш1ающей 10 мкм. Провод т восстановление центров на токарном станке. После наплавки п ти кулачков стальным электродом диаметром 0,8 мм в среде сварочного углекислого газа при силе тока 65А, напр жении 18В, скорости подачи электрода 55 мм/с на полуавтоматической установке провод т нагрев до 600°С в модернизированной шахтной печи в среде экзогаза, выдержку в течение 3 ч, охлаждение с печью до 400 С и последующее охлаждение на воздухе. Дл  устранени  деформаций производ т предварительную правку

на прессе. После чернового шлифовани  всех БОСЫМИ кулачков в размер по участку с посто нным радиусом 29,5 мм на копировально-шлифовальном полуавтомате производ т чистовое шлифование всех восьми кулачков в ремонтный размер 29 мм. Производ т изотирова1ше в модернизированной шахтной печи при в смеси аммиака 50% и экзогаза 50% в течение 5 ч с последуюи им охлаждением в 0,3- -0,5%-ном водном растворе полиакрил- амида. Производитс  окончательна  правка распредвала с точностью до 0,04 мм.

Применение предлагаемого способа восстановлени  распределительного вала позволит значительно снизить расход присадочного материала, применить дешевый низкоуглеродистый малолегированный электрод, снизить объем наплавочных работ и последующей механической обработки.

В известном способе деформации после наплавки устран ют путем наплавки и шлифовки опорных шеек или только перешлифовкой шеек в ремонт- ньп1 размер а В обоих случа х это резко увеличивает трудоемкость восстановлени , так как операци  шлифовки шеек на одну деталь требует 8 мин, а наплавка шеек 20 мин. Кроме того, дл  ишифовки шеек требуетс  дополнительное дорогосто щее оборудование.

Анализом износа распредвалов авт моб1шей ВАЗ установлено, что функци распределени  кулачков с износом менее 0,5 мм (дл  распредвала Т 3

это величины

составл ет

42,148%. Это значит, что наплавл ютс  только 57,8% кулачков, кроме того, по известному способу наплавка производитс  вкруговую по кулачку или по всей рабочей зоне кулачка в районе 180° профил . В предлагаемом способе зона наплавки ограничена зоной

5

0

износа более 0,5 мм. Эта зона чаще всего не превьшает 30% рабочего профил  кулачка. Это обеспечивает реэ- .кое снижение расхода присадочного материала и одновременно за счет малых тепловложений при наплавке сохранение пластичности дл  правки и предупреждает трещинообразование в зоне стыка стали и чугуна.

На наплавку кулачков по известному способу расходуетс  до 150 г стали , а в предлагаемом способе 35 г. Трудоемкость наплавки кулачков по известному способу составл ет 20- -25 мин, в предлагаемом способе 3-7 мин. В известном способе дл  ответственных поверхностей деталей примен етс  легированна  стальна  проволока , а в предлагаемом способе - низкоуглеродиста  малолегированна  проволока.

Так как на одном кулачке в рабочей зоне имеютс  и чугунна  и стальна  .поверхности, применить в качестве упрочн ющей термообработки закалку токами высокой частоты нельз , так как не обеспечиваетс  равнопроч- ность свойств по износостойкости. В предлагаемом способе примен етс  азотирование, при помощи которого одновременно с упрочнением поверхности происходит восстановление опорных шеек до номинальных размеров. Анализом износа шеек распредвала установлено, что износ шеек носит равномерньй характер, так как рас- предвал из чугуна работает в алюминиевом корпусе в воздушномасл ной подушке с гарантированным зазором. Величина износа шеек в 99%-тах не превьш1ает 0,03 мм, поэтому нет необходимости производить наплавку шеек и их шпифовку.

Распределительные ваэты, восстановленные по предлагаемому способу, по точности, качеству и износостойкости не уступают серийным.

5

0

0

5

фиг. /

Claims (1)

1. СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЧУГУННЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ, включающий наплавку стальным электродом, термическую обработку для снятия напряжений, правку, упрочняющую термическую обработку, шлифование, о тличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса и расхода присадочного материала, наплавке подвергают локальные участки _ С 6 — Ср кулачка с износом более —----, где

   C_f и Ср - базовый и ремонтный размеры кулачка, с перекрытием зоны износа на величину не более ширины наплавляемого валика, термическую обработку для снятия напряжений проводят путем нагрева вала до 600 + 10°С, вьцержки 3-3,5 ч и охлаждения с печью до 400 + 20°C, далее - на воздухе, шлифование кулачков проводят после правки, упрочняющую термическую обработку осуществляют путем азотирования всего вала, после чего проводят дополнительную правку.

   SU ,.„1371983 А1