Газовая правка металла и местная термообработка. Ремонт деталей с растянутыми поверхностями металла Как выпрямить согнутое толстое железо

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».

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:

• Волна.
• Вмятина.
• Выпуклость.

А также некоторые другие.

Виды правки металла

Операция подразделяется на два подвида:

• Ручная.
• Машинная.

Ручная правка и рихтовка металла применяется в домашних мастерских и при изготовлении уникальных изделий. Набор инструмента несложен, но требуется высокая квалификация рабочего — правильщика.

Машинная правка используется в промышленности. Оборудование массивное и сложное, но обладает высокой производительностью и возможностями автоматизации процесса. Кроме того, операцию машинной правки часто совмещают с гибкой и нарезкой листовых заготовок, включая ее в состав единого технологического комплекса.

Операцию можно осуществлять при комнатной температуре. Работа при температуре 0С и ниже недопустима — материал теряет пластичность и становится хрупким. Иногда заготовку приходится нагревать до 140-400С, чтобы повысить пластичность.

Правка листового металла

От вида дефекта зависит и сложность операции правки листового металла.

Наиболее сложные случаи – это комбинация разных видов дефектов, например, волнистость края и выпуклость в центре листа одновременно.

Выпуклость

Выпуклость правят ударами по окружности, начиная от внешней стороны дефекта и постепенно уменьшая радиус окружности, продвигаясь от края к центру дефекта. Сила ударов становится меньше, а частота — возрастает.

Если на заготовке не одна выпуклость, их следует объединить в одну большую. Бить следует между локальными дефектами, добиваясь их объединения, после чего действовать, как описано выше.

Волнообразность краев

Правка листового металла с волнистыми краями проводится начиная с краев листа и постепенно продвигаясь к его центру. После растяжения заготовки в середине волнистость краев разглаживается.

Тонкие листы

Заготовки малой толщины не поддаются правке бойками из-за высокой вероятности образования разрывов и заломов.

Для правки тонколистового металла используют протяженные поверхности металлических или деревянных брусков-гладилок. Заготовку разглаживают с разных сторон, постепенно усиливая нажим.

Периодически надо переворачивать полосу, чтобы не возникла выпуклость в другую сторону. При наличии нескольких выпуклостей в начале следует выправить концы полосы, а потом переходить к середине.

Мягкие бойки для рихтовки не применяют. Их делают из высокопрочного сплава и придают округлую форму или скругляют острую сторону.

Чтобы выправить закаленный металл, удары направляют по вогнутому участку детали. С растяжением материала на вогнутой стороне заготовка будет распрямляться. Операцию проводят на имеющей полусферическую форму рихтовочной бабке, по которой деталь постепенно передвигают вверх и вниз.

Чтобы выправить закаленный угольник с нарушением прямого угла, разработано два приема. Если угол превратился в острый, удары направляют возле внутреннего угла. Если же угол превратился в тупой, удары направляют в зону у вершины внешнего угла. Материал в зоне воздействия растягивается и прямой угол восстанавливается.

Способ аналогичен работе с полосой. Неровности маркируются мелом, заготовка располагается выпуклостью вверх. Удары направляются от периферии дефекта к его центру.

Когда основной дефект откорректирован, снижают мощность ударов и поворачивают деталь вокруг продольной оси, во избежание деформации в другую сторону. Тем же способом правится квадратный и прямоугольный прокат.

Здесь применяют способ раскручивания. Один конец спирали фиксируют в закрепленных на правильной плите тисках, другой — в ручной струбцине.

После частичного раскручивания спирали ее прижимают к плите и правят, как круглый прокат, определяя кривизну на просвет.

Основные способы правки металла

На выбор способа влияет характер и площадь сечения, марка и вид сплава, размеры дефекта относительно общего размера изделия.

В зависимости от метода приложения напряжений в металлических заготовках, различают три способа правки металла:

• изгибом в холодном состоянии;
• растяжением в холодном состоянии;
• местный нагрев.

Нагрев осуществляется газовыми горелками или индукционным способом.

Для каких целей применяют правку металла

Конфигурация детали может быть нарушена в ходе ее первичной обработки, транспортировки или хранения. Такие заготовки непригодны для дальнейшего использования, но не являются невозвратным, окончательным браком. Правку металла используют с целью возвращения заготовке формы, определенной конструкторско-технологической документацией.

Иногда с целью снижения себестоимости продукции предприятие намеренно приобретает заготовки ненадлежащей формы, в этом случае операция включается в технологический процесс. Плановая правка металла может также быть включена в техпроцесс после операций по термической обработке, вызывающих изменение формы детали. В противном случае работа будет внеплановой, и стоимость ее входит в незапланированные убытки.

Оборудование для правки

Основа любого набора инструментов — это правильная плита. Она должна быть идеально ровной, массивной и устойчивой, для чего ее отливают из ударопрочного чугуна или стали, для упрочнения конструкции снабжают продольными и поперечными ребрами жесткости. Устанавливают их на массивное бетонное основание.

Молотки для правки должны быть мягче, чем материал заготовки. Поэтому их снабжают деревянными или резиновыми бойками. Для работы со стальными листами используют молотки с мягкими бойками из меди или свинца. Боек должен иметь закругленную форму. Боек квадратной формы не годится, так как он будет оставлять на листовой заготовке характерные следы — забоины. Масса плиты должна относиться к массе молотка примерно как 100:1.

Для работы с листовой заготовкой применяют также подкладочную плиту из плотной резины, со сформированным на ней большим количеством бугорков одинаковой высоты. Под ударами металл сам находит свое место, и производительность процесса заметно возрастает по сравнению с голой стальной правильной плитой.

Для работы с тонкими листами применяется специальная оснастка — гладилки и поддержки. Для работы с закаленными деталями применяют цилиндрические или полусферические правильные бабки.

В домашней мастерской используют наковальню или массивную металлическую плиту.

На предприятиях применяют специальные механизированные правильные комплексы с механической подачей листа и автоматизированным исправлением дефектов. В одних заготовку протягивают между массивными вращающимися валками, вращающимися в противоположные стороны. В других операция происходит на правильной плите путем опускания широкого пресса.

Правка (выпрямление) - представляет собой слесарную операцию, при которой деформированным, покоробленным металлическим заготовкам или деталям придают правильную плоскую форму. Правку применяют после резки листового материала ножницами, рубки зубилом и других операций. При помощи правки выпрямляют также полосовой и прутковый материал, трубы и проволоку. Чугунные детали правке не подвергают, так как чугун слишком хрупок и при правке может расколоться.

В слесарном и особенно в инструментальном деле исправление изогнутых и покоробленных изделий с большой точностью (до десятых долей миллиметра), после механической или термической обработки, нередко называют рихтовкой изделия.

Правка бывает ручная и машинная.

Трубы гнут вручную или с помощью механизма, с напол­нителем или без наполнителя, в холодном или горячем состо­янии. Выбор способа зависит от диаметра трубы, толщины стенок, материала и угла загиба (рис. 8).

Трубы диаметром более 100 мм гнут в горячем состоянии с наполнителем (мелкий сухой песок). Концы труб закрывают заглушками и сверлят в них отверстия для выпуска газов. На­грев осуществляют газовой горелкой или паяльной лампой. Трубы диаметром до 15 мм гнут с помощью штырей, встав­ленных в отверстия стальной плиты, которую зажимают в ти­сках. Для более толстых труб применяют трубогибы, установ­ленные на специальном верстаке. Труба вставляется между двумя роликами в упор. Гнут трубу, поворачивая руками ры­чаг с роликами

Рис. 8 Гибка труб: 1 - труба, 2 -упор, 3 - шаблон, 4 - подвижная скоба, 5 -ролик, 6 - обоснование, 7 -рычаг

Медные и латунные трубы гнут в холодном состоянии с наполнителем (расплавленная канифоль, стеарин, паладин, свинец). Трубу перед гибкой отжигают. Медь греют до 600-700 °С и охлаждают в воде; бронзы - до 600-700 °С, в возду­хе; дюралюминий - до 350-400 °С, в воздухе.

В нагретом состоянии медные трубы гнут, наполняя песком. Правильно согнутые трубы не имеют складок и вмятин.

Расчет длины заготовок

при гибке деталей под прямым углом без закруглении с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину развертки заготовки детали.

На рис 4 а, б показаны соответственно угольник и скоба с прямы­ми внутренними углами.

Размер у угольника: а = 30 мм; б =70мм г = 6мм. Длина развертки заго­товки l = а + б + 0,5t 30+ 4+ 70 + 3 = 103 мм.

Размеры скобы: а = 70 мм б = 80 мм; с = 60 мм; t = 4 мм. Длина разверт­ки заготовки

l = а + б + с + 0,5t = 70+80+60+2=212 мм.

Рис. 4. К определению длины заготовок:

а, б - угольника и скобы с прямыми внутренними углами

А б

При ручной правке листовых заготовок и деталей применяют стальные или чугунные правильные плиты или наковальни, стальные молотки весом 400 - 600 г, молотки медные, свинцовые, латунные, деревянные, бакелитовые и т. п.

Машинная правка производится на ручных и приводных трехвалках, на приводных пневматических молотах и на прессах. В настоящем пособии рассматривается только ручная правка, применяемая в учебных мастерских.

Правка производится путем нанесения ударов стальными молотками или молотками из мягкого материала по определенным местам, соразмеряя силу ударов с величиной выпуклости и с толщиной выправляемого изделия. Поверхность правильной плиты, а также бойки молотков должны быть ровными, гладкими и хорошо прошлифованными При ручной правке удобнее пользоваться молотками с. круглым, а не с квадратным бойком, так как при неправильных ударах или при перекосах молотка с квадратным бойком на поверхности листа могут остаться засечки или даже пробоины. Боек молотка должен ложиться на лист ровно, без перекоса. Молоток следует держать за конец ручки и для удара пользоваться только кистью руки.

Приемы правки листового материала заключаются в следующем. Уложив деформированный лист на плиту по возможности выпуклостями вверх, обводят выпуклости графитовым карандашом или мелом. После этого по прямым краям листа по направлению к выпуклости наносят частые, но не сильные удары. Материал под действием ударов будет вытягиваться, освобождать стянутую середину и остепенно выравнивать выпуклость. По мере приближения к выпуклости удары должны наноситься слабее, но чаще.

После каждого удара нужно проверять, какое действие он оказывает на лист. Следует помнить, что неправильные удары могут привести лист в негодное состояние. Ни в коем случае нельзя наносить удары непосредственно по выпуклостям, так как выпуклости будут не уменьшаться, а увеличиваться.

Таким образом, сущность процесса правки листовых деталей заключается в постепенном растягивании прямых участков листа за счет некоторого утонения материала в этих местах.

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.

К атегория: Слесарные работы

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.

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 гораздо 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 выравнить плиту так, чтобы она находилась в горизонтальном положении.

Для правки необходим специальный слесарный инструмент. Нельзя производить правку любым молотком, который есть под рукой: металл может не только не выправиться, но и приобрести еще большие дефекты. Молоток должен быть изготовлен из мягкого материала - свинца, меди, дерева или резины. Кроме того, нельзя править металл молотком 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, подлежащей устранению. Изогнутые места необходимо отметить мелом, так гораздо легче наносить удары молотком, чем ориентируясь только на заметную глазом кривизну.

- Правка металла