Технология ремонта резьбовых соединений деталей автомобилей

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ТРАНСПОРТА И СТРОИТЕЛЬСТВА

Кафедра «Сервис и ремонт машин»

А. Л. Севостьянов

ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ

АВТОМОБИЛЕЙ

Методические указания по выполнению лабораторной работы

Дисциплина – «Основы технологии производства и ремонт автомобилей» Специальность 190601 – «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Орел – 2007

3

1 Цель лабораторной работы

1.Изучить способы ремонта резьбовых соединений.

2.Изучить технологический процесс изготовления резьбовых спиральных вставок и ввертышей.

3.Ознакомится с оснасткой и инструментом, применяемым для ремонта резьбовых отверстий спиральными вставками и ввертышами.

4.Приобрести практические навыки по ремонту резьбовых отверстий спиральными вставками.

2 Порядок выполнения лабораторной работы

2.1Изучить основные правила техники безопасности при выполнении лабораторной работы

2.2Изучить способы ремонта резьбовых соединений.

2.3Изучить назначение технологической оснастки и инструмента применяемого при ремонте.

2.4Изучить технологию изготовления резьбовых спиральных вставок.

2.5Произвести ремонт резьбового отверстия с помощью спиральной

вставки.

2.6Составить технологический процесс ремонта резьбовых отверстий резьбовыми спиральными вставками.

3Оснащение рабочего места.

3.1Имитатор корпусной детали с изношенными резьбовыми отверстиями М12х1,5 (метрическая резьба диаметром 12 мм и шагом 1,25мм).

3.2Набор метрических резьбомеров.

3.2Дрель электрическая ручная ИЭ – 1049э с патроном 3-16 В18.

3.3Спиральное сверло диаметром 12,5 мм с цилиндрическим хвостовиком, средней серии.

3.4Метчик М14х1,5.

3.5Комплект приспособлений для ремонта отверстий резьбовыми спиральными вставками ПИМ – 5343.

4 Указание мер безопасности при проведении лабораторной работы

4.1Перед началом работы студент должен осмотреть свою одежду: манжеты рукавов должны быть застегнуты или завязаны, концы завязок аккуратно убраны, волосы спрятаны под головной убор.

4.2Прежде чем приступить к выполнению того или иного задания студент должен изучить оборудование и последовательность выполнения работ. Следует внимательно следить за показаниями приборов и не допускать работу оборудования при показаниях приборов, превышающих нормальные значения.

4

4.3К работе на лабораторном оборудовании приступать только с разрешения преподавателя или учебного мастера. Запрещается работа на неисправном оборудовании.

4.4При выполнении отдельных работ необходимо пользоваться соответствующей спецодеждой: халатами, фартуками, перчатками, очками и др.

4.5При работе на станках, с ручным инструментом нельзя наклонять голову близко к вращающимся частям. Не рекомендуется стоять в плоскости вращающихся частей оборудования. Нельзя останавливать вращающиеся части руками.

4.6При механической обработке остерегайтесь попадания стружки в глаза. Удаляйте стружку при помощи специальных крючков и щеток, после окончания работы.

4.7Не прикасайтесь одновременно к электрическим приборам и трубам систем отопления и водоснабжения. Следите за целостность электрической проводки.

4.8.При попадании кислоты, щелочи или электролита на открытые участки тела или в глаза пораженные места нужно немедленно промыть струей воды. Затем пораженные кислотой или кислым электролитом места промыть 2-3% - ым раствором питьевой соды, а пораженные щелочью - 1%-ым раствором уксусной кислоты. Затем снова промыть водой.

4.9Во всех случаях получения, травм, ожогов, отравлений пострадавшему необходимо оказать первую помощь и немедленно направить его в медицинское учреждение.

4.10Уважаемые студенты! Ведите себя вежливо по отношению к Вашим коллегам. На рабочем месте не толкайтесь и не шалите – это залог Вашей безопасности и успешного выполнения лабораторного занятия.

5Способы ремонта резьбовых соединений.

Влюбой машине свыше 60 % деталей имеют резьбу. В автомобилях применяют резьбовые соединения с размерами резьб М5...М30, чаще всего М6...М16. При эксплуатации машин резьба изнашивается, витки сминаются, деформируются и срываются. Причем изнашиванию и повреждениям подвергаются, прежде всего, резьбовые отверстия. Незначительные повреждения резьбы (смятие, деформации отдельных витков) устраняют калибровкой ее метчиком или плашкой. При срыве более двух ниток и других серьезных повреждениях применяют различные методы восстановления резьбы в зависимости от конструкции детали, типа резьбы (наружная или внутренняя) и т.д.

Наружную резьбу (на валах, осях и т.д.) восстанавливают следующими способами:

нарезанием резьбы ремонтного размера; наплавкой и нарезанием резьбы номинального размера; электроконтактной приваркой проволоки; заменой изношенной резьбовой части детали.

Старую резьбу срезают на токарном станке и нарезают новую резьбу

5

меньшего размера, например, вместо M16 нарезают M14. Это простой, доступный и дешевый способ. К недостаткам относят: потребность в замене или ремонте соединенной детали; нарушение взаимозаменяемости деталей соединения и уменьшение его прочности.

Для восстановления резьбы до номинального размера применяют механизированную наплавку, чаще вибродуговую и в среде СО2, реже под флюсом и в среде пара. Перед наплавкой старую резьбу срезают. После наплавки деталь протачивают и нарезают резьбу номинального размера. Припуск на обтачивание должен составлять 2...3 мм на сторону.

При наплавке резьбы возникает нежелательное термическое воздействие на соседние закаленные участки детали (шейку под подшипник, шлицы и др.). Такая наплавка затруднена на валах малых диаметров. Эти недостатки отсутствуют при восстановлении резьбы электроконтактной приваркой проволоки.

Сущность способа заключается в том, что сварочную проволоку (типа Св08) диаметром, равным шагу резьбы, укладывают между витками очищенной резьбы, зажимают и приваривают проволоку по винтовой линии. Режимы приварки: плотность тока 300...400 А/мм2; длительность сварочного импульса 0,08...0,12 с; скорость вращения детали (20...25) d мм/мин (d – диаметр детали). Зависимость между силой сварочного тока и усилием сжатия (РСж) роликов выражают уравнением

Рсж 0,64IСВ

Для резьбы М14...М20 Iсв = 4,5...5,0 кА. После приварки проволоки деталь обтачивают и нарезают резьбу номинального размера.

Иногда конец детали с изношенной резьбой отрезают, изготовляют новую часть детали, которую свертывают или сваривают с оставшейся частью. Затем нарезают резьбу номинального размера. При большом диаметре резьбы иногда ее не отрезают, а обтачивают, затем напрессовывают кольцо и нарезают резьбу номинального размера. Этот способ трудоемкий, и поэтому его применяют для восстановления резьбы на крупных дорогих валах, когда другие способы нельзя применить (например, изношена резьба ремонтного размера, а наплавить ее нет возможности).

Внутреннюю резьбу восстанавливают чаще всего в корпусных и других базисных деталях, изготовленных из чугуна и алюминиевых сплавов. При этом независимо от материала деталей характер износа резьбовых отверстий одинаков: наибольший износ и срывы имеют первые два-три витка резьбы, остальные витки изнашиваются значительно меньше. Это объясняется различной нагрузкой на витки резьбового соединения: первый виток нагружен в пять-шесть раз больше последнего.

Внутреннюю резьбу восстанавливают следующими способами (рисунок 1): нарезанием резьбы ремонтного размера; нарезанием резьбы номинального размера на новом месте;

6

заваркой отверстия и последующим сверлением и нарезанием резьбы номинального размера;

с применением полимерных композиций; постановкой резьбовой пробки (ввертыша); установкой резьбовой спиральной вставки.

Рисунок 1 – Способы восстановления резьбы

а) – заварка отверстий с последующим нарезанием резьбы номинального размера; б) – нарезание резьбы увеличенного размера (ремонтная резьба); в) – установка ввертыша; г) – стабилизация и стопорение при помощи металлополимерных композиций; д) – установка спиральной вставки

Вслучае нарезания резьбы ремонтного размера часто приходится изготавливать ступенчатую шпильку. Нарезание резьбы на новом месте возможно в том случае, если конструкция деталей соединения позволяет изменить расположение резьбового отверстия без нарушения взаимозаменяемости (ступицы, фланцы и др.). При заварке резьбовых отверстий в алюминиевых и чугунных деталях необходимо помнить о трудностях и особенностях сварки этих материалов, которые приводят к резкому снижению прочности резьбы. Перед заваркой обязательно удаляют старую резьбу.

Вкачестве полимерных композиций при восстановлении резьбовых соединений обычно используют составы на основе эпоксидной смолы. При зазоре

врезьбовом соединении до 0,3 мм применяют состав (по массе): эпоксидная смола ЭД-16 – 100 частей; дибутилфтолат (ДБФ) – 15; полиэтиленполиамин

(ПЭПА) – 8...10частей.

Если зазор больше 0,3 мм, то в указанный состав добавляют металлические порошки. Часто при восстановлении резьбового соединения с зазором до 0,3 мм, а также для его стопорения в состав вводят не 15, а 45 частей ДБФ, что облегчает последующее отворачивание. Для восстановления малоизношенных резьбовых соединений и стопорения резьбы применяют также анаэробные герметики типов «Анатерм», «Унигерм» и др.

Восстанавливаемые резьбовые поверхности соединения (отверстие и шпильку или болт) зачищают до металлического блеска, дважды обезжиривают ацетоном, сушат и наносят на них полимерный состав. Затем заворачивают шпильку или болт в резьбовое отверстие, удаляют вытесненные излишки состава и отверждают.

При постановке резьбовой пробки изношенное резьбовое отверстие рассверливают или растачивают, нарезают в нем резьбу и ввертывают в него пробку. Затем в ней сверлят отверстие и нарезают резьбу номинального размера. Ча-

7

сто резьбовые пробки дополнительно закрепляют посредством клеевых композиций или стопорными шпильками, ввернутыми на границе пробки с деталью. Пробки изготавливают из мало- и среднеуглеродистых сталей независимо от материала ремонтируемой детали. Основные типы ввертышей показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 – Основные типы ввертышей

а) – прямой открытый; б) – прямой закрытый; в) – прямой открытый с буртиком под ключ; г)

– ступенчатый под стопорение с одного конца.

Восстановление резьбовых отверстий постановкой ввертышей имеет следующие преимущества: позволяет восстанавливать сильно изношенные отверстия корпусных деталей под номинальный размер; не нарушает термообработку деталей, так как не требуется их нагревать; дает хорошее качество восстановленного отверстия.

Недостатки данного способа: высокая трудоемкость и сложность ремонта, невозможность применения, если конструкция детали не позволяет увеличивать отверстие.

Восстановление резьбовых отверстий постановкой вставки имеет следующие преимущества: повышается прочность резьбового соединения в результате более равномерного распределения нагрузки по виткам; появляется возможность восстановления под номинальный размер резьбовых отверстий в тонкостенных деталях; понижается износ резьбовой поверхности при частом завинчивании и отвинчивании; улучшается восприятие динамических нагрузок, увеличивается срок службы соединения.

Спиральная вставка рисунок 3 представляет собой пружину из ромбической проволоки, наружная поверхность которой образует резьбовое соединение с корпусом (блоком), внутренняя со шпилькой или болтом.

Проволоку ромбического сечения для резьб с шагом 0,8...3,5 мм получают волочением на стане ВФР-4 рисунок 4 оборудованному роликовой волокой. Роликовая волка (рисунок 5) состоит из корпуса 1, в котором помещаются рабочие ролики 2 из легированной стали марок 9Х, 9ХС, ШХ15, 12М, Х12Ф с нарезанными на них калибрами, являющиеся деформирующим элементом.

8

его патроне. Конец заготовки проволоки вставляют в прорезь на торце оправки и фиксируют прижимом, устанавливаемым в пиноль задней бабки. Затем проволоку прижимают оправкой с роликом и включают подачу станка.

Длина заготовки для навивки спиральной вставки в миллиметрах

L=πDср n

где Dср – средний диаметр спиральной вставки в свободном состоянии, мм; п – полное число витков вставки.

Рисунок 6 – Оснастка для навивки спиральных вставок

Рисунок 7 – Навивка спиральных вставок на токарном станке:

а) внешний вид; б)схема навивки; 1 – ромбическая проволока; 2 – оправка с роликом; 3

– прижим; 4 – резьбовая оправка; 5 – патрон

Для навивки спиральных вставок в промышленных условиях может быть использован автомат АРВ-1, в основу конструкции которого положен автомат для навивки пружин модели АА-5114,оборудованный приспособлениями для отгиба технологического поводка вставки и нанесения на последнем насечки для последующего его удаления. Годовая производитель-

10