Выпрямить металл. Газовая правка металла и местная термообработка. Сгибание металлического листа при помощи молотка

Отрасль металлургии активно развивается, одной из самых востребованных и распространенных техник в данной сфере является гибка и правка металла .

Что такое технология процесса правки и гибки металла

Правка металла – процесс устранения недостатков и дефектов металлической заготовки. Дефектами можно считать выпуклости, волны на поверхности, царапины, искривления, а также впадины. Суть операций правки металла сводится к сжатию выпуклостей на поверхности и расширению впадин.

Правка может осуществляться и когда металл находится в холодном состоянии и когда он разогрет.

Выбор состояния металла при разогреве зависит от величины дефектов, так, при серьезных повреждениях поверхности устранить недостатки проще будет при использовании технологии горячей правки, а при малых дефектах можно работать и с холодным металлом.

Правка может выполняться вручную, для этого используется стальная или чугунная правильная плита, а также может быть машинной, она осуществляется при помощи пресса.

Процесс гибки металлов очень близок к правке. Гибка необходима для придания заготовке изогнутой формы.

Суть данной технологии состоит в том, что одна часть детали перегибается относительно другой на определенный угол. Действие происходит под сильной нагрузкой. При этом важно, чтобы напряжение сгиба было больше, чем предел упругости, а деформация, которая является следствием воздействия нагрузки на деталь, должна быть пластичной. В противном случае заготовка не сохранит форму.

Виды технологий правки металла

Правка и гибка металлов могут быть двух видов – ручная и машинная. Правке и гибке подлежат пластичные металлы, такие как медь и сталь. Хрупкие металлы править нельзя.

Правка необходима не только для ликвидации дефектов, но и после сварки, паяния и вырезания заготовок из листа под воздействием температур.

1. Ручная правка подойдет в случае, если необходимо исправить мелкие дефекты. Для ее исполнения используются такие инструменты, как кувалды на основе чугунной и стальной плиты, а также наковальни. Требует больших усилий.


2. Как правило, сегодня применяется машинная правка и гибка . Она обеспечивает более качественный результат, кроме того, этот процесс значительно легче. Выполняется с помощью прессов и валиков.

Для правки лучше всего подойдут молотки с круглым бойком, которые имеют прочную ручку, а также иногда используют слесарные молотки и молотки с вставками из мягких металлов. Для правки листов используют бруски.

В промышленных масштабах используются только машинные методы. Заготовку пропускают между валиками, которые вращаются в разные стороны. Под их давлением металл становится ровным.

При использовании пресса, заготовку помещают на опоры, затем на нее опускают пресс, вследствие чего заготовка также выпрямляется. Как правило, при серьезных дефектах металл правят под воздействием температур. Оптимальной для этого температурой является 350-450 градусов, больше нагревать нельзя, так как возможен пережог.

При выполнении холодной правки температура должна быть около 140 градусов. При температуре 0 градусов править нельзя, так как металл становится хрупким и ломается.

Процессы правки и гибки металлов используются повсеместно. При гибке очень важно правильно рассчитать угол сгиба и пропорции. Для качественного проведения этих процессов необходимо хорошее оборудование – гибочные станки и прессы.

Современные технологии гибки и правки металла на выставке

В мае в Москве традиционно пройдет металлообрабатывающая выставка « ». На данном мероприятии ведущие инженеры мира будут представлять свои разработки.

На экспозиции будут показаны качественные и надежные новейшие станки для работы с металлами, а на презентациях объяснены инновационные разработки. Выставка пройдет в ЦВК «Экспоцентр».

Глубокие вмятины, образовавшиеся в результате значительных местных деформаций, имеют растянутую поверхность металла. В результате этого при правке вмятины образуются неровности металла - выпучины. Выпучины могут также возникнуть из-за растяжения металла при неправильной выколотке или рихтовке.

Устраняют выпучины холодной или горячей правкой.

Холодную правку выполняют следующим образом.

При наличии на детали одной выпучины ее устраняют путем сгона за счет растяжки металла по концентрическим кругам или по радиусам от выпучины к неповрежденной части металла, силу ударов молотка следует увеличивать по мере удаления от границ выпучины.

Схема устранения выпучины при холодной правке показана на рисунке. Кружками обозначены места нанесения ударов молотком, а стрелками - направление правки.

Рис. Схема устранения выпучины при холодной правке

При наличии на детали нескольких находящихся рядом выпучин вначале необходимо растянуть участок поверхности между ними, сводя все выпучины в одну, а затем (в зависимости от формы образовавшейся выпучины) определить места дальнейшей растяжки и произвести окончательную правку поврежденного участка.

Для ускорения правки глубоких выпучин с большим растяжением металла допускается просверлить выпучину в нескольких местах, произвести правку поврежденного участка, после чего заварить просверленные отверстия и зачистить места сварки.

Отремонтированный холодной правкой участок детали становится более выпуклым по сравнению с нормальной его формой, но имеет правильные очертания кривизны.

Вместе с тем этот способ устранения вмятин трудоемкий, сильно растягивает и упрочняет металл (в результате наклепа), что отрицательно влияет на его пластические свойства. Поэтому применяют холодную правку выпучин, как правило, для ремонта незначительно растянутых участков детали.

Горячую правку выпучин выполняют двумя способами:

• стягиванием металла с помощью нагрева
• стягиванием металла с помощью нагрева и осаживания

Для стягивания металла с помощью нагрева необходимо нагреть выпучину пламенем газовой горелки до вишнево-красного цвета. Размер нагретого участка не должен превышать размера выпучины. При этом в разогретом пятне металла возникают напряжения сжатия, действующие по всем направлениям, что приводит к посадке металла и правке выпучины. Кроме сплошного нагрева можно применять нагрев выпучины кольцами или полосами. Видимая ширина зоны нагрева колец в этом случае должна быть 10…12 мм, а полосы (одна или две) должны проходить через центр выпучины. Если после первого нагрева неровность металла не удается полностью устранить, производят повторный нагрев выпучины в последовательности, показанной на рисунке.

Рис. Последовательность повторного нагрева поверхности выпучины при стягивании

Для стягивания металла с помощью нагрева и осаживания необходимо нагреть пламенем газовой горелки до вишнево-красного цвета самый высокий участок выпучины и осадить его с помощью плоской поддержки и киянки. Нагревая и осаживая остальные участки выпучины в последовательности, показанной на рисунке, окончательно выравнивают поврежденный участок детали.

Процесс стягивания следует проводить осторожно, чтобы не осадить металл слишком сильно, так как небрежное и неправильное стягивание приводит к появлению больших напряжений в металле, чрезмерному изменению толщины листового материала и усложняет последующую рихтовку детали.

Рис. Стягивание металла с помощью нагрева и осаживания: А - направление ударов киянки; Б - место нагрева

Растянутые участки металла чаще всего встречаются на крыльях автомобиля (бортах крыльев), имеющих аварийные повреждения.

Растянутый борт крыла ремонтируют одним из следующих способов:

• набором складок гофра с последующим их осаживанием в холодном состоянии, если борт не глубокий и не сильно растянут;
• набором складок гофра с последующим их осаживанием в нагретом состоянии, если борт глубокий и сильно растянут;
• вырезкой лишнего металла из борта.

При ремонте осаживанием в холодном состоянии работу следует выполнять в такой последовательности:

• сжать крыло до образования на растянутом участке V-образной складки гофра и получения правильной формы крыла, для облегчения образования складки борт на растянутом участке оттянуть рукой;
• продолжая сжимать крыло, наносить удары вытяжным молотком или киянкой по складке гофра, постепенно уменьшая нажатие. Удары молотка или киянки сжимают растянутый участок борта, и, если растяжение небольшое, крыло в этом месте принимает правильную форму.

Таким же способом стягивают остальные растянутые участки до получения правильной формы крыла.

Последовательность работ при ремонте осаживанием с нагревом та же, что и при ремонте осаживанием в холодном состоянии. Складку гофра в этом случае следует нагревать пламенем газовой горелки до вишнево-красного цвета, а осадку производить вытяжным молотком с помощью подставленной под складку поддержки. Нажим на крыло при осадке гофра должен быть таким, чтобы не позволить гофру свободно распрямиться и чтобы в месте гофра не образовалась загнутая складка. Если одного нагрева и осаживания гофра будет недостаточно, операцию повторять до тех пор, пока форма борта не станет правильной.

Контроль правки гофров в холодном и нагретом состоянии осуществлять с помощью шаблонов.

Ремонт крыла вырезкой лишнего металла из борта выполняют в следующем порядке:

• наметить мелом по шаблону растянутый участок крыла;
• сжать крыло до образования на растянутом участке V-образной складки гофра и получения;
• разрезать ножовкой складку от складки;
• выровнять борт в месте разреза, определить границы лишнего металла и вырезать его ножовкой;
• подровнять место выреза;
• подготовить поверхность к сварке;
• сварить кромки сплошным швом;
• зачистить сварной шов с лицевой стороны заподлицо с поверхностью крыла;
• упрочнить сварной шов и околошовную зону;
• выправить оставшиеся неровности.

Рис. Ремонт растянутого борта крыла (стрелками показано направление сжатия крыла): 1 - контур растянутого крыла; 2 - место растяжения; 3 - контур исправленного крыла; 4 - гофр; 5 - место разреза гофра; 6 - граница лишнего металла

Растягивать борт крыла (если он стянут) можно в холодном состоянии или с нагревом в зависимости от величины деформации.

Этот процесс противоположен процессу стягивания. Нагретый до вишнево-красного цвета стянутый участок легко поддается растягивающему усилию.

Металл, отгружаемый металлургическими заводами, может иметь некоторые деформации, допускаемые государственными стандартами. Так, у толстолистовой стали допускают волнистость вдоль листа и коробоватость поперек листа, имеющие стрелку кривизны, равную 12 мм на 1 м длины или ширины листа.

В табл. II.2 указаны деформации изделий из стали и алюминиевых сплавов, допускаемые стандартами. Кроме деформаций, указанных в табл. II.2, возможны также скручивание профилей относительно продольной оси (винт) и отклонения угла между полками (или полкой и стенкой) от прямого. Однако эти деформации встречаются крайне редко. Специального оборудования для устранения этих деформаций нет, и обычно профили со значительными деформациями указанного вида бракуются или используются на мелкие детали. Следует иметь в виду, что во время погрузки и разгрузки металл может получить дополнительные деформации.
Высокое качество деталей и конструкций в целом может быть достигнуто, если их изготовляют из листа и профилей, имеющих искривления не более 1-1,5 мм на 1 м. Так как фактические деформации металла часто превышают допускаемые правилами изготовления, на заводах металлических конструкций приходится часть металла править.

Правку металла производят рядом способов, в зависимости от характера сечения, его размеров, вида и марки металла. Наиболее широко применяют три следующих способа правки: правка изгибом в холодном (не нагретом) состоянии, растяжением (также в холодном состоянии) и путем нагрева отдельных участков металла пламенем газовых горелок. Правка изгибом имеет две разновидности: однократным и многократным изгибом.
Во избежание наклепа металла правку в холодном состоянии допускают, если начальные деформации крайних волокон металла не превышают 1 %. В табл. II.3 указаны максимальные начальные деформации металла, при которых возможна правка без нагрева.
При правке однократным изгибом (рис. II.1, а) обрабатываемую деталь укладывают на две опоры выпуклой стороной вверх и изгибают силой P в сторону, обратную имеющемуся искривлению.

Если деталь имеет на длине l кривизну со стрелкой fнач, то для ее выпрямления необходимо создать обратную пластическую (остаточную) кривизну со стрелкой fпл = fнач.
При разработке технологии правки однократным изгибом технологу известны: профиль изделия, его размеры, материал изделия и его характеристики, а также начальные деформации. В задачи технолога входят: определение изгибающего момента и силы P, необходимых для развития у выправленного изделия пластических деформаций, величины изгиба при правке и выбор станка (по габаритам рабочей части и мощности).
Процесс правки изгибом подчиняется законам упруго-пластического и пластического изгиба. При правке изделий из некоторых марок стали и алюминиевых сплавов учитывают способность этих металлов упрочняться при деформировании за пределом текучести.
При правке однократным изгибом обрабатываемая деталь находится в объемном напряженно-деформируемом состоянии. Однако, как показывают многочисленные исследования, влияние напряжений и деформаций, развивающихся в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба, существенно сказываются на условиях изгиба лишь при отношении радиуса изгиба к высоте изгибаемого элемента, не превышающем 3-5.
Отношение радиуса изгиба к высоте изгибаемого элемента называют относительным радиусом изгиба.
Процесс правки однократным изгибом происходит при значительно, больших величинах относительного радиуса, а поэтому указанные напряжения и деформации в расчетах процесса правки не учитывают.
Под действием силы P в теле выправляемой детали (в плоскости изгиба) возникают три вида напряжений: нормальные, действующие вдоль волокон элемента; нормальные, действующие по направлению силы Р, и скалывающие. Последние два вида напряжений также оказывают малое влияние на усилия и деформации при правке. При выводе расчетных формул исходят из предположения, что сечения выправляемой детали остаются плоскими на всех стадиях изгиба.
Учитывая все сказанное выше, технологические расчеты по правке однократным изгибом ведут, принимая упрощенную схему напряженно-деформированного состояния металла - схему линейного изгиба. Физические свойства металла, связь напряжений и деформаций, модули упругости и упрочнения принимают по упрощенным диаграммам растяжения.
У сталей классов с С24 по С40 включительно обычно имеется площадка текучести значительной протяженности, а степень упрочнения за пределом текучести невелика. Упрощенная диаграмма растяжения для сталей этих классов приведена на рис. II.1, б.
Стали классов С45-С75, а также все алюминиевые сплавы упрочняются сразу за условным пределом текучести. Характерная диаграмма растяжения для этих металлов показана на рис. ИЛ, в.
Степень упрочнения металлов характеризуется модулем упрочнения E1, который является тангенсом угла наклона линии диаграммы на участке упрочнения к оси деформаций.
В зависимости от относительного радиуса изгиба, эпюры внутренних напряжений в сечениях выправляемого элемента для обоих групп металлов могут иметь три вида. Эти эпюры показаны на рис. II.1, б и в. Левые эпюры соответствуют упругому изгибу, когда краевые напряжения не превысили σт. Правая эпюра для пластичных сталей соответствует возникновению шарнира пластичности, т. е. во всех волокнах напряжение достигло σт.
Правая эпюра для упрочняющихся металлов показывает, что упрочнению подверглись все волокна сечения. Средние эпюры соответствуют такой степени изгиба, при которой пластические деформации или упрочнение распространяются только на части сечения. Эту стадию изгиба для обеих групп металлов называют упруго-пластическим изгибом.
Для пластичных (не упрочняющихся) металлов величины изгибающих моментов определяют по следующим формулам:
- при изгибе в упруго-пластической стадии

- при изгибе в пластической стадии

Для упрочняющихся металлов при изгибе в упругопластической стадии

- при упрочнении всех волокон изгибаемого сечения

где σт - предел текучести, кГ/см2;
E1 - модуль упрочнения, кГ/см2;
W - упругий момент сопротивления, см3;
Wa - момент сопротивления упругого ядра сечения, соответствующий эпюре напряжений, заштрихованной на рис. II.2, в, см3;
h - высота выправляемого элемента, см;
К1 - отношение пластического момента сопротивления к упругому;
Rн - радиус начального изгиба выправляемого элемента, увеличенный на 15-20%, м.

Модуль упрочнения Е1 для сталей классов С60 и С75 исследован еще недостаточно и его значения требуют уточнения. В настоящее время E1 можно принимать равным: для стали С60-100000 кГ/см2 и для стали С75 - 120000 кГ/см2. Для алюминиевых сплавов E1 равен примерно 35000 кГ/см2.
K1 зависит от формы сечения изгибаемого элемента. K1 равен: для прямоугольника 1,5, для двутавровой балки при изгибе в плоскости стенки 1,16, в плоскости полок 1,7, для швеллеров соответственно 1,18 и 2,2, для круга 1,7, для труб 1,28.
Для угловой стали сперва следует найти значение Wпл, а затем К1. Пластический момент сопротивления для равнобоких уголков при изгибе в плоскости одной из полок определяют по формуле

Для неравнобоких уголков: при изгибе в плоскости малой полки

а в плоскости большой полки

где а - ширина большей полки неравнобокого уголка, см;
b - ширина меньшей полки неравнобокого уголка и полки равнобокого уголка, см;
δ - толщина полки уголков, см.
Вывод формул для определения значения M для всех стадий изгиба пластических (неупрочняющихся) сталей общеизвестен.
Формулы для определения M при изгибе упрочняющихся материалов получены следующим образом. Эпюры деформаций и напряжений, вызванных изгибающим моментом М, при условии упрочнения всех волокон сечения имеют вид, показанный на рис. II.2, а.
Изгибающий момент M можно рассматривать как сумму двух изгибающих моментов, первый из которых Мпл вызывает в сечении напряжения, равные σт, по всей высоте сечения, а второй Mупр - напряжения, распределяющиеся по высоте сечения по треугольникам с максимальным значением в крайних волокнах, равным Δσ.
Из диаграммы напряжение - деформация (рис. II.2, б) следует, что с достаточной степенью точности, считая εТ малой величиной.

Удлинение крайнего волокна

и отсюда

Суммарный изгибающий момент

и окончательный

Второй член в скобках показывает степень влияния упрочнения металла на величину изгибающего момента. При определении точной величины M в данную формулу следует подставлять не радиус начального искривления, а полный радиус изгиба детали при правке, учитывая пружинение.
Изгибающий момент в упруго-пластической стадии меньше изгибающего момента в стадии упрочнения по всей высоте сечения при заданном радиусе изгиба детали на величину Wаσт.
Момент сопротивления Wa (см. рис. II.2, в) для всех выправляемых профилей можно найти по формуле Wa=b1a2/12 см3, где b1 - ширина упругого ядра, a - высота упругого ядра.
Это равенство верно для прямоугольного сечения и для любого профиля, когда упругое ядро размещается в пределах стенки. Для круга ширины ядра b1 с достаточной точностью равна диаметру круга, а для трубы - двойной толщине стенки.
В практике степень кривизны деталей, как было указано выше, оценивают величиной стрелки искривления при хорде, равной 1 м. В расчетах деформаций при изгибе удобнее иметь дело с радиусами кривизны. При правке в упруго-пластической стадии каждому значению изгибающего момента M соответствует определенная кривизна элемента и, следовательно, радиус кривизны R по нейтральной оси.
Связь между M и R можно установить следующим образом. Для пластического материала в упруго-пластической стадии изгиба, как показано выше, М = σтК1W - σтWа кГ*см.

По этим же формулам определяется R и для упрочняющегося металла, но Wa следует определять, используя формулу II.3.
При правке в пластической стадии связь между M и R нарушается из-за возникновения шарнира пластичности. В этой стадии деформации элемента являются функцией перемещения силы P, т. е. перемещения ползуна правильной машины.
Найденный радиус изгиба R имеется, строго говоря, только в сечении, в котором приложена сила Р.
Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИТмаше, показали, однако, что при практических соотношениях расстояния между опорами к высоте выправляемого элемента и практической кривизне элементов, имеющих место при правке однократным изгибом, можно считать радиус кривизны постоянным на всем протяжении между опорами.
Отсюда легко установить, что связь между R по нейтральной оси и стрелой прогиба f по крайнему внутреннему волокну при хорде, равной 1 м, определяется уравнением

При выводе этой формулы принято, что высота выправляемого элемента h бесконечно мала по сравнению с радиусом R.
При расчете деформаций элемента в ходе правки однократным изгибом следует учитывать явление пружинения, т. е. способность материала частично восстанавливать свою первоначальную форму после снятия нагрузки.
На рис. 11.2, г сплошной линией показан брус, получивший в результате приложения изгибающего момента M кривизну с радиусом Rг. Центральный угол изогнутого бруса обозначен через αг. После снятия нагрузки угол αг уменьшится на величину Δα и станет равным α0; при этом концевые сечения рассматриваемой части бруса повернутся на угол Δα:2.
При пружинении наружное волокно укоротится на величину

Длина наружного волокна до пружинения будет равна:

Для практических целей можно считать, что h:2 является величиной второго порядка малости по сравнению с Rг.
Отсюда относительная деформация наружного волокна

Пружинение происходит по закону упругой работы материала.
Условное напряжение сжатия в волокне

Значение угла пружинения Δα находят из равенства моментов внешних и внутренних сил при пружинении:

Условный момент пружинения Mпруж равен изгибающему моменту, который вызвал начальный изгиб бруса с радиусом Rг. Несмотря на равенство моментов, действующих во взаимно обратных направлениях, брус остается искривленным. Это объясняется тем, что при изгибе деформации развивались по законам упруго-пластического или пластического изгиба, а при пружинении - по закону упругого изгиба.
Радиус кривизны внутренней поверхности выправляемого бруса после пружинения Rов можно определить, составив уравнение деформации крайних внутренних волокон, имеющих радиус кривизны до пружинения Rb:

Ho так как α = α0+Δα, то уравнение принимает вид Δα(Rг - Rв) = α0Rов - (α0+Δα)Rв.
После преобразования получим:

Сложная зависимость между M и формой выправляемого (изгибаемого) элемента допускает точное решение задач правки однократным изгибом только путем постепенного приближения.
Учитывая это, а также вариантность фактических свойств металлов, в практике величину изгибающих моментов определяют по формулам II.2 и II.4, принимая значение σт по графику на рис. I.4, а затем и силу P по формуле

При определении необходимой величины Rг, обеспечивающей выправление элемента, теоретические расчеты заменяют пробной правкой.
Правку изделий однократным изгибом производят на горизонтальных правйльно-гибочных прессах (рис. II.3).

На этих станках плоскость изгиба совпадает с горизонтальной плоскостью. Выправляемый элемент 1 прижимается к опорам 2, а необходимое давление для изгиба создается ползуном 3.
Расстояние между опорами пресса l можно менять, что позволяет регулировать зависимость между M и Р. При настройке станка для правки можно увеличивать или уменьшать расстояние b между плоскостью упоров и ползуном в соответствии с размерами выправляемого изделия.
В момент правки ползун совершает поступательновозвратное движение. Ход ползуна С для каждого типа станка имеет постоянную величину. Размеры сечений выправляемых элементов ограничиваются максимальными размерами рабочей части пресса - b и h. Для удобства подачи выправляемых элементов к прессу последние оборудуют механизированными столами 4,
Технические характеристики некоторых горизонтальных правильно-гибочных прессов приведены в табл. II.4.

На прессах выправляют кривизну балок, швеллеров, уголков, круга и квадрата, серповидность полосы и универсальной стали. Возможно также править и трубы, но в этом случае опоры и ползун пресса должны охватывать трубу примерно на половину диаметра, в противном случае стенки трубы теряют устойчивость. Общую кривизну у длинных элементов обычно устраняют за счет их перегибов в нескольких местах по длине.
При правке изделий из алюминиевых сплавов на опоры и ползун пресса необходимо надевать чехлы из алюминиевого сплава.
При правке многократным изгибом выправляемое изделие пропускают между двумя горизонтально расположенными рядами валков или роликов. Валки (или ролики) одного ряда расположены в шахматном порядке относительно валков (или роликов) другого ряда (рис. II.4, а). Верхние валки оказывают давление на выправляемое изделие. Нижние валки присоединены через редуктор к электродвигателю и при вращении перемещают выправляемую деталь между рядами валков.
При правке каждое поперечное сечение изделия подвергается многократному знакопеременному изгибу. Изгибающие моменты вызывают упруго-пластические или пластические деформации металла, в зависимости от степени изгиба детали валками правильного станка, за счет которых начальные напряжения, являющиеся, причиной искривления, снимаются и изделие выправляется.

Степень снятия начальных напряжений, а следовательно и качество правки, повышается с увеличением количества изгибов. Правильный станок с большим количеством валков лучше выправляет металл.
Многократный изгиб имеет теоретическую основу, аналогичную однократному изгибу. Экспериментальные исследования рассматриваемого способа правки показали, что изгибающие моменты, возникающие в сечениях изделия, равны изгибающим моментам однократного изгиба на тот же радиус кривизны.
Многократным изгибом выправляют листовую сталь - на листоправильных вальцах и угловую сталь - на углоправильных вальцах. Листоправильные вальцы (рис. II.5) состоят из следующих основных частей: станин 1, верхних валков 2, механизма подъема и опускания верхних валков 3, указателя перемещения верхних валков 4, .нижних валков 5, редуктора 6 и электродвигателя 7, вращающего нижние валки. Листоправильные вальцы оборудуют передним 8 и задним 9 столами. Число валков у листоправильных вальцов обычно бывает от 7 до 11.

Процесс правки листовой стали состоит в следующем. Лист укладывают краном на ролики переднего стола. В зависимости от толщины листа правщик по указателю перемещения верхних валков устанавливает их положение относительно нижних валков. Затем включают механизм вращения нижних валков станка и механизм вращения роликов переднего стола. Ролики стола подают лист в станок, и далее он перемещается в станке за счет вращения нижних валков. Лист проходит через валки и выходит на задний стол. Правщик выключает станок и проверяет степень выправления листа.
Двигатель станка реверсивный, он может вращать нижние валки в любую сторону. Если лист при одном проходе через станок выправился недостаточно, то его можно пропустить через валки обратным ходом еще раз.
При правке сильно деформированных листов, особенно из сталей высоких классов, приходится лист пропускать через станок 3-4 раза. После окончания правки лист подают на один из столов и снимают со стола краном для укладки в штабель.
В паспорте каждых листоправильных вальцов указаны максимальные размеры сечения выправляемого изделия при определенном пределе текучести металла.
Величину изгибающего момента, который могут вызвать вальцы, можно подсчитать в зависимости от физических свойств металла по формулам II.2 или II.4.
При определении момента по формуле II.4 радиус изгиба R следует принимать таким, при котором в крайних волокнах возникают относительные деформации, равные 0,01 (1%), так как при меньших радиусах изгиба правка в холодном состоянии не разрешается. В то же время R не может быть меньше радиуса валка.
На вальцах можно править лист любого сечения из любого металла, если момент, необходимый для пластического изгиба этого листа, не превышает момента, который могут вызвать вальцы.
Технические характеристики некоторых листоправильных вальцов приведены в табл. II.5.

При правке листов из алюминиевых сплавов выправляемый лист закладывают между двумя тонкими (2- 4 мм) листами из любого алюминиевого сплава. Это предохраняет поверхность основного листа от различных повреждений.
Кроме описанной правки листов на листоправильных вальцах устраняют серповидность (искривления в плоскости листа) универсальной листовой стали, производят правку тонких листов пакетом (т. е. по нескольку листов одновременно) и раскручивание и правку листовой рулонной стали.
При правке серповидности универсальной стали на ее вогнутую зону укладывают стальные прокладки толщиной 2-4 мм (рис. II.4, б). Валки сжимают лист в месте прокладок до пластической деформации. Сжимаемая зона удлиняется, и лист выправляется.
Правку листов пакетом целесообразно вести в целях экономии времени. Однако теория правки пакетом еще не разработана. В настоящее время считают, что сумма толщин листов в пакете не должна превышать максимальной толщины одного листа, который можно выправить на данных вальцах.
Для раскручивания листовой рулонной стали рулон укладывают на два ролика, устанавливаемых на стол вальцов, упирают в третий ролик, прикрепленный к станинам, а конец листа заводят между валками (рис. II.4,в). Валки тянут и одновременно правят лист. На втором листе вальцов лист режут кислородной резкой на необходимую длину.

Углоправильные пальцы (рис. II.6) состоят из станин 1, верхних роликов 2, механизма для ручного или механизированного подъема и опускания верхних роликов 3, нижних роликов 4, редуктора 5 и электродвигателя 6. Углоправильные вальцы оборудуют передним 7 и задним 8 столами. Число роликов у углоправильных вальцов семь или девять. Форма роликов соответствует сечению угловой стали. Процесс правки угловой стали аналогичен правке листовой стали.
В паспорте углоправильных вальцов указывают максимальный размер угловой стали и предел текучести ее материала, которую можно править на данных вальцах. Имея эти данные, можно подсчитать возможности вальцов при правке уголков из стали других классов.
Технические характеристики некоторых углоправильных вальцов приведены в табл. II.6.

На рис. II.7, а изображен график для листоправильных вальцов, показывающий зависимость размеров сечений выправляемых листов в зависимости от класса сталей, из которых они прокатаны, а на рис. II.7, б приведена аналогичная зависимость для углоправильных вальцов.
На правильных станках (правильно-гибочных прессах, листо- и углоправильных вальцах) работает бригада правильщиков в составе правилыцика-бригадира 4-го разряда и подручного 3-гo разряда. Правильщик управляет станком и проверяет качество правки, а подручный выполняет все транспортные работы в пределах рабочего места бригады. На ряде заводов на станках работает по одному правильщику. Это целесообразно при механизированных столах у станков. В табл. II.7 указана примерная сменная производительность бригад правильщиков.

Способом растяжения правят главным образом различные фасонные изделия из алюминиевых сплавов. Форма их сечений весьма разнообразна, и для правки на вальцах требуются фасонные ролики. Такие ролики стоят дорого, а частая смена их занимает много времени. При правке растяжением напряжения в выправляемом изделии доводят до предела текучести или несколько выше, но одновременно следят за тем, чтобы относительное удлинение не превысило 1%.
При растяжении незначительные остаточные напряжения, вызывавшие искривление элемента, складываются с напряжениями, равными пределу текучести и равномерно распределенными по сечению элемента. За счет этого степень неравномерности напряжений в сечении снижается или исчезает совсем и элемент выправляется.
Правку растяжением производят на растяжных правильных машинах, имеющих гидравлический привод. Усилия растяжения машин достигают 14 000 Т.
На правку изделий из стали местным нагревом пламенем газовых горелок требуются большие затраты времени, чем на правку в холодном состоянии на правильных машинах, и поэтому ее применяют только в тех случаях, когда нельзя применить правку на машинах из-за их недостаточной мощности или малых размеров рабочей части.

Правка местным нагревом основана на следующем принципе (рис. II.8). Выправляемое изделие нагревают с выпуклой стороны от крайних волокон до нейтральной оси. Площадь нагрева 2 имеет форму треугольника (рис. 11.8, а).
Нагрев изделий ведут примерно до 600°. В начальной стадии правки нагреваемая зона расширяется, за счет чего начальная кривизна элемента увеличивается. В это время в ненагреваемой части сечения возникают реактивные напряжения (рис. II.8, б).
При температуре 600° металл в нагретой зоне становится пластичным, значения σв и σт падают почти до нуля, и в этот момент реактивные напряжения холодной части сечения начинают изгибать элемент в обратную сторону, вызывая при этом пластическую осадку (укорочение) нагретых волокон.
При остывании нагретой части ее волокна укорачиваются и выгибают элемент в ту же сторону, что и реактивные напряжения. После полного остывания длина волокон нагреваемого участка становится менее своей начальной длины и элемент выправляется (рис. II.8, б).
При правке нагревом следует иметь в виду, что свойства металла в зоне нагрева могут несколько меняться. Степень влияния нагрева увеличивается с увеличением количества нагревов.
На рис. II.8, г показана зависимость значений σв, σт и δ стали 10ХСНД толщиной 25 мм от количества ее нагревов при правке. Из этого рисунка следует, что с увеличением количества нагревов значения σв и σт снижаются.
Эти исследования дают основание рекомендовать при правке нагревать одну зону не более одного раза. При необходимости продолжения правки следует нагревать соседние участки. Практически общую кривизну изделий выправляют путем ее перегибов нагревом в нескольких местах по длине.
При правке термически упрочненных сталей температура нагрева стали не должна превышать во избежание разупрочнения стали температуру высокого отпуска.
Теоретические основы правки изделий местным нагревом пламенем газовой горелки начали разрабатывать лишь в последние годы.
Станки для правки в цехе подготовки металла обычно устанавливают под подкрановыми балками, в зоне, не обслуживаемой кранами и, следовательно, всегда свободной. Столы правильных станков выходят в разные пролеты цеха. Выправленный металл может быть подан самим станком в любой пролет в зависимости от размещения штабелей для хранения металла.

На рис. II.9 показан примерный план цеха подготовки металла. Железнодорожные пути обозначены цифрой 1, площадка для сортировки металла 2, ворота для въезда автомашин 3, углоправильные вальцы 4, вагонеточные пути 5, листоправильные вальцы 6, площадка для хранения деловых отходов 7, горизонтальный правильно-гибочный пресс 8.
Некоторые заводы из своих отходов изготовляют мелкие детали для других предприятий. Часто это оказывается весьма целесообразным с экономической точки зрения. В этом случае в цехе подготовки металла устанавливают нож 9 для резки отходов и организуют около него площадку 10 для разделки кислородной резкой, сортировки и хранения отходов и готовых деталей.

Правка металла

К атегория:

Гибка и правка металла

Правка металла

Кривизну деталей проверяют на глаз или по зазору между плитой и уложенной на нее деталью. Края изогнутых мест отмечают мелом.

При правке важно правильно выбирать места, по которым следует наносить удары. Сила ударов должна быть соразмерна с величиной кривизны и постепенно уменьшаться по мере перехода от наибольшего изгиба к наименьшему. Правка считается законченной, когда все неровности исчезнут и деталь станет прямой, что можно определить наложением линейки. Правку выполняют на наковальне, правильной плите или надежных подкладках, исключающих возможность соскальзывания с них детали при ударе.

Для предупреждения рук от ударов, вибраций при правке металла необходимо надевать рукавицы, прочно держать детали, заготовки на плите или наковальне.

Правка полосового металла осуществляется в следующем порядке. На выпуклой стороне мелом отмечают границы изгибов, после чего на левую руку надевают рукавицу и берут полосу, а в правую руку берут молоток и принимают рабочее положение.

Полосу располагают на правильной плите так, чтобы она плоской поверхностью лежала на плите выпуклостью вверх, соприкасаясь в двух точках. Удары наносят по выпуклым частям, регулируя силу удара в зависимости от толщины полосы и величины кривизны; чем больше искривление и чем толще полоса, тем сильнее удары. По мере выправления полосы силу удара ослабляют и чаще переворачивают полосу с одной стороны на другую до полного-выправления. При нескольких выпуклостях сначала выправляют ближайшие к концам, а затем расположенные в середине.

Результаты правки (прямолинейность заготовки) проверяют на глаз, а более точно - на разметочной плите по просвету или наложением линейки на полосу.

Правка прутка. После проверки на глаз на выпуклой стороне мелом отмечают границы изгибов. Затем укладывают на плиту или наковальню (рис. 1) пруток так, чтобы изогнутая часть находилась выпуклостью вверх. Удары молотком наносят по выпуклой части от краев изгиба к средней части, регулируя силу удара в зависимости от диаметра прутка и величины изгиба. По мере выправления изгиба силу удара уменьшают, заканчивая правку легкими ударами и поворачиванием прутка вокруг его оси. Если пруток имеет несколько изгибов, сначала правят ближайшие к концам, затем расположенные в середине.

Рис. 1. Правка металла круглого сечения

Рис. 2. Схема правки листового материала: а, б - погнутые заготовки, в. г - распределение ударов

Правка листового металла более сложная, чем предыдущие операции. Листовой материал и вырезанные из него заготовки могут иметь поверхность волнистую или с выпучинами. На заготовках, имеющих волнистость по краям (рис. 2, а), предварительно обводят мелом или мягким графитовым карандашом волнистые участки. После этого заготовку кладут на плиту так, чтобы края заготовки не свисали, а лежали полностью на опорной поверхности, и прижимая ее рукой, начинают правку. Чтобы растянуть середину заготовки, удары молотком наносят от середины заготовки к~краю так, как указано на рис. 2, в кружками. Кружки меньших диаметров соответствуют меньшим ударам, и наоборот.

Более сильные удары наносят в середине и уменьшают силу удара по мере приближения к ее краю. Во избежание образования трещин и наклепа материала нельзя наносить повторные удары по одному и тому же месту заготовки.

Особую аккуратность, внимательность и осторожность соблюдают при правке заготовок из тонкого листового материала. Наносят несильные удары, так как при неправильном ударе боковые грани молотка могут или пробить листовую заготовку, или вызвать вытяжку металла.

Рис. 3. Правка тонких листов: а - деревянным молотком (киянкой), б - деревянным или металлическим бруском

При правке заготовок с вы пучина ми выявляют покоробленные участки, устанавливают, где больше выпучен металл (рис. 2). Выпуклые участки обводят мелом или мягким графитовым карандашом, затем заготовку кладут на плиту выпуклыми участками вверх так, чтобы края ее не свешивались, а лежали полностью на опорной поверхности плиты. Правку начинают с ближайшего к выпучине края, по которому наносят один ряд ударов молотком в пределах, указанных на покрытой кружочками поверхности (рис. 2, г). Затем наносят удары по второму краю. После этого по первому краю наносят второй ряд ударов и переходят опять ко второму краю, и так до тех пор, пока постепенно не приблизятся к выпучине. Удары молотком наносят часто, но не сильно, особенно перед окончанием правки. После каждого удара учитывают воздействие его на заготовку в месте удара и вокруг него. Не допускают нескольких ударов по одному и тому же месту, так как это может привести к образованию нового выпуклого участка.

Под ударами молотка материал вокруг выпуклого места вытягивается и постепенно выравнивается. Если на поверхности заготовки на небольшом расстоянии друг от друга имеется несколько выпучин, ударами молотка у краев отдельных выпучин заставляют соединиться эти выпучины в одну, которую потом правят ударами вокруг ее границ, как указано выше.

Тонкие листы правят легкими деревянными молотками (киянками - рис. 3, а), медными, латунными или свинцовыми молотками, а очень тонкие листы кладут на ровную плиту и выглаживают металлическими или деревянными брусками (рис. 3, б).

Правка (рихтовка) закаленных деталей. После закалки стальные детали иногда коробятся. Правка искривленных после закалки деталей называется рихтовкой. Точность рихтовки может составлять 0,01-0,05 мм.

В зависимости от характера рихтовки применяют молотки с закаленным бойком или специальные рихтовальные молотки с закруг-

Рис. 4. Рихтовка закаленных деталей: а - на рихтовальной бабке, б - угольника по внутреннему углу, в - по наружному углу, г - места нанесения ударов

ленной стороной бойка. Деталь при этом лучше располагать не на плоской плите, а на рихтовальной бабке (рис. 4, а). Удары наносят не по выпуклой, а по вогнутой стороне детали.

Изделия толщиной не менее 5 мм, если они закалены не насквозь, а только на глубину 1-2 мм, имеют вязкую сердцевину, поэтому рихтуются сравнительно легко; их нужно рихтовать как сырые детали, т. е. наносить удары по выпуклым местам.

Правка закаленного угольника, у которого после закалки, изменился угол между полками, показана на рис. 4, 6-г. Если угол стал меньше 90°, то удары молотком наносят у верщины внутреннего угла (рис. 84 б и г, слева), если угол стал больше 90°, удары наносят у вершины наружного угла (рис. 4, в и г, справа).

В случае коробления изделия по плоскости и по узкому ребру рихтовку выполняют отдельно - сначала по плоскости, а потом по ребру.

Правку короткого пруткового материала выполняют на призмах (рис. 5, а), правильных плитах (рис. 5, б) или простых подкладках, нанося молотком удары по выпуклым местам и искривлениям. Устранив выпуклости, добиваются прямолинейности, нанося легкие удары по всей длине прутка и поворачивая его левой рукой. Прямолинейность проверяется на глаз или по просвету между плитой и прутком.

Рис. 5. Правка коротких валов и прутков: а - на призмах, б - на плите

Сильно пружинящие, а также очень толстые заготовки правят на двух призмах, нанося удары через мягкую прокладку во избежание забоин на заготовке. Если усилия, развиваемые молотком, недостаточны для правки, применяют ручные или механические прессы.

Правка (рихтовка)-операция, посредством которой устраняются неровности, кривизна или другие недостатки формы заготовок. Правка и рихтовка имеют одно и то же назначение, но отличаются приемами выполнения и применяемыми инструментами и приспособлениями.

Правка - это выправление металла действием давления на ту или иную его часть независимо от того, производится ли это давление прессом или ударами молотка. „

Правка представляет собой, как правило, подготовительную операцию, предшествующую основным операциям обработки металлов.

Правке подвергают стальные листы и листы из цветных металлов и их сплавов, полосы, прутковый материал, трубы, проволоку, а также металлические сварные конструкции. Заготовки и детали из хрупких материалов (чугун, бронза и т. и.) править нельзя.

Различают два метода правки металлов: правка ручная, выполняемая с помощью молотка на стальных чугунных правильных плитах, наковальнях и др., и правка машинная, производимая на правильных машинах. При ручной правке слесарь отыскивает на поверхности заготовки или детали такие места, при ударе по которым заготовка выправлялась бы, т. е. лежала бы на плите, не имея выпуклостей, изгибов или волнистости.

Металл подвергается правке как в холодном, так и в нагретом состоянии. В последнем случае нужно иметь в виду, что правку стальных заготовок и деталей можно производить в интервале температур 1100-850 °С. Нагрев выше указанных температур приводит к перегреву, а затем и к пережогу заготовок, т. е. к неисправимому браку.

Правку применяют в тех случаях, когда нужно устранить искажение формы заготовки - волнистость, коробление, вмятины, искривления, выпучивания и т. д. Металл можно править как в холодном, так и в нагретом виде. Нагретый металл правится легче, впрочем, это справедливо и в отношении других видов его пластического деформирования, например гибки.

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 выравнивать плиту, чтобы она находилась в горизонтальном положении.

Для правки необходим специальный слесарный инструмент. Нельзя производить ее любым молотком, который есть под рукой, металл может не только не выправиться, но получить еще большие дефекты. Молоток должен быть изготовлен из мягкого материала - свинца, меди, дерева или резины. Кроме того, нельзя править металл молотками с квадратным бойком - он будет оставлять на поверхности металла следы в виде забоин. Боек молотка должен быть круглым и отполированным.

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, которую нужно устранить. Изогнутые места необходимо отметить мелом, так гораздо легче наносить удары молотком, чем ориентируясь только на заметную глазом кривизну.

Правка полосового металла, изогнутого в плоскости - это наиболее простая операция. Изогнутую заготовку нужно расположить таким образом, чтобы она имела две точки соприкосновения с наковальней. Удары молотком или кувалдой нужно наносить по наиболее выпуклым местам и уменьшать силу ударов по мере того, как выпуклости становятся меньше. Не следует наносить удары только с одной стороны заготовки, металл может выгнуться в обратную сторону. Чтобы этого не случилось, заготовку нужно время от времени переворачивать. По той же причине не стоит наносить несколько ударов подряд по одному и тому же месту.

Если имеется несколько выпуклостей, сначала необходимо выправить края заготовки, а затем, ее середину.

Правка круглого металла - этот вид работы в основном похож на правку полосового металла -- нужно отметить неровные места мелом и расположить заготовку выпуклостью вверх, удары должны наноситься по выпуклой части от краев изгиба к середине выпуклости. Когда основное искривление окажется выправленным, силу ударов нужно уменьшить и периодически поворачивать металлический прут вокруг его оси, чтобы не допустить искривления в обратную сторону.

Металлические пруты квадратного сечения нужно править в такой же последовательности.

Правка металла, скрученного по спирали производится методом раскручивания. Для того чтобы выпрямить кривизну, нужно один конец скрученного металла зажать в большие тиски на слесарном столе, другой - в ручные тисочки. Раскрутив металл до той степени, которую можно проконтролировать на глаз, нужно продолжить правку на гладкой выверенной плите обычном методом, контролируя кривизну на просвет.

В результате изгиба или коробления металла одни его слои вытягиваются, другие сжимаются, поперечное сечение поворачивается. Чтобы восстановить первоначальное состояние металла, необходимо растянутые слои сжать, сжатые растянуть. Это достигается различными методами правки. Правка с применением ударной нагрузки или давления.

Прутковый и полосовой металл правят стальными молотками. Лучше для этой цели применять молотки с круглым бойком: они делают меньшие вмятины на поверхности металла. Удары наносят по выпуклому месту: сначала сильные, по мере выпрямления удары ослабевают. Выпрямляемый пруток (полоса) время от времени поворачивается, чтобы не получить выпуклости с противоположной стороны.

Качество правки проверяется линейками, в неответственных случаях - на глаз. Контроль можно вести также на плитах: плохо выпрямленная полоса (пруток) при надавливании на края будет поворачиваться, невыпрямленный круглый пруток при прокатывании будет давать просветы в отдельных местах.

Круглые прутки диаметром свыше 30 мм, валы и трубы правят винтовыми прессами. Деталь укладывают в призмы выпуклостью кверху и нажимают винтом с призматическим наконечником. Для правки деталей различной длины расстояние между призмами может изменяться.

Качество правки проверяется индикатором: деталь устанавливается в центре и проворачивается. Отклонение стрелки индикатора покажет величину не прямолинейности.

Обработанные поверхности, тонкие изделия из стали и цветных металлов правят молотками, имеющими бойки из меди, латуни, свинца, фибры, либо стальными молотками через прокладки из мягких материалов. Небольшие, тонкие детали можно выпрямлять, зажимая между губками тисков.

Сменные бойки Киянка 28 мм

Скрюченные полосы выпрямляют рычагами, имеющими вилки. Часто для этой цели используют ручные тиски. Ими зажимают выступающий из тисков конец полосы и, вращая рычагом, производят правку.

Для выпрямления погнутого уголка его укладывают в призму, между полками закладывают стальной закаленный валик и, нажимая на валик наконечником пресса, выпрямляют. Аналогично правят швеллеры и другой сортовой прокат. Их прямолинейность проверяют линейкой, на плите по просвету, перпендикулярность полок - угольником.
Правка способом вытяжки (рихтовка).

В изогнутой на ребро тонкой полосе, погнутом уголке, швеллере для выпрямления надо вытянуть вогнутую часть. Это выполняется носком молотка или специальными рихтовочными молотками, имеющими два носка. Узкий носок создает большее удельное давление, превышающее предел текучести материала, и металл «течет» - растягивается.

Металл при наличии выпуклости (в этом месте металл растянут). Удары наносят стальными молотками или, если лист тонкий, деревянными молотками - киянками от краев по направлению к выпуклости. Края тоже вытягиваются и выпуклость исчезает.

Обратный молоток рихтовочный

При наличии нескольких выпуклостей их сначала соединяют в одну, нанося удары между ними. Рихтовке подвергают также закаленные предметы, получившие при закалке коробление. Для этого их укладывают выпуклостью книзу и наносят несильные удары носком, двигаясь от середины к краям - тем самым вытягиваются сжатые верхние волокна. Если при закалке угол уменьшился, удары наносятся у вершины внутреннего угла, если он увеличился - у вершины наружного угла. Закаленные детали толщиной более 5 мм, если они прокалены на неполную глубину, можно править как незакаленные.

Термическая правка. В данном случае выпрямление металла осуществляется путем сжатия растянутой стороны. Выпрямляемая деталь укладывается выпуклостью кверху. Изогнутое место нагревается сварочной горелкой до вишнево-красного цвета (соседние участки металла охлаждаются сырым асбестом или мокрыми тряпками). Поскольку нагретый металл более пластичный, то при охлаждении его струей сжатого воздуха нагретое место сожмется и металл выпрямится. Этим способом правят трубы, пустотелые валы, профильный металл, поковки и отливки, сварные конструкции.

Горячая правка металла. У деталей с резким перегибом, заготовок большого сечения, чтобы избежать появления трещин, изогнутое место нагревается, после чего выпрямляется давлением пресса или ударами молотка. Температура нагрева зависит от материала. Для стали она должна быть не менее 850 и не выше 1100° (превышение этой температуры вызовет перегрев металла). Горячей правке подвергаются только необработанные заготовки.