Правка листового и профильного металла

Обновлено: 27.09.2024

Правка листовой стали. Сталь (листовая и тонколистовая), поступающая на завод, имеет выпучины, бухтины, волнистость, возникающие в процессе ее прокатки и транспортировки.

Перед подачей в цех на разметку и вырезку деталей листовую сталь подвергают правке. Необходимость правки обусловливается тем, что иногда величина бухтины и волнистости листов превышает допустимые нормы. Допускаемая величина стрелки прогиба выправленных листов при подаче их на разметку — до 3 мм на 1 пог. м., на фотопроекционную разметку — не более 2 мм на 1 пог. м.

Принцип правки основан на растяжении сжатых волокон листа. Правку производят в холодном состоянии на валках листоправильных машин. При этом лист пропускают между рядами вращающихся валков, которые многократно его изгибают. Сжатые волокна листа растягиваются и принимают такую же длину, что и волокна вне района натяга, вследствие чего лист правится. Для обжатия участков, примыкающих к бухтинам (выпучинам), применяют прокладки. Концы прокладок должны быть расплющены, а кромки закруглены с радиусом не менее 3 мм. В процессе правки прокладки последовательно укладывают в районе сжатых участков листа.

В зависимости от толщины листов для правки их применяют правильные вальцы с числом валков 5—21. Для листов толщиной более 5 мм — 5—9 валков, толщиной 3—5 мм — 11 —13, а толщиной менее 3 мм —21.

Рабочие валки 2, 3, 5, 6, 7 (рис. 69) приводятся в движение от электродвигателя через редуктор и коробку передач. У некоторых вальцов верхние валки вращаются за счет трения, возникающего между листом и валками 2, 3 во время правки.

Рис. 69. Схема правки листа:
1, 4 — вспомогательные валки, 2, 3, 5, 6, 7 — рабочие валки

Верхний ряд валков перемещают вверх и вниз вручную или вспомогательным электродвигателем через устройство, состоящее из ползуна и направляющих, закрепленных на станине. Перемещением верхних валков устанавливают зазор между валками и регулируют давление на лист при правке листов различной толщины. На правильных вальцах имеется механизм с циферблатом, показывающим расстояние между рабочими валками.

При отсутствии правильных вальцов правку листового металла выполняют на гибочных вальцах или гибочных прессах.

Правку деталей из листов осуществляют на оборудовании, применяемом для правки листовой стали.

Качество правки проверяют, прикладывая к листу поставленную на ребро стальную или деревянную линейку.

Правка профильной стали. Профильный прокат поступает с искривлениями, возникшими при прокатке и транспортировке. Необходимость правки профильного проката вызывается отклонением профиля от прямолинейности более чем на 2 мм на 1 пог. м и более 8 мм на всю длину.

Профильную сталь правят на правильных роликовых станках и горизонтальных гибочных прессах, а также методом растяжения на растяжных станках.

При правке на роликовых станках полосу профильной стали пропускают между двумя рядами роликов. Ролики на станках размещены с внешней стороны одной из станин или между станинами. При правке металла различного профиля ролики снимают и устанавливают новые, соответствующие профилю обрабатываемого материала. Нижние ролики насажены на валы с неподвижными подшипниками и не имеют вертикального перемещения. Верхние ролики могут перемещаться в вертикальном направлении. Принцип действия роликового станка аналогичен принципу действия правильных вальцов.

При правке на горизонтально-гибочном прессе профильная полоса упирается в упоры (ролики) пресса; правка производится нажатием на профиль толкача, имеющего возвратно-поступательное движение.

При необходимости полосовая сталь может быть выправлена на плоскость на листоправильных вальцах, а на ребро — на горизонтально-гибочном прессе. Полосовую сталь толщиной до 8 мм и полособульбовый прокат (до № 12) выправляют на листогибочных станках тина ЛГС.

Для устранения провисания листов и профильной стали в процессе правки и облегчения прохода их между валками перед вальцами, правильными станками и сзади них устанавливают рольганги, представляющие собой ряд роликов, подшипники которых поддерживаются сварным металлическим столом-каркасом.

Оборудование для правки металла

Правка листового металла на специальном механическом оборудовании. Фото Подольский завод оборудования

В технологическом процессе изготовления некоторых изделий правка является обязательной операцией с целью их качественного изготовления. Если таких изделий требуется целая серия, то необходимо обеспечить производительность правильной операции. Здесь на помощь приходит специальное оборудование, конструкция которого преобразовывает механическую энергию в действия направленные на исправление дефектных заготовок. На этой странице идет речь о механическом оборудовании, о ручном инструменте для правки смотрите отдельную статью.

Оборудование, используемое в промышленных условиях, разделяется на виды в зависимости от формы и размеров заготовок. Такой способ правки, как машинная, применяется в основном для исправления крупного проката, к которому предъявляются жесткие требования к отклонениям формы и поверхностным дефектам.

Типы заготовок

Для любого из производимых промышленностью профилей: лист, полоса, круглая или профильная труба, уголок, швеллер и другие, можно подобрать для правки приемлемый вариант оборудования.

Современные станки, машины для правки холодным и горячим методом

Правка листового металла на механическом оборудовании. Фото Подольский завод оборудования

Современные виды правильного оборудования значительно увеличивают производительность проведения технологической операции правка. Заготовки могут иметь несколько типов отклонений от нормативных показателей в разных плоскостях. Новейшие модели правильного оборудования исправляют дефекты одновременно, за одно действие.

Многие виды станков дополнительно производят резку и гибку заготовок. Так, например, станок для правки арматуры, широко применяемый в строительстве, выполняет резку ее на мерные прутки, что обеспечивает производительность последующих работ.

Универсализм современного оборудования повышается возможностью обработки заготовок, как в холодном, так и в горячем состоянии. Тем самым гарантируется качество производства работ в плане отсутствия остаточных напряжений в заготовках.

Листоправильные вальцы

Большая кривизна листа не позволяет выполнить условия для качественной его обработки на последующих технологических операциях. Убрать этот дефект позволяет обработка на листоправильных вальцах.

Деформированный лист пропускается между верхним и нижним рядами валков, которые установлены в шахматном порядке. Зазор подбирается немного меньшим, чем толщина листа. В зависимости от количества пар валков в машине, лист столько раз подвергается упруго-пластическому изгибу. В конечном итоге напряжения равномерно распределяются по всему телу листа и он выпрямляется.

Подача листа в рабочую зону осуществляется за счет принудительного вращения нижнего ряда роликов. Верхние ролики имеют привод к перемещению в вертикальной плоскости, тем самым создают нужные усилия при изгибе.

Правка полосового металла на листоправильных вальцах. Фото Подольский завод оборудования

Существует много различных моделей листоправильных вальцов. Они отличаются по габаритам, характеристикам, обеспечивающим производительность, количеству дополнительного оборудования, способами регулировки зазора и другим показателям. На отечественном рынке представлены как отечественное оборудование (станки моделей ЛП 12.20; ЛП 16.30 Славгородского завода кузнечно-прессового оборудования), так и листоправильные станки зарубежных фирм ARKU (Германия), Roundo (Швеция), MG SP (Италия), Kohler (Германия) и других.

Прессы

Пресс гидравлический одностоечный с приводом усилием 25тс (250кН) модели П6324Б (пресс П6324). Фото Кувандыкский завод кузнечно-прессового оборудования «Долина»

Правка относительно крупных заготовок типа валов выполняется на прессах. Они могут иметь механический привод, а для применения больших усилий для правки используют гидравлические пресса, которые дополнены специальной оснасткой, правят дефекты на толстостенных листах.

Классическая схема для правки валов состоит из трех опор. Две из которых представляют регулируемые по высоте призмы. Они устанавливаются на удлиненной станине пресса и являются опорами для заготовки. Третья опора выполняется заодно с пуансоном и передает усилие на дефектную часть вала. Обладает самоустанавливающимися свойствами в зависимости от геометрии поверхности исправляемой заготовки. Биение вала после правки проверяется индикаторным прибором.

Валы правятся как в холодном, так и в горячем состоянии. В последнем случае пресс и нагревательное устройство (печь, установка ТВЧ) должны находится рядом друг с другом.

Наиболее технологичными, при выполнении правки заготовок, являются гидравлические пресса. Малая скорость прессования и большое время выдержки создают условия для качественного выполнения операции. Практически все модели гидравлических прессов по требованию заказчиков могут оснащаться правильным столом и механизмом точной правки.

Моделей гидравлических прессов, способных участвовать в технологии правки, огромное множество как отечественных (ПБ6330-02, ПБ6334-02, П6324, ДЕ2428 и другие), так и зарубежных фирм.

Гидравлический пресс PHCcR100. Предназначен для правки (рихтовки) длинномерных заготовок типа «вал». Станина выполнена в виде сварной стальной рамы, которая позволяет устанавливать длинные заготовки. На столе устанавливаются две призмы, которые могут менять свое положение и крепиться ручным зажимом. Нижняя часть штока гидравлического поршня имеет фасонную поверхность, которой выполняется давление на рихтуемую поверхность. Гарантированно защищена от проворачивания. Для определения отклонения пресс оснащен механическим микрометром, опционально лазерным.

Гидравлический пресс фирмы Schuler производства Германия усилием 400 т. Предназначен для правки заготовок типа круга или труб длиной до 6 метров. Стол оснащен подвижными тележками для изменения места гиба. Увеличение длины стола производится за счет установки дополнительных базирующих элементов.

Пресс гидравлический одностоечный ПБ6334. Фото ПромСтройМаш

На тележках установлены подпружиненные призмы, на которых заготовка может вращаться в свободном состоянии на подшипниках. Правка металла производится в трех призмах, третья закрепляется на гидроцилиндре с помощью шарнирной опоры.

Оперативное измерение производится лазерной линейкой и отображается на дисплее с помощью контроллера Siemens. Диаметр обрабатываемых деталей до 400 мм.

Помимо механического управления перемещениями тележек и вращением заготовок, существует автоматизированная система управления прессом. Установленные датчики позволяют определять место максимального прогиба и перемещать его к правильной призме.

Где купить

Высокопроизводительное оборудование для правки металла пользуется достаточно высоким спросом, что обеспечивает широкий выбор оснащения, предлагаемого изготовителями и поставщиками. Предприятия, предлагающие станки для правки металлических заготовок разного типа, представлены в отдельном разделе нашего сайта.

Кроме этого, в соответствующем разделе сайта собраны компании, сотрудники которых оказывают услугу правки металла.

Правка листового и профильного материала

Точность и качество разметки и обработки деталей корпуса, а также последующей сборки и сварки корпусных конструкций в значительной мере зависят от степени ровности поверхности листового и профильного материала.

Стальные листы в результате неравномерного охлаждения после прокатки на металлургическом заводе могут иметь местные выпучины или волнистость. Неровности могут возникнуть также в результате механических воздействий и по другим причинам. Поэтому листовой и профильный материал, имеющий недопустимую волнистость поверхности и отклонения от прямолинейности, до обработки подвергают правке. При необходимости правят также детали корпуса, получившие недопустимую волнистость поверхности или криволинейность в процессе обработки.

В местах искривления часть волокон в поперечном сечении листа укорочена по сравнению с другими волокнами. Для выправления листов необходимо уравнять длины волокон, что может быть достигнуто либо за счет укорочения растянутых волокон, либо за счет удлинения сжатых. Правка материала основана на растягивании сжатых волокон.

Наиболее распространенным способом правки листов является правка в холодном состоянии на специальных правильных вальцах. При правке лист пропускают между двумя рядами вращающихся валков (рис. 11.1). Расстояние между верхним и нижним рядами валков принимается несколько меньше толщины выправляемого листа, поэтому в процессе правки лист многократно изгибается; при изгибе сжатые волокна растягиваются. Обычно бухтины располагаются неравномерно по поверхности листа. Поэтому, чтобы создать сосредоточенное давление на сжатые волокна листа, применяют стальные прокладки шириной 100—150 мм, толщина которых выбирается соответственно величине выпучины (бухтины). Под воздействием усилий, возникающих в местах расположения прокладок, сжатые волокна растягиваются.

Рис. 11.1. Схема правки листа. 1—5 — рабочие валки; 6, 7 — вспомогательные валки.

Для правки листов применяют правильные вальцы с числом валков от пяти до двадцати одного. Листы толщиной более 5 мм обычно правят на пяти-, девятивалковых вальцах, листы толщиной 3—5 мм — на одиннадцати- и тринадцативалковых вальцах. Для правки листов толщиной менее 3 мм применяют вальцы с числом валков до двадцати одного. Увеличение количества валков с уменьшением толщины выправляемых листов вызвано тем, что тонкие листы обладают повышенными упругими свойствами (пружинением) и требуют большого количества изгибов при правке.

Листоправильные вальцы (рис. 11.2) устроены следующим образом. В неподвижной станине укреплен нижний ряд валков.

Рис. 11.2. Пятивалковые правильные вальцы.

Верхний ряд валков вместе с поперечной рамой при помощи ползунов в направляющих, установленных в боковых колоннах станины, перемещается вверх и вниз с помощью ручного привода или от вспомогательного электродвигателя. Перемещение верхних валков в вертикальной плоскости необходимо для регулирования давления на лист и зазора между валками при правке листов различной толщины. Вращение валкам передается от электродвигателя. У некоторых вальцов верхние валки вращаются только благодаря трению, возникающему между листом и валками во время правки (прокатки).

В дальнейшем предполагается снабдить листоправильные вальцы специальной аппаратурой для автоматической настройки валков и контроля точности правки.

Правят профильный прокат в большинстве случаев на горизонтально-гибочных прессах, роликовых машинах или гидравлических прессах.

Горизонтально-гибочные прессы для правки профилей имеют ползун, к которому присоединяется толкач. Ползун вместе с толкачом могут совершать возвратно-поступательное движение. Против толкача располагаются два упора, расстояние между которыми может изменяться. Упоры могут перемещаться и в продольном направлений. Профильная полоса, подлежащая правке, упирается в упоры (ролики) пресса. Правка осуществляется нажатием на профиль движущимся толкачом (рис. 11.3).

Рис. 11.3. Схема правки профиля на горизонтально-гибочном прессе.

1 — профильная полоса; 2 — толкач; 3 — упоры пресса.

Заслуживает внимания процесс правки методом растяжения на специальных растяжных машинах, который лишен указанных выше недостатков. При этом производительность повышается в 3—4 раза и увеличивается диапазон толщин выправляемых листов на одной машине. В рассматриваемом случае лист или профиль зажимают в специальных зажимах. После этого зажимы с помощью гидравлических домкратов раздвигаются и растягивают выправляемую деталь. К сожалению, по ряду обстоятельств растяжные машины не получили пока распространения на судостроительных заводах, хотя и являются весьма перспективными, особенно в условиях комплексно-механизированного корпусообрабатывающего производства.

Способы правки металла

Технологической операцией правка достигается подготовка детали к проведению дальнейшей ее качественной обработки. Размеры, материал и степень дефектности определяют способы, которыми выполняется правка.

Технология

Суть технологической обработки при правке — создать такие напряжения растяжения/сжатия в заготовке, которые при взаимодействии с напряжениями, вызванными дефектами, смогли бы их нивелировать. Основные технологические способы выполнения правки следующие:

изгиб заготовки в холодном состоянии;
правка заготовки растяжением в холодном состоянии;
местный нагрев отдельных участков, например, газовыми горелками.

Когда необходима правка, назначение

Правка листового металла на механическом оборудовании. Фото Подольский завод оборудования

Некоторые технологические операции (резка ножницами, вырубка зубилом, сварка и другие) выполняются с остаточным деформированием на заготовках, нарушающих их форму. Для дальнейшей обработки следует устранить возникшие дефекты. Правка здесь является обязательным участником технологического процесса.

Листовые и другие типы заготовок

Заготовки, получаемые прокатом, обладают повышенными пластическими свойствами, так как при производстве испытывают большие степени деформации. Это позволяет применять к ним способы, которые дают положительный результат при выполнении технологической операции правка. Прокат любой формы: пруток, свернутую в бухту проволоку, круглые и профильные трубы, листы, полосы, ленты, уголки, балки, швеллера и другие, могут быть в качестве заготовок для правильных операций.

Какие бывают виды, приемы правки, применяемые инструменты и оборудование

Правят заготовки как вручную, холодным или горячим способом, так и с помощью механического оборудования. Каждый из способов имеет свою специфику, только ему присущие инструменты, приспособления и оснастку.

Ручная

Наковальня RIDGID. Фото 220Вольт

Ручная правка используется в домашних мастерских и на производстве при изготовлении единичных деталей. Основными атрибутами ручной правки являются правильные плиты, наковальни и большое количество молотков различного вида.

Для проведения некоторых видов ручной правки применяются приспособления из области самодеятельного творчества, позволяющие улучшить ее качество. Более подробно о специфике технологии ручной правки различных по форме заготовок смотреть в статье «Правка металла: листового, полосового, проволоки, круглого и уголка».

Механическая: растяжением и не только

Вальцы гидравлические STALEX
HER-2070×4.5 используется для правки. Фото Сталекс

В условиях серийного производства используется специальное правильное оборудование. Далее представлен краткий анализ каждой группы оснащения:

Правильное оснащение пользуется высоким спросом, что обуславливает широкий выбор оборудования, предлагаемого производителями и поставщиками.

В холодном состоянии

При дефектах поверхности, которые не создают больших деформаций, для их устранения применяется холодная правка. Она заключается в приложении нагрузки к деформированному объекту или созданием наклепанной определенным образом поверхности.

Недостатком холодной правки является возможность возврата заготовки в исходное дефектное состояние. Здесь трудно контролировать распределение напряжений по телу заготовки, есть возможность возникновения значительных неуравновешенных напряжений. Они как раз будут причиной образования на заготовке таких же дефектов через некоторое время. Наклепанная поверхность значительно снижает усталостную прочность заготовки.

Правка холодного металла. Фото Подольский завод оборудования

Повысить качество холодной обработки помогут следующие действия:

оставить заготовку после обработки под нагрузкой на длительный промежуток времени;
выполнять процесс с перегибом в противоположном направлении, чтобы затем сделать правку в обратную сторону.

Термическая, горячая, с местным нагревом, греть или нет

Устранить значительные отклонения от номинальных размеров поможет правка с нагревом. При таком способе, до приложения необходимой нагрузки, деформированную часть заготовки равномерно прогревают до достижения требуемой температуры по всей длине дефектного участка. Нагрев можно проводить, например, газовой горелкой (газом), при этом он не должен превышать температуру отжига исправляемого металла. После такой правки обычно выполняют термообработку заготовки типа нормализации или отжига для выравнивания структуры металла.

В некоторых случаях эффективно применение правки с местным нагревом (особенно для массивных деталей). При этом методе место заготовки с наибольшей величиной дефекта быстро прогревается до температуры отжига. Концы заготовки должны быть закреплены, в таком варианте нагретый металл не имея возможности расширяться, получит деформации сжатия. При дальнейшем охлаждении будут возникать растягивающие напряжения, способствующие распрямлению заготовки.

Газопламенная

Ацетиленовая горелка. Фото ВсеИнструменты.ру

Этот термический способ отличается универсализмом, он не зависит от формы заготовки, может использоваться для любых видов металлов. Каких-то конкретных рекомендаций здесь дать невозможно. Характер и форма нагрева выбирается индивидуально после анализа деформаций на исправляемой заготовке. Основные параметры газопламенной правки следующие:

температура нагрева;
скорость нагрева;
выбор мест нагрева;
определение формы нагрева.

Температура и скорость нагрева зависят от газа, который используется в горелке. Наиболее высокая теплотворная способность у ацетилена. Меньшую интенсивность можно получить, если применить природный газ, пропан и другие.

Форма и расположение мест нагрева бывают следующие:

нагрев в одной сосредоточенной точке;
нагрев полосой — здесь для создания нужных напряжений используется разное линейное расширение в поперечном и продольном направлении, например, на заготовках из листа;
клиновидный нагрев, чтобы убрать продольный изгиб или саблевидную форму.

Важно! Использование дополнительного источника тепловой энергии может привести к созданию критических величин напряжений и образованию трещин непосредственно во время прогрева или во время эксплуатации. Необходимо после такой правки проводить термообработку, стабилизирующую структуру металла.

Где заказать

Оказанием услуги по правке металла занимается достаточно большое количество компаний, некоторые из которых представлены в отдельном разделе нашего сайта.

Читайте также: