Правка листового металла нагревом
Обновлено: 04.07.2024
Использование данной технологии позволяет выровнять дефекты без покраски. В данном случае применяют вакуумные вытяжки и рычаги. Выравнивание вмятин на кузове автомобиля таким способом основано на перепаде давления. Работы состоят в том, что подходящий по размеру рычаг, то есть доходящий до дефекта, помещают в технологическое отверстие кузова автомобиля и надавливают на него, пока поврежденный участок не вернется в исходное состояние.
Возвращение материала в исходное состояние обычно сопровождается щелчком.
Давление нужно оказывать осторожно, чтобы не допустить выгибания металла в противоположную сторону. Если это произошло, участок можно выровнять фторопластовым отбойником.
Если вмятина расположена близко к отверстию кузова, то на нее можно оказать давление изнутри без использования рычага. Однако далеко не всегда кузов автомобиля поврежден вблизи технологических отверстий, и к дефекту бывает проблематично подобраться изнутри. В случае отсутствия такой возможности выравнивание повреждений осуществляют одним из рассмотренных далее способов.
Оборудование для правки
Если данные переходы совмещаются с основными операциями деформирования (как часто бывает при горячей штамповке), то специального оборудования не требуется. Холодную правку металлических прутков или полос выполняют на . Они представляют собой машины горизонтального исполнения, которые работают по принципу ротационной штамповки.
Отличие заключается в том, что давления, создаваемые рабочими роликами, не должны превышать предела пластичности выправляемого материала. Такие машины функционируют в автоматическом режиме, а потому отличаются высокой производительностью. Аналогично правят и прутки, только профиль рабочих роликов в этом случае выполняется не плоским, а соответствующим сечению исходного материала.
Наиболее сложной и ответственной является правка деталей после холодного выдавливания. Поскольку деформационное упрочнение материала при этом весьма велико, то удельные усилия могут достигать предела пластичности, т.е. 600…800 МПа и даже более. Ударный характер нагрузки, создающейся винтовым прессом, не обеспечивает должного качества правки из-за инерции материала. Поэтому используются специальные прессы серий К82__ и К83__ с кривошипно-коленным рабочим механизмом. Особенность схемы такого пресса — в возможности обеспечить выдержку детали (до 2…3 с) под давлением при крайнем нижнем положении ползуна оборудования. В результате внутренние напряжения преодолеваются, а деталь выравнивается.
В ходе обработки, хранения или эксплуатации металлические детали и заготовки могут терять первоначальную форму.
Для выполнения последующих операций, соблюдения размеров и формы готового изделия важно, чтобы конфигурация и размеры заготовки совпадали с проектными значениями. Этого достигают промежуточно-подготовительной операцией правки металла. Операцию проводят на холодной детали либо нагревают ее с целью пластичности.
Листовая заготовка может помяться, имеющая цилиндрическую форму — искривиться. Валы и оси могут погнуться.
Что такое правка металла?
Процесс возвращения металлической заготовке исходной формы называется правкой металла. Дефекты бывают следующие:
А также некоторые другие.
Выправление вмятины магнитом
Нужно отметить, что данная технология подходит для выпрямления лишь небольших повреждений. Как выровнять металл на машине без шпаклевки? В процессе работы магнит перемещают по поверхности поврежденного участка от краев к центру вмятины, натягивая его на себя.
Во избежание повреждения лакокрасочного покрытия под магнит следует подложить мягкую ветошь.
Внешнее выравнивание по клеевой технологии
Этот метод называют также вакуумным, а суть данной технологии состоит в вытягивании вмятины пистоном, закрепленным на поврежденном участке кузова с помощью клея. Однако возможно использование и непрофессиональных приспособлений, представленных присосками. Аппликатор закрепляют при помощи клея на поврежденном месте кузова.
По завершении его высыхания центральную точку вмятины вытягивают мини-лифтером. Присоску применяют по тому же принципу.
В целом, клеевой метод выпрямления вмятин считают одним из наиболее простых и быстрых.
Шабрение абразивными материалами
Для сверхтонкого выравнивания при толщине снимаемого слоя до 0,0001 мм используют притирку абразивными материалами вручную или на станках. В процессе притирки применяются два вида абразивов:
- твердые (кремень, алмаз, кварц, корунд, синтетический альбор);
- мягкие (пастообразные составы).
Твёрдые абразивы используют для притирки чугунных и стальных деталей. Мягкие абразивы – для деталей из меди, алюминия, олова и других мягких металлов.
По способу выполнения притирка бывает:
Правила шабрения
Ручная абразивная обработка выполняется с помощью специального инструмента под названием притир.
В зависимости от очертания обрабатываемой поверхности, шабровочные притиры могут быть:
- плоскими;
- цилиндрическими;
- призматическими и т. д.
Притирочный инструмент изготавливают из дерева, металла, стекла, бронзы и других материалов.
Процесс нанесения абразивных материалов на притир называют шаржированием.
Механическая притирка выполняется на специальных притирочных либо обычных токарных станках, оборудованных притирочными насадками. Одной из разновидностей механической притирки является пескоструйная обработка.
Исправление дефекта термальным воздействием
Рассматриваемый способ предполагает применение строительного фена и баллончика со сжатым воздухом. Также понадобится защитное снаряжение в виде очков и перчаток, так как работы осуществляются при температуре от 300 до 650° С.
Данная технология основана на стремлении металла к возврату в первоначальное состояние. Сначала поврежденный участок кузова автомобиля нагревают строительным феном, а после этого охлаждают баллончиком (температура испускаемого им воздуха составляет -78°С). Такой температурный перепад приводит к возвращению металла в исходное состояние.
В некоторых случаях, если кузов имеет повреждение большого размера, данную операцию осуществляют в нескольких точках. Для круглой вмятины их выбор проводят по радиусу, а для овальной — по узкой стороне. При наличии на дефектном участке жестких элементов выравнивание начинают с них. Если термальное воздействие не позволяет полностью избавиться от повреждения, данный способ совмещают с постукиванием киянкой.
При этом для защиты лакокрасочного покрытия кузов в месте дефекта покрывают мягким прорезиненным материалом.
Правка металла
Сортовая, фасонная и листовая сталь, из которой изготовляют, различные детали или заготовки, иногда бывает погнута или покороблена. Чтобы устранить эти дефекты, перед обработкой металла выполняют операцию, которая называется правкой.
Правку металла производят в холодном или нагретом состоянии.
При правке в холодном состоянии полосовую, квадратную, круглую и угловую сталь закрепляют в стуловых тисках у места погнутости и вручную выпрямляют погнутые места, выгибая их в направлении, обратном погнутости, а затем выравнивают металл молотком на наковальне или плите.
Сталь выравнивают на наковальне ударом широкого бойка молотка по выпуклым местам, переворачивая материал с одной стороны на другую до тех пор, пока он не станет ровным. Прямолинейность стали проверяют на глаз.
Сила удара зависит от степени искривления и толщины материала. При большом искривлении или значительной толщине материала вначале наносят более сильные удары, по мере выпрямления материала удары ослабляют. Наносить очень сильные удары не следует, так как материал будет расплющиваться и коробиться.
Если полосовая сталь изогнута по узкой кромке, то изогнутую часть укладывают широкой стороной на плиту, затем, прижав сталь к плите левой рукой, правой наносят удары бойком молотка по широкой стороне изогнутой части, сначала сильные, по вогнутой кромке, затем постепенно ослабляя удары, выравнивают выпуклую кромку полосы.
При правке угловой стали, если полоса выгнута в сторону ребра, полосу укладывают полкой на плиту и наносят удары молотком по ребру; если полоса выгнута в сторону полки, полосу укладывают на край плиты или наковальни и наносят удары по полке, постепенно выправляя полосу угловой стали.
Металлические листы правят вручную. Тонкие листы укладывают на плиту выпуклостью вверх. Удары молотком наносят, начиная от края выпуклости к середине. По краям выпуклости удары наносят слабее, а к центру их усиливают.
Толстые листы правят кувалдой в горячем или холодном состоянии так же, как и тонкие.
При правке в горячем состоянии лист нагревают в печи или на горне до 600-700 °С (красное каление).
Для предохранения рук от ушибов при правке металла необходимо надевать рукавицы, пользоваться исправным инструментом и прочно удерживать выправляемый материал на плите или наковальне.
В домашних условиях правку нужно производить на наковальне или массивной плите из стали или чугуна. Рабочая поверхность плиты должна быть ровной и чистой. Для того чтобы шум от ударов был менее громким, плиту следует устанавливать на деревянном столе, с помощью которого, кроме того, можно выравнить плиту так, чтобы она находилась в горизонтальном положении.
Кроме молотков, применяются деревянные и металлические гладилки и поддержки. Они используются для правки тонкого листового и полосового металла. Для правки закаленных деталей с фасонными поверхностями существуют правильные бабки.
Не стоит, наверное, напоминать, что правку (рихтовку) металла нужно производить в рабочих рукавицах независимо от того, сложная работа или нет, большая заготовка или маленькая и сильно ли она искривлена.
Чтобы проверить кривизну заготовки, нужно уложить ее на гладкую плиту той поверхностью, которая после правки должна представлять собой плоскость. Зазор между плитой и заготовкой покажет степень искривленности, подлежащей устранению. Изогнутые места необходимо отметить мелом, так гораздо легче наносить удары молотком, чем ориентируясь только на заметную глазом кривизну.
Отрасль металлургии активно развивается, одной из самых востребованных и распространенных техник в данной сфере является гибка и правка металла
Выстукивание
Данный метод рихтовки предполагает применение резиновых киянок различных размеров и крючков. Наиболее просто простучать поврежденный участок с обратной стороны дефекта. При этом с внешней прикладывают деревянный брусок, чтобы можно было предотвратить выгибание металла в обратную сторону.
Если к вмятине нет доступа изнутри, то используют крючки или шурупы. Данные приспособления вставляют в предварительно просверленные отверстия в центре дефекта и вытягивают. По завершении работ отверстия зашпаклевывают или заваривают, затем затирают и окрашивают.
При отсутствии навыков желательно опробовать данный метод на какой-либо ненужной детали.
По завершении выстукивания восстановленную деталь или ее фрагмент полируют. Как правильно нанести шпаклевку на металл? Данный способ обычно используют в случае, если кузов имеет большие вмятины.
Правка. Способы, инструмент для правки
Детали и заготовки из полосового, пруткового или листового материала могут быть погнутыми, кривыми, покоробленными или иметь выпучивания, волнистость и т.п.
Слесарная операция, называемая правкой, позволяет придать заготовкам или деталям правильную геометрическую форму, в соответствии с требованиями чертежей или функциональным назначением.
Правку деталей и заготовок производят в холодном или в нагретом состоянии. В последнем случае допускается стальные заготовки и детали нагревать до температуры 1100–850 °С, а дюралюминиевые — до 470–350 °С.
Правка металла может быть ручной и машинной (на правильных валках, прессах и всякого рода приспособлениях).
При выборе способа правки учитывают характер материала, размер детали (заготовки) и величину прогиба.
1. Оснастка для правки
Ручная правка листового металла и заготовок из него производится молотками на правильных плитах и специальных рихтовальных бабках.
Правильные плиты (рис. 1, а) могут быть из серого чугуна сплошной конструкции или с ребрами или стальными (рис. 1, б).
Рис. 1. Правильная плита: а — чугунная; б — стальная
Рабочая поверхность плиты должна быть ровной и чистой. Плита должна быть массивной, тяжелой и достаточно устойчивой, чтобы при ударах молотка не было никаких сотрясений.
Плиты устанавливают на металлических или деревянных подставках, которые могут обеспечить кроме устойчивости и необходимую горизонтальность.
Вокруг плиты должно быть достаточно места, чтобы можно было свободно работать.
Рихтовальные бабки (рис. 2, а) изготовляют из стали с термической обработкой. Рабочая поверхность бабки может быть цилиндрической или сферической радиусом 150–200 мм. В качестве рихтовальной бабки для правки хорошо себя зарекомендовал рельс длиной 0,5–1 м. Рельс обладает хорошей устойчивостью, мало подвижен при ударах молотка, не оставляет следов от молотка, не деформируется и удобен для перемещения по плите.
Рис. 2. Инструмент для правки металла: а — рихтовальные бабки; б — молоток
При ручной правке лучше использовать молотки с круглым, а не квадратным бойком, так как углами квадратного бойка можно повредить поверхность выпрямляемого листа. Молоток для правки должен обладать гладкой и хорошо отшлифованной поверхностью бойка (рис. 2, б).
Для правки деталей с окончательно обработанной поверхностью, а также тонких стальных изделий или заготовок из цветных металлов и сплавов применяют молотки из мягких материалов — медные, латунные, свинцовые, деревянные.
При правке особо тонкого металла пользуются металлическими и деревянными брусками — гладилками.
Правку деталей с обработанной поверхностью стальным молотком следует проводить, используя прокладку из мягкого металла.
Для правки тонкого листового и полосового металла служат также металлические и деревянные гладилки и бруски.
2. Основные приемы правки металла вручную
Поступающие на слесарную обработку заготовки могут быть деформированы и нуждаются в правке, иногда говорят, в рихтовке. Заготовка из листового проката может быть деформирована во время погрузочных работ и транспортировки или деформация может возникнуть в результате остаточных напряжений после механической или термической обработки и др. Волнистая поверхность заготовки из листа может образоваться в результате наличия сжатых волокон, остаточных напряжений на одной из поверхностей листа, что определяет направление вогнутости; изгиб по длине в плоскости; изгиб на ребро свидетельствует о том, что край заготовки, куда направлена изогнутость, сжат или деформирован больше противоположного; если у заготовки деформация в виде спирали, то это свидетельствует о том, что у заготовки края более вытянуты, чем осевая линия, и т.д.
Выяснить причину деформации заготовки необходимо для принятия решения о методе ее правки, рихтовки.
Правка полосового материала по плоскости производится в следующей последовательности. Искривленною полосу кладут на плиту и, придерживая ее левой рукой, по выпуклым местам полосы наносят удары молотком, при этом удары наносят сначала по краям выпуклости широкой стороны и постепенно приближаются к середине выпуклости, поворачивая по мере необходимости полосу с одной стороны на другую. Сила удара регулируется в зависимости от размеров полосы и степени искривления.
Молоток при правке держат за конец рукоятки, несильно зажимая ее в руке. При ударе молоток нужно опускать на лист вертикально всей площадью бойка. В момент удара молоток будет обязательно отскакивать. Этим движением следует научиться управлять так, чтобы отскакивание молотка от листа вверх было направлено по вертикали к плите.
Результаты правки (прямолинейность заготовки) оценивают на глаз или же на правильной плите с помощью линейки.
Выправив широкую сторону заготовки, приступают к правке ребер. После одного-двух ударов полосу поворачивают с одного ребра на другое.
При правке полосы, изогнутой на ребро, удары наносят по широкой плоскости. Прижав левой рукой полосу к плите, наносят удары молотком по всей длине полосы, постепенно переходя от нижней кромки к верхней. На рис. 3 указана стрелками схема направлений и последовательности ударов при правке изогнутости заготовки на ребро.
Рис. 3. Схема правки изогнутости заготовки на ребро
У нижней кромки наносят сильные удары, а по мере приближения к верхней силу ударов уменьшают, но увеличивают их частоту. При таком способе правки нижняя кромка постепенно вытягивается больше, чем верхняя, и полоса выравнивается. Правку прекращают, когда верхняя и нижняя кромки становятся прямолинейными.
Правку изогнутого листа, имеющего поперечные волны — волнистость, выполняют на правильной плите, придерживая его одной рукой, а другой — наносят легкие удары молотком по выступающим частям листа вдоль поперечных волн. Сначала правят лист с одной стороны, а затем его переворачивают и правят с другой стороны.
При наличии выпуклости в середине заготовки ее кладут на плиту и выпуклости обводят мелом. Затем наносят частые удары молотком от края листа по направлению к выпуклости. По мере приближения к выпуклости удары молотком следует делать чаще и слабее. Если на заготовке имеется волнистость по краям, то удары молотком наносят по направлению от середины заготовки к ее краям.
После устранения выпуклостей и волнистости лист переворачивают и легкими ударами молотка окончательно восстанавливают его прямолинейность.
В процессе правки нужно следить за тем, чтобы на поверхности листа не оставались следы от ударов молотком. Эту работу удобно выполнять, перемещая заготовку вдоль рихтовальной бабки или по поверхности рельса, на котором производится правка.
При правке тонкого листового материала пользуются легкими деревянными, медными, латунными или свинцовыми молотками. Приемы правки такие же, как и стальными молотками.
Правку весьма тонкого листового материала осуществляют на чистой, ровной (без забоин и других неровностей) поверхности скольжением без особой нагрузки металлических или деревянных брусков-гладилок, имеющих ровную и гладкую поверхность. При правке лист периодически переворачивают.
3. Правка листового металла на вальцах
Для правки деталей из листового металла могут быть также использованы вальцы.
В ручных вальцах правят обычно заготовки из листа толщиной до 3 мм. Валки 1 и 3 расположены один над другим (рис. 4), и в зависимости от толщины заготовки 2 их можно удалять друг от друга или сближать между собой. Также может быть поднят или опущен расположенный сзади третий валок 4. Валки должны быть отрегулированы так, чтобы они не были сильно прижаты друг к другу.
Рис. 4. Схема работы ручных вальцов
Заготовку (лист или полосу) устанавливают между двумя передними валками и, вращая рукоятку по часовой стрелке, пропускают между валками.
Часто для полного устранения выпуклостей и вмятин заготовки приходится пропускать между валками несколько раз. Заготовки толщиной 3–6 мм правят на вальцах с электроприводом.
4. Правка закаленных деталей
Закаленные детали выправляют носиком молотка (рис. 5). Деталь при этом лучше располагать не на плоской плите, а на рихтовальной бабке, имеющей гладкую поверхность. Удары при правке наносят не по выпуклой, а по вогнутой стороне детали.
Рис. 5. Правка закаленных деталей
При правке закаленную полосу (линейку и пр.) кладут на рихтовальную бабку выпуклостью вниз, носиком молотка наносят не сильные, но частые удары по впадине, начиная с ее середины и постепенно переходя к краям; затем, перехватив левой рукой деталь за второй конец, производят правку другой ее части. В процессе правки периодически проверяют стрелу прогиба детали.
Удары молотком должны быть не сильными, чтобы не сломать деталь.
5. Правка прутков и валов
Короткие прутки диаметром до 12 мм правят на рихтовальной бабке в виде бруска или рельса на правильной плите, нанося молотком удары по выпуклостям и искривленным местам. Искривления малого радиуса правят поперек бруска, а большого — вдоль, добиваясь уменьшения кривизны. В положении равновесия пруток на бруске в свободном состоянии наружной поверхностью будет указывать на выпуклость. После устранения заметных выпуклостей добиваются прямолинейности прутка правкой на плите, нанося легкие удары по всей его длине и одновременно поворачивая его левой рукой. Выпрямленный пруток свободно перекатывается по поверхности правильной плиты.
Правка прутков и валов диаметром свыше 12 до 30 мм осуществляется на призмах и ручных прессах. Перед правкой при перекатывании прутка по плите отмечают мелом выпуклые места, которые отрываются от плиты. При ручной правке пруток устанавливают на призмы выпуклым местом вверх так, чтобы призмы отстояли от отметки на расстоянии 50-100 мм и наносят удары по выпуклому месту молотком со вставками из мягкого металла (меди, свинца). Если правку производят стальным молотком, то применяют подкладки из мягких металлов. Стрелу прогиба контролируют при перекатывании прутка по плите.
На ручных прессах (рис. 6) производят правку валов с контролем величины прогиба. При правке валов производят проверку и исправление центровых гнезд.
Рис. 6. Оборудование для правки деталей типа валов: а — скоба-пресс; б — ручной винтовой пресс
После этого вал ставят в центре приспособления для измерения величины (стрелы) прогиба. Значение стрелы прогиба определяют как половину величины биения вала, показываемого индикатором.
Для правки вал 4 (рис. 7) ставят на призмы или опоры 5 винтового или гидравлического пресса выпуклой стороной кверху и перегибают нажимом винта или штока 3 пресса через мягкую прокладку 2 так, чтобы обратная стрела прогиба f1 была в 10–15 раз больше того прогиба f, который имел вал до правки. Точность правки контролируют индикатором 1.
Рис. 7. Схемы холодной правки вала: а — монтажная; б — расчетная; 1 — индикатор; 2 — прокладка; 3 — шток пресса; 4 — вал; 5 — опора
Распространен также метод двойной правки валов, применение которого значительно увеличивает сопротивляемость выправленного вала повторным деформациям. Двойную правку выполняют следующим образом.
Подлежащий правке вал устанавливают на призмах (рис. 8) выпуклостью вверх и плавно нажимают на него винтом или штоком пресса. Усилие нажима должно быть таким, чтобы вал после этого остался прогнутым в обратную сторону на ту же величину. Затем указанная операция повторяется, но уже с таким усилием нажима, чтобы вал оказался выправленным. Для повышения устойчивости формы детали и снятия внутренних напряжений, возникающих в результате правки, производят отпуск при 400–450° С в течение 0,5–1 ч. Продолжительность нагрева устанавливается в зависимости от размеров детали.
Рис. 8. Схема двойной правки вала: а — первая правка вала; б — форма вала после первой правки; в — вторая правка вала; г — вал после второй правки
Часто для этой цели при холодной правке валов, тяг и других деталей применяют наклеп вогнутой поверхности в положении, при котором выпрямляемая деталь прогнута винтом или штоком пресса в направлении, обратном изгибу. Легкие удары молотком по выпуклой стороне детали через медную прокладку вызывают растяжение волокон на этой стороне вала. После небольшой выдержки усилие от прогиба винтом или штоком пресса снимают и вал подвергают проверке.
Правка наклепом может производиться также следующим образом. Изогнутый вал укладывают на жесткую ровную плиту прогибом вниз (рис. 9). Затем молотком наносят частые легкие удары по поверхности вала до устранения просвета между его поверхностью и плитой.
Рис. 9. Правка вала наклепом: а — момент правки; б — выправленный вал
Правку горячим способом при ремонте применяют реже, так как этой операции обычно приходится подвергать полностью обработанные детали, подогрев которых может вызвать окисление поверхности и деформацию детали.
Горячий способ относительно чаще применяется для правки валов большого диаметра. Обычно при этом деталь подвергают местному нагреву пламенем газовой горелки при круговом вращении вала. Нагретый вал выправляют изгибанием домкратом, прессом или быстрым охлаждением небольшой площади на выпуклой стороне. В результате одностороннего охлаждения вал стремится перегнуться в противоположную сторону. Для проведения этого процесса нагретую поверхность быстро укрывают асбестом, оставляя открытым лишь место охлаждения. Вал располагают таким образом, чтобы охлаждаемое место было обращено вниз, после чего снизу подают охлаждающую воду.
Правка, рихтовка и гибка при слесарных работах
Правка — слесарная операция по устранению дефектов заготовок в виде вогнутости, выпуклости, коробления, искривления и т.д. Сущность правки заключается в сжатии выпуклого слоя металла и расширения вогнутого слоя. Правку осуществляют в холодном или нагретом состоянии заготовки (в зависимости от ее размеров и материала). Правка может быть ручной или машинной на специальных вальцах или прессах. Различают правку заготовок из листа, профильного металла и труб.
Ручную правку заготовок из листа выполняют на чугунной или стальной плите специальными молотками со сферическим бойком; заготовки из тонкого листа правят молотками со вставным бойком из мягкого металла или деревянным молотком — киянкой.
Наиболее сложна правка листов. Лист укладывают на плиту, линейкой определяют места выпуклостей, границы которых обводят мелом. Схемы нанесения ударов при правке выбирают в зависимости от числа выпуклостей и их расположения. При наличии одной выпуклости в середине листа удары наносят, начиная от края листа по направлению к выпуклости, изменяя силу и место ударов молотком. При правке листа с несколькими выпуклостями удары начинают наносить от промежутка между выпуклостями, постепенно приближаясь к их середине.
Для правки лист кладут на плиту выпуклостью вверх, поддерживая его левой рукой; правой наносят удары молотком. Удары должны быть частыми, но не сильными.
Правку полос, изогнутых по ребру, осуществляют следующим образом: определяют кривизну линейкой или на глаз, отмечая ее границы мелом. Широкой поверхностью полосу кладут на плиту и наносят удары поперек полосы по краю вогнутой стороны. Полоса односторонне вытягивается в результате «разгона» металла, принимая прямолинейную форму. Этот способ применяют при правке уголка с небольшой кривизной полки.
Заготовки круглого сечения (прутки) правят на плите, в призмах или с помощью ручного пресса. Удары молотком наносят по выпуклой части от края изгиба к его средней части. Правку заканчивают легкими ударами, поворачивая деталь вокруг своей оси. Этот способ правки используют и для правки стальных труб.
Когда сила удара молотком не обеспечивает правку, применяют ручные винтовые прессы. На столе пресса устанавливают две призмы, на которых размещают изогнутый вал или трубу так, чтобы призматический наконечник на штоке пресса находился над местом наибольшей кривизны. Плавно вращая маховик, подводят наконечник винта к месту изгиба. Затем винтом нажимают на исправляемый вал.
Профильный металл правят подогревом газопламенной горелкой или резаком. В частности, серповидность выправляют путем формирования зоны подогрева в виде треугольника или трапеции с основанием, обращенным в сторону выпуклости; в процессе остывания происходит деформация заготовки, величина которой определяется площадью и степенью нагрева.
Рихтовка является разновидностью правки. Рихтовку выполняют на термообработанных деталях. Особенность рихтовки заключается в том, что выпрямление детали происходит в результате нанесения ударов носком закругленного и закаленного бойка молотка по вогнутой части детали. Последнюю устанавливают на стальной термообработанной рихтовальной бабке. Рабочая поверхность рихтовальной бабки цилиндрической формы должна иметь сферу радиусом 150…200 мм.
Плоские заготовки рихтуют на плоской правильной стальной плите. Полосу располагают на плите вогнутой стороной вверх. Удары молотком наносят на месте соприкосновения детали с плитой от края вогнутости к ее середине. Силу удара выбирают в зависимости от толщины и кривизны детали.
Гибка — слесарная операция, при которой заготовке или ее части придается изогнутая форма в соответствии с требованиями чертежа. Гибке подвергают заготовки из полосовой и листовой стали, прутка, а также труб. Последовательность операции гибки зависит от размеров и материала заготовки. Расчет длины и ширины заготовки выполняют по чертежу с учетом радиусов всех изгибов. Размер минимально допустимого радиуса изгиба зависит от механических свойств материала заготовки, от технологии гибки и качества поверхности заготовки (табл. 1).
При гибке заготовок из полосового и листового материала их наружная часть вытягивается, а внутренняя сжимается. Поэтому при разметке надо учитывать припуск с внутренней стороны на каждый изгиб в пределах 0,5…0,8 толщины заготовки. Для гибки под прямым углом заготовку после разметки зажимают в тисках с нагубниками так, чтобы риска изгиба совпала с верхней плоскостью нагубника. Ударами молотка загибают одну сторону заготовки и, повторяя операцию, загибают при необходимости вторую сторону. При криволинейной гибке используют различные оправки, которые и зажимают в тисках вместе с заготовкой. Ударами молотка конец заготовки загибают по оправке, добиваясь плотного прилегания ее к поверхности оправки. Если требуется, заготовку с оправкой переставляют и операцию повторяют.
Основной подготовительной операцией при изготовлении трубопроводов является гибка труб под различными углами, которую выполняют с помощью специальных приспособлений или на трубогибочных станках. В зоне изгиба толщина стенки трубы по наружной стороне уменьшается, а по внутренней увеличивается. Радиус изгиба устанавливают по нормативным документам; его обычно назначают не менее 2Dн, где
Dн — наружный диаметр. Допускаемая овальность в зоне изгиба труб Dн до 250 мм не должна превышать 10 %, а для Dн = 300…400 мм — 6…8 %.
Таблица 1. Минимально допустимые радиусы гибки (мм) заготовок из листового материала
Гибку труб в холодном состоянии применяют при изготовлении трубопроводов Dн до 150 мм. Для холодной гибки труб используют три основных способа: на двух опорах, обкаткой роликом и с внутренним дорном. Гибку на двух опорах осуществляют в специальных станках. Ее применяют для труб диаметром до 125 мм. Холодная гибка труб обкаткой роликом рекомендуется для труб диаметром до 32 мм. Трубу жестко прикрепляют скобой к неподвижному гибочному диску, а обкатывающий ролик перемещают по дуге вокруг гибочного диска и изгибают трубу. Радиусы ручьев гибочного диска и обкатывающего ролика должны точно соответствовать наружному диаметру изгибаемой трубы.
Холодную гибку с внутренним дорном используют для тонкостенных труб наружным диаметром 32…219 мм. Изгибаемую трубу надевают на штангу с внутренним дорном, который располагают в месте изгиба. Это предохраняет трубу от возникновения овальности и образования гофр. Конец трубы зажимают между гибочным диском, имеющим полукольцевую выточку (ручей), и вкладышем с такой же полукольцевой выточкой. В процессе гибки диск, поворачиваясь, увлекает за собой трубу, сталкивая ее с внутреннего дорна. Труба, прижатая к ползуну, в результате трения продвигается вперед. Форма внутренних дорнов может быть ложкоили шарообразной. Трубы при холодной гибке продувают сжатым воздухом, а их внутреннюю поверхность смазывают машинным маслом или мыльной эмульсией.
Гибку труб в горячем состоянии выполняют двумя способами: с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) и с нагревом в пламенных печах или горнах с наполнителем (набивкой песком). Гибка труб с нагревом ТВЧ, применяемая наиболее широко, заключается в непрерывном последовательном изгибе небольшого участка трубы, нагреваемого в кольцевом индукторе под действием электромагнитного поля, которое создается ТВЧ. При гибке труб с нагревом ТВЧ используют три схемы: с отклоняющим роликом, с водилом и «подсадкой».
Гибку труб из цветных металлов осуществляют в холодном состоянии: диаметром до 38 мм при радиусе изгиба не менее 2,5 Dн без дорна и наполнителя, а диаметром более 38 мм с радиусом изгиба не менее 3 Dн с дорном или наполнителем (песком).
Газовая правка металла и местная термообработка
Правка - это технологическая операция, в процессе которой местными пластическими деформациями видоизменяется начальная форма листа, заготовки или изделия. Так, поставляемая металлургической промышленностью горячекатаная листовая сталь может иметь волнистость (кривизну листов в продольном направлении) и коробоватость до 12 мм на 1 м. Допускаются искажения формы и поставляемого профильного проката. Изготовление сварных конструкций неизбежно приводит к их деформациям, короблениям.
Применительно к конструкциям сложной формы эти методы вообще неприменимы и для них используется правка местным нагревом, в частности газопламенная, получившая значительное развитие в последние годы.
Физическая сущность газопламенной правки заключается в изменении линейных размеров и формы в результате возникновения локализованных пластических деформаций, вызываемых местным нагревом металла, свободные деформации которого ограничены окружающими, достаточно жесткими областями холодного металла. Так, например, если в центральной части листа (см. рис. 128, а) имеется местная бухтина с центром в зоне А, то для выравнивания листа надо либо растянуть все периферийные зоны (что вручную может быть выполнено только для тонкого металла слесарной рихтовкой - созданием пластических деформаций металла у кромок ударами молотка), либо стянуть, сократить линейные размеры металла в районе бухтины. Это достигается местным нагревом бухтины, например пламенем, так, чтобы окружающий холодный металл вызвал бы в нагретом напряжения сжатия выше предела текучести. Тогда после охлаждения появятся деформации сокращения размеров, и бухтина сократится или совсем исчезнет, выровнявшись с остальной поверхностью листа. Естественно, что со стороны действия пламени зона нагрева будет больше (рис. 128, б), а следовательно, большими будут и конечные сокращения. Поэтому нагрев необходимо вести со стороны выпуклости бухтины.
Так как абсолютная величина деформации зависит как от температуры нагрева , так и от зоны нагрева , эти величины должны подбираться (примерно расчетом, предварительными экспериментами и накопленным опытом) для осуществления различных случаев правки. При этом, естественно, при пламенном нагреве важной характеристикой является и интенсивность нагрева. В некоторых случаях, когда жесткость ненагреваемой части листа (конструкции) мала (например, велика зона нагрева по отношению ко всему листу) и не может вызвать необходимых пластических деформаций сжатия нагретой зоны в процессе ее нагрева, применяют искусственное увеличение жесткости исправляемого элемента: например, в случае рис. 128, а - прихватку по контуру (вдоль отдельных кромок) жестких угольников, тавров или швеллеров. После окончания правки эти временные жесткости удаляются (срезаются или срубаются прихватки, снимаются струбцины).
Нагрев для правки может осуществляться не только пятнами, но и при линейном или волнообразном перемещении источника нагрева по исправляемому изделию, вызывающему соответствующие вытянутые прямолинейные или извилистые зоны нагрева (рис. 128, г). При перемещении зоны нагрева линейные сокращения поперек и вдоль такой зоны неодинаковы. Поперечные сокращения, как правило, больше, чем продольные. Так, если относительно тонкий лист стали (размерами 1 м X 1 м) нагреть полосой шириной примерно 80 мм на всю толщину, то поперечное сокращение составит около 0,7-0,75 мм, а продольное только -0,15 мм. Величина продольных и поперечных деформаций зависит и от соотношения габаритных размеров листа L/B (рис. 128, г). Чем больше отношение L/B, т. е., чем уже нагреваемый лист, тем относительно большей является продольная деформация. Поэтому для правки плоских длинных элементов целесообразнее больше использовать поперечные деформации, а для изделий типа валов, брусьев - продольные.
Расположение полосы нагрева не по оси симметрии приводит не только к сокращению размеров, но и к общему изгибу выправляемого элемента, величина которого также зависит от жесткости обрабатываемого изделия (детали).
При правке толстых листов и толстостенных элементов в ряде случаев необходимо учитывать возможность изменения размеров не только в основной плоскости, но и появление деформаций из плоскости, вызываемых неравномерностью прогрева их по толщине, в соответствии с рис. 128, б.
Газопламенная правка может применяться не только для сталей, но и для листов и изделий из цветных металлов.
При газопламенной правке может применяться как ацетилено-кислородное пламя, так и пламя различных заменителей ацетилена. Однако при этом в ряде случаев приходится учитывать возможную степень уменьшения интенсивности нагрева, приводящую к увеличению пятна (зоны) нагрева, а следовательно, к изменению соотношений зоны нагрева и жесткости окружающего холодного металла.
Всякий дополнительный ввод тепла в изделие и наличие дополнительных местных пластических деформаций приводит к увеличению зон высоких внутренних напряжений, в частности растяжений, достигающих предела текучести, т. е. к общему увеличению напряженности конструкции. В определенных условиях и особенно при малом запасе пластичности металла конструкций это может привести к появлению в них трещин еще в процессе изготовления или при эксплуатационных условиях, вызывающих иногда небольшую, но дополнительную деформацию. Для исключения таких разрушений или снижения эксплуатационных характеристик конструкции, имеющих большую общую напряженность (от сварки, дополнительной правки), их необходимо подвергать общей термической обработке для снятия внутренних напряжений.
В связи с изложенным, технологический процесс изготовления сварных конструкций надо строить так, чтобы они получались максимально приближенными к необходимой форме и размерам, для ограничения последующей их правки.
Местная газопламенная термическая обработка
Во многих случаях при изготовлении сварных конструкций и при обработке металла целесообразно применять местную термическую обработку с использованием местного нагрева высокоэффективными источниками тепла. Местный газопламенный нагрев применяется в следующих технологических видах обработки:
1) поверхностная закалка деталей;
2) местный отжиг, нормализация, отпуск для улучшения структуры и свойств металла (в частности, сварных соединений) и возможности последующей механической обработки;
3) местный отпуск, нагрев для снятия и перераспределения внутренних напряжений, в частности в сварных конструкциях;
4) поверхностная очистка листов и конструкций, собранных под сварку.
Поверхностная закалка газовым пламенем, как имеющая наибольшее промышленное применение и требующая особого оборудования и аппаратуры, будет рассмотрена более подробно в гл. XIX.
Местный отжиг (нормализация) или отпуск для улучшения структуры и свойств применяется главным образом для сварных соединений легированных сталей и цветных металлов. Так как в этих случаях улучшения требует только металл шва и околошовных участков зоны термического влияния, можно применять не общую термическую обработку всего изделия, а только местную, в районе сварных соединений. Режим улучшающей термической обработки (температура, длительность выдержки, скорость охлаждения) для различных металлов (а также целей обработки) является различным.
Хотя местная термическая обработка (даже с применением индукционного, в частности, высокочастотного нагрева) является менее совершенной, чем общая, она для некоторых случаев обеспечивает возможность получения желательных результатов с минимальными капитальными затратами и с применением простой аппаратуры.
При газопламенной местной термической обработке нагрев до назначаемой температуры в заданной зоне осуществляется пламенем обычных горелок (а иногда и резаков) при использовании ацетилена или его заменителей. Разогрев обычно осуществляется рассосредоточенным пламенем, которое достигается выбором мощности и большим удалением мундштука от нагреваемой поверхности, чтобы избежать ее перегрева и тем более оплавления. Температура нагрева оценивается при этом термопарами, при меньших ее значениях термокарандашами, а при достаточно широком диапазоне температур термической обработки (например, для малочувствительных к температуре обработки низкоуглеродистых сталей) по цвету каления, оцениваемого визуально.
Длительность выдержки и регулирование скорости охлаждения при этом ограничены целесообразной степенью загрузки сварщика. В некоторых случаях замедление скорости охлаждения достигается дополнительными простейшими устройствами, ограничивающими потери тепла в окружающее пространство (применение асбестовых одеял, помещение мелких деталей в устройства с сухим, иногда подогретым песком и др.).
Местная газопламенная термическая обработка в целях облегчения последующей механической обработки применяется для отпуска закалившихся при кислородной резке кромок заготовок и реже для местной механической обработки (например, сверления, фрезерования) закаленных деталей. Как правило, требования к режиму нагрева в этих случаях менее строгие, чем в предыдущем и легко осваиваются квалифицированным оператором.
Местный отпуск для снятия внутренних напряжений эффективен только для относительно простых сварных соединений, например типа стыка трубопроводов, приварки патрубков и пр. Режим такой термической обработки для стальных конструкций обычно задается температурой (как правило, в пределах 600- 680° С), длительностью выдержки и шириной зоны нагрева. Методы выполнения такой обработки и регулирования ее режима в этом случае подобны выполнению обработки на улучшение структуры, но максимальная температура нагрева, как правило, меньше, а длительность выдержки достигается средствами, задерживающими охлаждение.
Перераспределение внутренних остаточных напряжений в сварных конструкциях, в основном при стыковых швах, может быть достигнуто и так называемой термопластической обработкой. При этом для перераспределения напряжений обеспечивается прогрев полос шириной около 80 мм примерно до 250° С специальными многопламенными горелками с линейным расположением сопел для пламени одновременно с двух сторон от шва на расстоянии от него 100-150 мм. По мере перемещения горелок нагретые полосы заливаются водой для быстрого охлаждения и нераспространения нагрева на большую ширину. Вода подается через специальные каналы в горелке, позади сопел для пламени. При таком режиме в нагревавшихся зонах металла появляются остаточные пластические деформации, растягивающие шов и снимающие при этом имеющиеся остаточные напряжения растяжения в металле шва и околошовной зоны. Однако одновременно в основном металле, в зоне нагрева и охлаждения параллельно швам возникают остаточные напряжения, равные, как правило, пределу текучести и распространенные в большей зоне, чем после сварки. В связи с тем, что такое перераспределение остаточных напряжений, снижая их в шве, создает по величине примерно такие же в двух зонах основного металла, оно целесообразно только в том случае, когда механические свойства металла шва и околошовной зоны ниже, чем свойства свариваемого металла. При современном состоянии сварки, когда в большинстве случаев обеспечивается необходимая прочность и надежность швов, мало отличающаяся от металла конструкции, метод термопластического перераспределения напряжений в настоящее время почти не применяется.
Для очистки поверхностей (в меньшей степени и зазоров в собранных под сварку конструкциях) от окислов и ржавчины также применяется газопламенный нагрев. При этом вследствие достаточно концентрированного ввода тепла в поверхностный слой нагретые окислы откалываются (отскакивают) от более холодного металла и сдуваются механическим воздействием пламени. В некоторой степени при пламени нормальной регулировки происходит и восстановление окислов. Для такой очистки металла применяются либо обычные горелки (очистка зазоров, участков прилетающих к месту, где будет накладываться шов), либо огневые «швабры» - многопламенные горелки с длинными рукоятками и роликами, обеспечивающими необходимое расстояние от пламени до очищаемой поверхности листа.
Автор: Администрация
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Читайте также: