Правка листового металла. Технологии гибки и правки металла. Ручная правка листового металла

Введение

1. Классификация металлов

2. Разновидности правки металлов

3. Основы использования инструментария

4. Характеристика процесса правки

5. Характеристика процесса гибки

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Правкой называется операция по устранению дефектов заготовок и деталей в виде вогнутости, выпуклости, волнистости, коробления, искривления и т. д. Ее сущность заключается в сжатии выпуклого слоя металла и расширении вогнутого.

Металл подвергается правке, как в холодном, так и в нагретом состоянии. Выбор того или иного способа правки зависит от величины прогиба, размеров и материала заготовки (детали).

Правка может быть ручной (на стальной или чугунной правильной плите) или машинной (на правильных вальцах или прессах).

По приемам работы и характеру рабочего процесса к правке металлов очень близко стоит другая слесарная операция - гибка металлов. Гибка металлов применяется для придания заготовке изогнутой формы согласно чертежу. Сущность ее заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на какой-либо заданный угол. Напряжения изгиба должны превышать предел упругости, а деформация заготовки должна быть пластической. Только в этом случае заготовка сохранит приданную ей форму после снятия нагрузки.

1. Классификация металлов

В жизни нашей страны, в развитии ее хозяйства огромную роль играют производство и обработка металлов.

В машиностроении широко применяются сплавы железа с углеродом - сталь и чугун (черные металлы), которые наиболее доступны и дешевы, а также цветные металлы (медь, алюминий и др.) и их сплавы (дюралюминий, латунь, бронза и др.).

Поэтому важнейшая задача нашей промышленности и состоит в том, чтобы в первую очередь развивать черную и цветную металлургию и на этой базе обеспечить быстрый рост машиностроения.

Следует иметь в виду, что все металлы должны быть правильно подобраны не только в отношении свойств, но и качества.

Правильно выбрать металлы и сплавы для различных целей и определить их качество помогает нам наука о металлах -металловедение.

Металловедением называется наука, изучающая строение и свойства металлов и сплавов в их взаимосвязи.

Эта наука не только объясняет внутреннее строение и свойства металлов и сплавов, но помогает предвидеть их, а также изменять их свойства.

Простейшие сведения о металлах были получены еще в далеком прошлом. Но эти сведения не носили научного характера вплоть до XIX в. Только с развитием физики, химии и других наук учение о металлах приобрело стройную систему и достигло современного высокого научного уровня.

В развитии науки о металлах исключительно большие заслуги имеют многие наши соотечественники. Среди них выдающаяся роль принадлежит П. П. Аносову, который создал на Златоустовском заводе основы производства высококачественной стали для изготовления булатных клинков, впервые в 1831 г. при изучении структуры металлов применил микроскоп и открыл способ газовой цементации (науглероживания) стали.

Д. К. Чернов углубил научные методы изучения металлов и положил начало металлографии - науке о внутреннем строении металлов.

В дальнейшем развитии металловедения большие заслуги имеют советские ученые Н. С. Курнаков, А. А. Байков, А. А. Бочвар, С. С. Штейнберг и многие другие. Выдающаяся роль в разработке теории и практики производства металлов принадлежит академикам М. А. Павлову, И. П. Бардину и другим научным и производственным работникам.

Успехи научного исследования металлов имеют огромное практическое значение, так как позволяют правильно решать вопросы о способах обработки металлов и их использовании для различных целей.

Все металлы и металлические сплавы в твердом состоянии являются телами кристаллическими.

Твердые, жидкие и газообразные вещества, которые встречаются в природе, представляют собой разнообразнейшие сочетания простых веществ, называемых химическими элементами. В настоящее время в природе насчитывается около 100 элементов. Изучение свойств химических элементов позволило разделить их на две группы: металлы и неметаллы (металлоиды).

Примерно две трети всех элементов являются металлами. Металлами называются химические элементы (простые вещества, состоящие из одинаковых атомов), характерными признаками которых являются непрозрачность, хорошая проводимость тепла и электрического тока, особый «металлический» блеск, ковкость. При нормальной, комнатной температуре все металлы (кроме ртути) являются твердыми веществами. В последнее время благодаря развитию химического производства наряду с металлами большое значение приобрели неметаллы.

Неметаллы не имеют свойств, характерных для металлов: у них отсутствует «металлический» блеск, они хрупки, плохо проводят тепло и электричество.

В металлопромышленности из неметаллических веществ большую роль играют кислород, углерод, кремний, фосфор, сера, водород, азот.

Ярко выраженными металлическими и неметаллическими свойствами обладают далеко не все элементы. Например, ртуть по сравнению с другими металлами является плохим проводником тепла и электрического тока, но по сравнению с неметаллическими веществами она все же может рассматриваться как относительно хороший проводник. Поэтому элементы следует относить к металлам или неметаллам по их свойствам (металлическим или неметаллическим) наиболее сильно выраженным.

В практике химически чистые металлы почти не используются. Это объясняется трудностью их получения, а также отсутствием у них ряда технических полезных свойств. Большое распространение в технике имеют металлические материалы, которые делятся на две группы: технически чистые металлы и сплавы.

Технически чистые металлы - это металлы, в состав которых, кроме химически чистого элемента, в небольших долях входят и другие элементы.

Сплавы - это сложные материалы, которые получают путем сплавления одного металла с другими металлами или неметаллами. В связи с тем, что сплавам можно придать самые разнообразные и более высокие механические, физические и технологические свойства, их применение, особенно в машиностроении, находит большее распространение, чем технически чистых металлов. Изготовляя сплавы с различным содержанием элементов, можно придать им разнообразные свойства, которые требуются для той или иной детали.

2. Разновидности правки металлов

В своей работе слесарь часто сталкивается с тем, что поступающие для обработки заготовки из полосового пруткового или листового металла бывают погнутые, кривые, покоробленные или имеют выпучины, волнистость и т. д.

Слесарная операция, при помощи которой изогнутой или покоробленной заготовке или детали придают правильную геометрическую форму, называется правкой.

Править можно заготовки или детали из пластичных металлов (сталь, медь и т. д.). Заготовки или детали из хрупких металлов править нельзя.

Правка также необходима после термической обработки, сварки, паяния и после вырезания заготовок из листового материала.

Правка может выполняться двумя способами: ручным с применением молотка, кувалды на стальной, чугунной плите или наковальне и машинным с применением правильных валиков, прессов и различных приспособлений.

При ручной правке лучше всего пользоваться молотком с круглым бойком (а не с квадратным). Молоток должен иметь хорошо насаженную ручку без сучков и трещин: Поверхность бойка должна быть гладкой и хорошо отполированной.

При правке деталей с окончательно обработанной поверхностью, а также тонких стальных заготовок или изделий из цветных металлов и сплавов применяются молотки с вставками из мягких металлов (меди, латуни, свинца) или дерева.

Для правки тонкого листового и полосового металла пользуются металлическими и деревянными гладилками и брусками.

В отдельных случаях правку обработанных поверхностей производят слесарными молотками, но тогда на место, подлежащее правке, накладывают прокладку из мягкого металла и по ней наносят удары.

При правке в правильных валиках заготовку пропускают между вращающимися в разные стороны цилиндрическими валиками. Заготовка, проходя между валиками, выравнивается.

Выполняя правку прессом, заготовку помещают на две опоры, а затем нажимают ползуном пресса на выпуклую часть и искривленная заготовка выправляется.

Металл подвергается правке как в холодном, так и в нагретом состоянии. Выбор способа зависит от величины прогиба, размеров изделия, а также характера материала. Правку в нагретом состоянии можно производить в интервале температур 800-1000° (для Ст. 3), 350-470° (для дюралюминия). Выше нагрев не допускается, так как это может привести к пережогу металла.

Холодная правка должна производиться при температурах ниже 140-150°, но нельзя выполнять правку при температуре 0°, так как при нулевой температуре металл легко ломается (хладноломкость) .

3. Основы использования инструментария

Рис. 1. Правка металлов: а - правильная плита, б - направление силы и место ударов при правке

Правильная плита (рис. 1, а). Изготовляется из серого чугуна сплошной конструкции или с ребрами. Плиты бывают следующих размеров: 1,5x5 м; 1,5X3 м, 2X2 м и 2X4 м, 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 устанавливаются на металлических или деревянных подставках, которые могут обеспечить, кроме устойчивости, и горизонтальность.

Молотки с круглым бойком. Применяются чаще всего, так как они предотвращают забоины и вмятины на поверхности выпрямляемых деталей.

Молотки с вставками из мягких металлов. Вставки могут быть медные, свинцовые, а также деревянные. Такие молотки применяются при правке деталей с окончательно обработанной поверхностью и деталей или заготовок из цветных металлов и сплавов.

В своей практической работе слесарь часто сталкивается с правкой металла того или иного профиля или с правкой заготовок.
Правка является подготовительной операцией. Она может производиться двумя способами: механическим способом - с применением правильных валков, прессов и различных приспособлений и ручным - с применением стального закаленного молотка, кувалды, наковальни или плиты и вспомогательного инструмента - гладилки.
При ручной правке лучше пользоваться молотком с круглым бойком для предотвращения забоин и вмятин на поверхности выпрямляемых заготовок. Поверхность бойка молотка должна быть тщательно отшлифована.
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 тонкой проволоки и тонкого полосового и листового металла применяют металлические и деревянные оправки, гладилки и прокладки.
Правка полосового и листового материала. При правке искривленной полосы последнюю удерживают левой рукой и на наковальне или плите наносят удары молотком по выпуклым местам широкой стороны полосы, переворачивая по мере необходимости полосу с одной стороны на другую.
Сила удара регулируется в зависимости от величины искривления и толщины полосы.
После окончания правки широкой части полосы приступают к правке ребра, вначале сильными ударами, а затем слабыми, поворачивая полосу после каждого удара с одного ребра на другое.
Проверка выпрямленной полосы производится на глаз, а более точно - линейкой или на разметочной плите.
Правку тонкой полосовой стали производят иным способом, так как от ударов молотком по выпуклому ребру тонкая полоса будет изгибаться в стороны, а соприкасающиеся с плитой места будут слипаться.
Тонкую полосу правят на плите: прижав ее левой рукой, правой наносят удары молотком по всей длине полосы, постепенно переходя от нижней кромки к верхней, как указано на фиг. 69.

Вначале удары должны быть сильными, а по мере перехода к верхнему краю они должны быть слабее, но наноситься чаще. Такая правка способствует вытягиванию нижней кромки, и полоса становится ровной.
Правка листового материала - более сложная операция, так как выпуклости на листах в большинстве случаев бывают в середине или же разбросаны по всей поверхности листа, и при ударе молотком по выпуклым частям последние не только не будут уменьшаться, а даже увеличатся по своим размерам.
Поэтому правку листового материала надо вести так:
Лист кладут на плиту и выпуклости обводят мелом или карандашом. Поддерживая лист левой рукой, правой наносят удары молотком от края листа по направлению к выпуклости, как показано на фиг. 70 стрелками. Удары следует наносить частые, но не сильные. Под действием таких ударов ровная часть листа будет увеличиваться, а выпуклость постепенно выпрямляться.

По мере приближения к выпуклости удары следует делать чаще и слабее, одновременно надо следить, улучшается ли поверхность листа, не остаются ли на нем следы от ударов молотком и устраняется ли выпуклость.
Если на листе имеется несколько выпуклостей, то удары следует наносить в промежутках между выпуклостями, в результате этого лист растягивается и все выпуклости сводятся в одну общую выпуклость, которую выправляют обычным способом, т. е. идя от краев ныпуклости к середине. После этого лист переворачивают и легкими Ударами молотка окончательно восстанавливают его прямолинейность.
Очень тонкие листы выравнивают на ровной и гладкой плите.
Правка пруткового материала и валов. Длинные прутки и проволоку правят, пропуская через фильеры в протяжных станках или через вращающиеся ролики в специальном правйльном станке, или вручную на плите. Этим способом правят также и короткие заготовки. Проверка прямолинейности прутков и заготовок производится на плите или на глаз.
Валы и заготовки большого сечения выпрямляют на ручном или механическом прессе, для чего вал или заготовка устанавливаются на призмы стола пресса выпуклой частью вверх. Расстояние между призмами регулируется.
Обычно оно колеблется в пределах 150 - 300 мм . Правку производят нажимом винта на выпуклую часть вала.
Валы большого сечения и со значительным прогибом предварительно нагревают в местах максимального прогиба.
Проверка вала после правки производится в центрах, установленных на отдельном столе или плите, как указано на фиг. 71.

Правка закаленных деталей. Покоробленные стальные детали или заготовки после закалки правят специальными стальными молотками, ударная часть которых имеет форму носика слесарного молотка, тщательно обработанного, без острых углов и хорошо закаленого. Плита для правки должна иметь гладкую отшлифованную поверхность (плоскую или выпуклую), твердость которой должна быть не ниже твердости бойка молотка.
Удары молотком нужно наносить не по выпуклой части закаленной детали, а по вогнутой. При этом удары должны быть не сильные, но частые.
Для примера разберем несколько случаев правки закаленных деталей.
Деталь кладут на выпуклую поверхность плиты и, придерживая ее левой рукой, наносят легкие, но частые удары молотком по вогнутой части, начиная от наиболее вогнутой части и постепенно переходя к месту, где прогиб заканчивается.
Одновременно с этим деталь левой рукой поворачивают на 15 - 20° то в одну, то в другую сторону и передвигают на себя. Таким образом, удары распределяются по вогнутой поверхности сектора с углом 30 - 40°.
В результате этого волокна вогнутой части детали как бы раздаются, растягиваются от ударов молотка, а в выпуклой части сжимаются и деталь выравнивается.
Аналогичным способом правят закаленную полосу линейки (фиг. 72).

В случае, когда плоская деталь имеет вырезы, например скоба, шаблон, то при закалке ее коробит (как по плоскости, так и по ребру), и поэтому правку следует вести в такой последовательности:
Шаблон кладут выпуклой частью на плиту и придерживают левой рукой за один конец, а правой рукой наносят носком молотка частые, но не сильные удары по вогнутой части, начиная с середины и постепенно переходя к краю. Затем, взяв противоположный конец шаблона левой рукой, продолжают в такой же последовательности правку второй части шаблона.
После правки плоскости приступают к правке по ребру. В этом случае шаблон или скобу левой рукой прижимают к плите, а правой наносят удары носком молотка со стороны вогнутой части от середины к краю поочередно с обеих сторон (фиг. 73).

Правку закаленных валиков и шпинделей диаметром 20 мм и выше обычно производят ручным прессом путем нажатия винта пресса на выпуклую часть детали.

Правка металла

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, что 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. 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 и 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 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 при ориентировке 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. Для этого нужно отметить неровные места мелом и расположить заготовку выпуклостью вверх, удары наносить 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.

Правка листового металла

Сложность правки листового металла зависит от того, какого типа дефект имеет лист – волнистость кромки, или выпуклость, или вмятину в середине листа, или то и другое одновременно (рис. 15).

Рис. 15. Приемы правки листового металла: а – при деформированной середине листа; б – при деформированных краях листа; в – с использованием деревянной гладилки; г – с использованием металлической гладилки.

Во время правки выпуклости нужно наносить удары, начиная от края листа по направлению к выпуклости (рис. 15 а, б).

Наиболее распространенная ошибка заключается в том, что самые сильные удары наносятся по тому месту, где выпуклость наибольшая, а в результате на выпуклом участке появляются небольшие вмятины, которые еще более осложняют неровную поверхность. Кроме того, металл в таких случаях испытывает очень сильную деформацию на разрыв. Поступать нужно как раз наоборот: удары должны становиться слабее, но чаще, по мере того как правка приближается к центру выпуклости. Лист металла нужно постоянно поворачивать в горизонтальной плоскости, чтобы удары равномерно распределялись по всей его поверхности.

Если лист имеет не один выпуклый участок, а несколько, нужно сначала свести все выпуклости в одну. Для этого наносят удары молотком в промежутках между ними. Металл между выпуклостями растягивается, и они объединяются в одну. Затем нужно продолжать правку обычным способом. Если середина листа ровная, а края искажены волнами, то последовательность ударов при правке должна быть противоположной: их следует наносить, начиная от середины, продвигаясь к изогнутым краям (рис. 15, б). Когда металл в середине листа растянется, волны на его краях исчезнут.

Очень тонкие листы невозможно править даже молотками из мягкого материала: они не только оставят вмятины, но могут и порвать тонкий металл.

В этом случае для правки применяют бруски-гладилки из металла или дерева, которыми лист выглаживают с обеих сторон, периодически его поворачивая. Качество правки можно проконтролировать с помощью металлической линейки.

Тот, кто брался за правку стального листа, знает, что это работа достаточно трудная: пока выправляешь один изгиб, на листе появляются другие. Однако этого можно избежать и тем существенно облегчить работу. Стальной лист нужно уложить для правки не на гладкую плиту, как это обычно делается, а на плиту-подкладку со множеством мелких затупленных бугорков, равномерно расположенных на ее поверхности. В этом случае качество работы должно повыситься, а трудоемкость – снизиться. Металл под ударами резинового молотка будет как бы сам искать свое место. При этом на листе образуются едва заметные волны, при шпатлевке и покраске они станут заполняться и способствовать тому, что шпатлевка и краска будут держаться на металле очень крепко. Неровности после покрытия металла совершенно незаметны. Единственная сложность – как изготовить требующуюся плиту-подкладку. В домашних условиях ее действительно изготовить трудно: бугорки обычно получают, прорезая на гладкой плите большое число взаимно пересекающихся и расположенных близко одна от другой канавок. Сделать это можно на строгальном или фрезерном станке, поэтому, если есть такая возможность, лучше ею воспользоваться.

Правка закаленного металла (рихтовка)

Для правки закаленного металла (рихтовки) мягкие правочные молотки непригодны. Необходим специальный молоток с бойком из закаленного металла или с закругленной узкой стороной. Рихтовочный молоток можно изготовить самому. Для этого в узком бойке молотка необходимо сделать прорезь и плотно запрессовать в нее заточенную под радиусом 0,1–0,2 мм пластинку из твердого сплава ВК6 или ВК8.

Закаленный металл правится методом от обратного: удары нужно наносить не по выпуклому, а по вогнутому участку заготовки: она начнет выпрямляться вследствие того, что металл на вогнутой стороне будет растягиваться (рис. 16).

Рис. 16. Правка закаленного металла (рихтовка): а – полос; б, в – угольников.

Рихтовку удобнее производить не на плоской плите, а на специальной рихтовочной бабке, которая имеет выпуклую поверхность, перемещая по ней заготовку вверх и вниз.

Неразрешимой задачей неопытному слесарю представляется правка плоского угольника, у которого угол изменился и стал больше или меньше 90°. Такие угольники уже не годятся для контроля прямых углов, и, как правило, их выбрасывают. Между тем угольник из закаленного металла можно выпрямить. Если прямой угол уменьшился и составляет менее 90°, то удары молотком нужно наносить по плоскости угольника у вершины внутреннего угла. Если угол увеличился и превышает 90°, удары следует наносить у вершины внешнего угла.

После того как металл выправлен, можно приступать к его дальнейшей обработке.