СТЕНД ДЛЯ ФИНИШНОЙ ПРАВКИ КОЛЕСНЫХ ДИСКОВ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, более конкретно, к стендам для финишной правки колесных дисков легковых автомобилей и может найти применение на предприятиях автосервиса при устранении дефектов колесных дисков, связанных с осевым или радиальным биением частей дисков, возникающих в результате нарушения режимов эксплуатации ходовой части автомобилей.
Устранение дефектов узлов и деталей машин, в том числе, осевого и радиального биения, формы и взаимного расположения рабочих поверхностей (полок, закраин, кольцевых выступов) колесных дисков автомобилей осуществляют с помощью различных механических или гидравлических приспособлений и устройств, обеспечивающих вытяжку, осадку, раздачу, обжатие, раскатку или выдавливание металла в дефектной области (см. Пучин Е.А и др. Технология ремонта машин. М., изд. «КолосС», 2007, с.144).
Ремонт таких ответственных изделий как литые, штампованные или сварные колесные диски легковых автомобилей связан с тем, что при этом используется. значительное число приспособлений и инструментов. Как правило, указанные средства применяют для устранения отдельных видов дефектов вручную или с использованием простейших механизмов, что занимает сравнительно много времени. Необходимым решением в этих условиях является создание специализированных стендов для предварительного устранения дефектов и финишной правки различных типов колесных дисков автомобилей.
Известно устройство для восстановления колесных дисков, содержащее деформирующий элемент, опорный ложемент с роликами, не менее двух колодок, контрольный и фиксирующий элементы (см. патент РФ №47828, опублик. 10.09.2005).
Колесный диск, подлежащий восстановлению в известном устройстве, устанавливается на ролики ложемента, фиксируется оправкой и поджимается колодками. Внутри колесного диска устанавливается опора для домкрата, диск прокручивают на роликах и выявляют области расположения дефектов на контролируемых поверхностях с помощью индикаторов.
Когда расположение дефектов выявлено, диск устанавливают в ремонтируемом положении на роликах ложемента, фиксируют оправкой и поджимается колодками. Затем деформированный элемент диска нагревают газовой горелкой и выправляют с помощью домкрата, установленного на опоре внутри обода диска. Такое выполнение устройства связано с необходимостью нагрева сильно деформированных участков колесных дисков и сложностью средств для их установки в положение для механической правки. Это вызывает снижение эффективности устройства, увеличивает время ремонта дисков и может привести к недопустимым изменениям структуры металла ремонтируемого изделия.
Наиболее близким техническим решением к предложенному, является стенд для правки колесных дисков автомобилей, включающий средства для механического воздействия на деформированные участки дисков (см. Каталог автоспецоборудования. Стенд для правки дисков Р-184М2. Производитель ОАО «Автоспецоборудование» г.Великий Новгород, ул. Большая Санкт-Петербургская, 43. www.nowaso.ru - прототип).
Особенностью известного стенда является то, что он предназначен для правки дефектных участков, преимущественно, стальных штампованных и сварных колесных дисков автомобилей методом гибки профиля обода роликами. При этом обеспечивается ремонт колесных дисков с размерами от 12 до 18" с формой бортовой закраины В, J, К, L по ОСТ 37.001.429-86. Средства для механического воздействия на деформированные участки колесных дисков в известном стенде содержат механизмы для фиксации колесного диска в горизонтальном положении с возможностью вращения и радиальной подачи роликов при обкатке элементов обода диска. С помощью известного стенда возможно устранение или снижение радиального биения посадочных полок колесных дисков указанного типа, дефектов типа вмятин на закраинах и кольцевых выступах или осевого биения бортовых закраин до нормативных значений.
К недостаткам известного стенда следует отнести сложность или невозможность устранения на нем дефектов типа радиальных биений посадочных полок, кольцевых выступов, а также вмятин на литых, штампованных или кованных колесных дисках из легких сплавов. Это связано, в частности, с тем, что при обкатке роликами элементов диска из легких сплавов нарушается молекулярная структура металла, происходит ослабление конструктивных элементов дисков.
Решаемой задачей полезной модели является создание эффективного и удобного в эксплуатации универсального стенда для финишной правки колесных дисков легковых автомобилей до полного устранения дефектов или уменьшения отклонений размеров дисков до нормативных значений.
Дополнительной, к указанной, является задача быстрого и качественного ремонта литых, штампованных, кованных или сварных колесных дисков автомобилей в условиях предприятий автосервиса без ограничений по их модификациям, габаритам и материалу дисков.
Указанная задача решается тем, что в стенде для финишной правки колесных дисков легковых автомобилей, включающем средства для механического воздействия на деформированные участки дисков, согласно полезной модели, стенд содержит механизированный агрегат, выполненный на базе токарного станка с возможностью установки в патроне шпинделя колесных дисков различных производителей, средства для механического воздействия на деформированные участки дисков включают набор инструментов, имеющих удлиненное тело с фигурным наконечником для крепления в гнездах резцедержателя токарного станка, а средства для установки дисков в патроне шпинделя включают набор имитаторов ступиц автомобилей, выполненных в виде фланцев, снабженных с обеих сторон хвостовиками.
Кроме того, инструменты набора могут быть снабжены клинообразными и изогнутыми фигурными наконечниками для правки радиальных биений боковых закраин, роликовыми наконечниками для правки осевых биений боковых закраин и овальными наконечниками для правки радиальных биений посадочных полок, кольцевых выступов и дефектов типа вмятин, набор имитаторов ступиц может включать крепежные элементы, кольцевые проставки и приспособление для соединения имитаторов ступиц с соответствующим колесным диском перед установкой в патроне шпинделя, причем набор инструментов может содержать 8-15 видов инструментов, а набор имитаторов ступиц 18-25 их модификаций для установки в патроне шпинделя колесных дисков отечественного и иностранного производства.
Кроме того, механизированный агрегат может быть выполнен на базе токарного станка ДИП - 300, снабженного системой автоматической продольной и поперечной подачи резцедержателя с инструментами и средствами контроля отклонений размеров дисков от нормативных.
Такое выполнение стенда позволяет решить поставленную задачу создания высокопроизводительного и удобного в эксплуатации универсального стенда для устранения на этапе финишной правки типичных дефектов литых, штампованных, кованных или сварных колесных дисков легковых автомобилей в условиях предприятий автосервиса. Для предложенного стенда практически отсутствуют ограничения по размерному ряду, материалам и техническим характеристикам ремонтируемых дисков.
Высокое качество ремонта колесных дисков на предложенном стенде обусловлено использованием специального оборудования и механизированного агрегата на базе токарного станка, а также строгим соблюдением технологического процесса правки с учетом приобретенного оператором стенда опыта и в соответствии с рекомендациями производителей. С помощью автоматической продольной и поперечной подачи резцедержателя с инструментами в заданном направлении осуществляется дозированное силовое воздействие инструмента для выправления согнутой части диска давлением или вытягиванием.
Наличие в составе стенда указанных инструментов с фигурными наконечниками и автоматического привода подвижного держателя инструмента позволяет, при указанных условиях, достичь необходимых постоянных или кратковременных усилий для достижения пластической деформации металла в зоне дефекта и восстановления исходных размеров диска. Следует также отметить, что высокое размещение шпинделя над станиной станка в группе токарных станков типа ДИП - 300, обеспечивает установку на нем дефектных колесных дисков различных производителей и позволяет производить финишную правку ряда модификаций дисков легковых автомобилей диаметром 10-22" и выше.
Выполнение указанных инструментов набора с фигурными наконечниками клинообразной или изогнутой формы используется, как было указано, преимущественно, для правки радиальных биений боковых закраин дисков. Роликовые наконечники инструментов предназначены в основном для правки осевых биений боковых закраин стальных дисков, а инструменты с овальными наконечниками - для правки радиальных биений посадочных полок, кольцевых выступов и дефектов типа вмятин. Общее количество инструментов в наборе для устранения основных дефектов различных дисков содержит не менее 8 видов инструментов, при этом 15 модификаций данных инструментов необходимы для исправления всей возможной гаммы дефектов колесных дисков легковых автомобилей.
Указанное выполнение имитаторов ступиц в наборе из 18 модификаций обеспечивает их соединение с основными типами колесных дисков для их правки при условии, если фланец каждого из имитаторов снабжен дополнительным количеством крепежных отверстий для крепления к дискам того же или другого размерного ряда. 25 модификаций имитаторов ступиц с дополнительными крепежными отверстиями обеспечивают указанное соединение с большинством типов колесных дисков отечественных и зарубежных производителей, количество которых приближается к ста. При этом общее число модификаций дисков различных фирм по форме, габаритам, материалу и дизайну дисков достигает многих сотен.
Для соединения с дисками указанный набор имитаторов ступиц должен включать стандартные крепежные элементы в виде болтов необходимого диаметра и длины, а также значительное число кольцевых проставок для центрирования дисков и имитаторов ступиц. В связи с большим количеством различных модификаций колесных дисков и ограниченным числом имитаторов ступиц число кольцевых проставок в наборе может достигать ста и более, поскольку для отдельных модификаций дисков необходимо изготавливать до десяти проставок, отличающихся посадочными размерами в 0,1-0,2 мм. Толщина указанных проставок в наборе может изменяться от единиц мм до 20 мм, а диаметр должен укладываться в поле допусков посадочных отверстий дисков и имитаторов ступиц при их центрировании. Для удобства сборки имитаторов ступиц и дефектных дисков перед их установкой в патроне шпинделя токарного станка целесообразно использовать также горизонтально расположенное сборочное приспособление, выполненное, например, в виде передвижной подставки с отверстием под хвостовик имитатора ступицы.
На фиг.1 схематически представлен вид предложенного стенда в плане, на фиг.2 показан набор инструментов и вспомогательных приспособлений.
Стенд для финишной правки колесных дисков легковых автомобилей, содержит механизированный агрегат, выполненный на базе токарного станка 1 с возможностью установки в патроне 2 шпинделя колесных дисков 3. Средства для механического воздействия на деформированные участки дисков 3 включают инструменты 4, имеющих удлиненное тело для крепления в гнездах резцедержателя 5 токарного станка 1. Средства для установки дисков 3 в патроне 2 включают имитаторы ступиц 6 автомобилей, выполненные в виде фланцев, снабженных с обеих сторон хвостовиками 7. Инструменты 4 устанавливаются непосредственно в гнездах резцедержателя 5 или в подшипниковой оправке 8 с возможностью вращения вдоль своей оси. При этом оправка 8 снабжена средствами для крепления в других гнездах резцедержателя 5. Задняя бабка токарного станка 1 обозначена поз.9.
Инструменты 4 могут быть снабжены клинообразными 10 и изогнутыми 11 фигурными наконечниками, в том числе, для правки радиальных биений боковых закраин дисков 3. Роликовые наконечники 12 предназначены для правки осевых биений боковых закраин дисков 3, а различного рода овальные наконечники (см. фиг.2) используются для правки радиальных биений посадочных полок, кольцевых выступов и дефектов в виде вмятин на колесных дисках. На фиг.2 в уменьшенном масштабе представлен набор инструментов из 8 модификаций, четыре из которых имеют овальные наконечники 13, два имеют роликовые наконечники 12, а один спаренный инструмент 4 имеет два наконечника - клинообразный 10 и изогнутый 11.
Набор имитаторов ступиц 6 включает 20 модификаций для установки в патроне 2 колесных дисков 3 большинства отечественных и иностранных производителей. Указанный набор включает также необходимое количество стандартизованных крепежных элементов 14 в виде болтов различных размеров, кольцевые проставки 15 и приспособление 16 для соединения имитаторов ступиц 6 с соответствующим колесным диском 3 перед установкой в патроне 2 шпинделя токарного станка 1. Сборочное приспособление 16 выполнено в виде передвижной подставки с горизонтально расположенной опорой, снабженной отверстием под хвостовик 7 имитатора ступицы 6.
Механизированный агрегат предложенного стенда выполнен на базе токарного станка типа ДИП - 300 (производство станкостроительного завода им С.М. Кирова) с возможностью вращения ремонтируемых колесных дисков 3 в процессе правки с регулируемой скоростью до 400 об/мин. При этом токарный станок 1 имеет систему автоматической продольной и поперечной подачи резцедержателя 5 с закрепленными на нем инструментами 4 для воздействия через них на дефектные участки колесного диска 3. Кроме того, стенд может быть снабжен средствами контроля отклонений размеров дисков 3 от нормативных, например, в виде индикаторов биений и линейных отклонений размеров дисков (не показаны).
Стенд для финишной правки колесных дисков легковых автомобилей функционирует следующим образом.
Предварительно оператор стенда проводит измерение геометрических параметров колесного диска 3 после устранения значительных отклонений его фактических размеров от нормативных с помощью соответствующего оборудования и приспособлений (не показаны). Оператор определяет уровень отклонений от нормативных значений известными инструментальными методами или на специализированном стенде для дефектации дисков (не показаны). Необходимость финишной правки колесных дисков 3 на предложенном стенде возникает в случае наличия на них дефектов, связанных радиальными и осевыми отклонениями частей диска от исходных в пределах 0,3-3 мм.
В зависимости от типа конкретного ремонтируемого колесного диска 3 оператор подбирает по каталогу, включающему характерные посадочные размеры, из имеющегося набора подходящий имитатор ступицы 6, соответствующие крепежные болты 14 и кольцевые проставки 15, обеспечивающие необходимую центровку деталей. Сборку диска 3, имитатора ступицы 6 и проставок 15 оператор осуществляет на приспособлении 16 перед установкой в патроне 2 токарного станка 1, затяжка болтов производится с помощью пневматического гайковерта.
Затем оператор зажимает в патроне 2 токарного станка 1 один из хвостовиков 7 имитатора ступицы 6 с закрепленным на нем диском 3. Второй хвостовик имитатора ступицы 6 поджимается вращающимся центром задней бабки 9 для предотвращения перекоса колесного диска 3 при правке. С помощью стандартных индикаторов или по величине зазора между поверхностью вращающегося диска 3 и неподвижной деталью, например инструментом 4, оператор проверяет характер дефектов и величину осевого или радиального биения элементов диска.
Для устранения незначительных (0,5-2 мм) радиальных биений диска в области посадочных полок можно воспользоваться инструментом с фигурным наконечником 10 клинообразной формы, который оператор сначала закрепляет в резцедержателе 5, затем подводит с использованием автоматической подачи или вручную к внутренней точке обода неподвижного диска 3 в области обнаруженного дефекта. При этом оператор использует подачу резцедержателя 5 с указанным инструментом в направлении от оси диска 3. Для устранения осевого биения закраин диска 3 оператор может использовать подачу резцедержателя 5 с указанным инструментом в направлении к патрону 2 вдоль оси диска 3.
На каждую из данных операций обычно уходит от одной до нескольких минут. Во всех случаях оператор оценивает силу давления рабочего наконечника инструмента 4 на деформированный участок диска 3, прежде всего, при визуальном наблюдении за уровнем деформации, превышение которого легко предотвратить отключением соответствующей подачи резцедержателя 5 и инструмента 4. Опыт работы на стенде показывает, что для некоторых дисков, при значительной величине отклонения размеров от нормативных, оператор может неоднократно повторять операцию правки до достижения исходных геометрических параметров колесного диска. Интенсивность таких воздействий определяется опытным путем и зависит от многих факторов, в частности, от величины деформации диска, жесткости деформированных участков, от материала диска и способа его изготовления. При радиальном биении диска 3 в области закраин используется инструмент с фигурным наконечником 11 изогнутой формы в виде зацепа, который подводится оператором изнутри к закраине диска 3 с последующим включением поперечной подачи в направлении от оси диска для восстановления его исходной формы. Другие типы инструментов с овальными 13 или роликовыми 12 фигурными наконечниками выполнены с возможностью вращения вдоль своей оси в подшипниковой оправке 8, снабженной пластиной для крепления в гнездах резцедержателя 5. При этом инструменты с овальными фигурными наконечниками, обладают различной длиной для устранения радиальных биений посадочных полок, кольцевых выступов или дефектов в виде вмятин на всей ширине обода неподвижного диска. Принцип их действия на деформированные участки обода диска 3 аналогичен описанному выше.
Инструменты с роликовыми наконечниками 12 используются при необходимости правки радиальных биений посадочных полок, преимущественно, стальных дисков и при устранении дефектов радиального и осевого биения закраин этих дисков. Правка стальных дисков осуществляется при обкатке указанных частей роликами 12 различной конфигурации как снаружи обода диска, так и изнутри его. В отдельных случаях, по окончании правки колесных дисков указанным образом, может быть предусмотрена финишная токарная обработка отдельных элементов диска, в том числе, для снятия заусенцев, которые могли появиться после предыдущих операций правки дисков.
Эффективность предложенного стенда повышается за счет его оснащения механизированным агрегатом в виде специальным образом оснащенного токарного станка с большой высотой шпинделя и указанными инструментальными средствами механического воздействия на деформированные участки дисков. Оснащение стенда наборами указанных инструментов и приспособлений улучшает организацию работ по финишной правке колесных дисков большинства отечественных и зарубежных производителей.
Финишная правка колесных дисков легковых автомобилей на предложенном стенде обеспечивает сохранение исходной структуры металла диска. Высокое качество ремонта дисков на данном стенде обусловлено строгим соблюдением технологического процесса холодной пластической деформации элементов диска с учетом рекомендаций производителей. Предложенный стенд изготовлен согласно полезной модели и прошел необходимые технические испытания, которые подтвердили основные характеристики стенда и качество ремонта колесных дисков, обладающих дефектами осевого биения.