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.

ХОД УРОКА

План

1. Правка металла.

2. Инструменты и приспособления, применяемые при правке металла.

3. Основные правила выполнения работ при правке металла.

4. Типичные дефекты при правке металла, причины их появления и способы предупреждения.

5. Правила безопасности труда при правке металла.

Мы должны научиться делать все так хорошо,

как только можем, и выявлять свои ошибки.

Карл Раймонд Поппер

Здравствуйте, уважаемые студенты!

Прежде чем перейти непосредственно к предмету нашего рассмотрения, это знакомство с технологией правки металла, позволю себе рассказать немного об организации труда, о

том, как оборудовать рабочее место, какие выбрать инструменты и какие использовать

материалы. Итак, начнем….

Оборудование рабочего места – вещь далеко не последняя, хотя многие зачастую вовсе

не уделяют внимания этому моменту. Неважно, что у вас есть в наличии, будь это

небольшой ящик с инструментами или целая мастерская, - порядок должен быть везде. И

от того, как быстро вы найдете нужный вам инструмент, зависит скорость выполнения

той или иной работы. А кроме того, намного приятнее, когда все лежит на своем месте и

всегда под рукой.

Металлопрокат, трубы и листовая сталь из-за неправильных приемов транспортировки

и хранения бывают покороблены, погнуты. Для устранения этих дефектов применяют

Правка – это операция по выпрямлению изогнутого или покоробленного металла, который можно подвергать только пластичные материалы: алюминий, сталь, медь, латунь, титан.

Различают два вида правки металла: правка в холодном состоянии и в горячем. Правку осуществляют

на специальных правильных плитах, которые изготавливают из чугуна или стали.

Правку мелких деталей можно производить на кузнечных наковальнях. Правка

металлов выполняется молотками различных типов в зависимости от состояния

поверхности и материала детали, подвергаемой правке.

При правке заготовок с необработанной поверхностью используют молотки с

круглыми бойками массой 400г. Круглый боек оставляет на поверхности меньшие следы, чем квадратный.

При правке заготовок с обработанной поверхностью используют молотки, имеющие бойки с мягкими вставками (из меди, алюминия), которые не оставляют следов на поверхности. При правке листового материала используют деревянные молотки-киянки, а очень тонкие листы правят деревянными или металлическими брусками –гладилками.

Правку осуществляют несколькими способами: изгибом, вытягиванием и выглаживанием.

Правку изгибом применяют при выправлении круглого (прутки) и профильного материала, которые

имеют достаточно большое поперечное сечение. В этом случае пользуются молотками со стальными бойками. Заготовка располагается на правильной плите изгибом вверх и удары наносят по выпуклым местам, изгибая заготовку в сторону, противоположную имеющемуся изгибу. По мере выправления заготовки силу удара уменьшают.

Правку вытягиванием используют при выправлении листового материала, имеющего выпуклости

или волнистость. Производят такую правку молотками с бойками из мягких металлов или киянками. В этом случае заготовку укладывают на правильную плиту выпуклостями вверх и наносят частые несильные удары, начиная от границы выпуклости, по направлению к краю заготовки. Сила ударов постепенно уменьшается. При этом металл вытягивается к краям заготовки и выпуклость за счет этого вытяжения выправляется.

Правку выглаживанием применяют в тех случаях, когда заготовка имеет очень малую толщину. Выглаживание осуществляют деревянными или металлическими брусками. Заготовку выглаживают на правильной плите, вытягивая материал при помощи гладилок от края неровности к краю заготовки, и за счет вытягивания материала добиваются выравнивания поверхности заготовки.

Инструменты и приспособления, применяемые при правке

Правильные плиты изготавливают из серого чугуна с рабочими поверхностями

1,5×5,0; 2,0×2,0; 1,5×3,0; 2,0×4,0м. На таких плитах правят профильные заготовки и

заготовки из листового и полосового материала, а также прутки из черного и цветного

Рихтовальные бабки применяют для правки рихтовки заготовок из

металлов высокой твердости или предварительно закаленных металлов.

Рихтовальные бабки изготавливают из стальных заготовок диаметром

200..250мм, их рабочая часть имеет сферическую или цилиндрическую форму.

Молотки при правке применяют для приложения силового

усилия в месте правки. В зависимости от физико-механических

свойств обрабатываемой заготовки и ее толщины выбирают

различные типы молотков. При правке заготовок из пруткового и

полосового материала применяют молотки с квадратным и круглым

Для правки обработанных поверхностей применяются молотки с мягкими

вставками из алюминия и его сплавов или меди.

Кувалды представляют собой молотки большой массы (2,0…5,0кг) и

используются для правки круглого и профильного проката большого поперечного

сечения в тех случаях, когда сила удара наносимого обычным слесарным молотком,

недостаточна для выправления деформированной заготовки.

Киянки – это молотки, ударная часть которых выполнена из дерева твердых

пород, ими правят листовой материал из металлов высокой пластичности.

Характерная особенность правки киянками в том, что они практически не

оставляют следов на выправляемой поверхности.

Гладилки металлические или деревянные (из твердых пород дерева: бук, дуб,

самшит) предназначены для выправления (выглаживания) листового материала

небольшой толщины (до 0,5мм). Этот инструмент в процессе обработки, как

правило, не оставляет следов в виде вмятин.

Исходный металлопрокат, как листовой, так и объемный, не всегда обладает показателями плоскостности, достаточными для качественного выполнения последующих операций деформирования. В таких случаях в качестве предварительной операции используется правка металла. Родственным термином - рихтовка металла - называют разновидность данной операции, в результате которой происходит выравнивание только оси прутка.

Государственными стандартами оговариваются следующие виды допусков формы готового проката:

1. Для прутков круглого и квадратного поперечного сечения - пространственная кривизна и видимая скручиваемость
2. Для прутков квадратного сечения, кроме того - вогнутость и выпуклость граней;
3. Для стальных полос - неплоскостность, серповидность, выпуклость боковых граней.
4. Для листов - неплоскостность.
5. Для лент и рулонов - телескопичность и ребровая кривизна.

В случае высокоточной штамповки все вышеперечисленные дефекты провоцируют ускоренный износ штампов, а точность готовой продукции снижается. Причиной подобных искривлений могут являться также разделительные операции на листовых и сортовых ножницах, когда края листа/полосы или торцы прутков недопустимо искривляются.

Еще больше предпосылок для выполнения правки при горячей штамповке. Готовые поковки искривляются при:

• Выталкивании из полости штампового ручья (особенно часто это происходит с поковками сложной формы);
• Термообработке, после которой в металле возникают внутренние остаточные напряжения;
• Обрезке облоя вследствие неконтролируемой усадки металла.

В технологиях холодной штамповки правка металла выполняется после гибки деталей из высокоуглеродистых или пружинных сталей, а также при холодном выдавливании изделий с длинной стержневой частью. Достаточно распространена также правка и рихтовка металла в виде рулона перед его роспуском на ленты.

Основанием для включения такой операции в технологический процесс производства служат результаты замеров формы деталей, для чего используются либо специальные шаблоны, либо универсальный мерительный инструмент. При незначительных отклонениях иногда допустима ручная рихтовка металла, но в большинстве случаев этого недостаточно.

Разновидности правки металла

Рассматриваемая операция может выполняться в холодном и горячем состоянии. В горячем состоянии правят поковки, которые уже прошли все переходы деформирования, включая и обрезку облоя. Отдельной операции при этом не предусматривают, а производят деформирование в заключительном ручье штампа обрезного пресса (хотя в обоснованных случаях горячая правка металла может быть выполнена и на основном штамповочном оборудовании). Преимуществами такой обработки считаются меньшая энергоемкость, а также благоприятное влияние на структуру и эксплуатационные свойства материала поковки.

Холодная правка в горячей штамповке применяется после того, как отштампованные изделия прошли термическую обработку. Инструмент для выполнения такой операции весьма прост, и по конфигурации рабочей полости полностью соответствует размерам поковки, которые приведены на ее чертеже. Операцию часто производят одновременно в двух плоскостях, что повышает качество готового изделия.

В листовой штамповке правка выполняется:

• После вырубки-пробивки толстолистового металла, когда перерезывание волокон металла заготовки приводит к возникновению внутренних напряжений;
• После свободной гибки (особенно без прижима), для снятия дефектов формы заготовки, которые возникли вследствие пружинения;
• При штамповке напровал, когда искривление металлической заготовки происходит из-за интенсивного трения изделия по матрице;
• После многопереходной вытяжки деталей с фланцами.

В холодной листовой штамповке различают обжатие гладкими, точечными и вафельными штампами. В первом случае ведется плоская поверхностная калибровка, поэтому данный способ эффективен для тонколистовых заготовок из металлов высокой пластичности. Удельные усилия не превышают 100 МПа, а на поверхности готового изделия отсутствуют отпечатки инструмента.

Для заготовок с большей толщиной, а также из металлов повышенной твердости приходится выполнять точечную/вафельную правку. На рабочем инструменте выполняются мелкие насечки в виде зубцов, причем их острия на пуансоне и матрице не должны совпадать. Удельные усилия при этом выше - до 250…300 МПа, зато в результате происходит выправление всех поверхностных дефектов.

Иногда плоскую правку производят перед вальцовкой. Исходный лист или полоса металла прокатывается через несколько правильных роликов (их число всегда должно быть непарным, причем количество верхних, нажимных, роликов всегда на один больше, чем нижних, опорных).

Оборудование для правки

Если данные переходы совмещаются с основными операциями деформирования (как часто бывает при горячей штамповке), то специального оборудования не требуется. Холодную правку металлических прутков или полос выполняют на . Они представляют собой машины горизонтального исполнения, которые работают по принципу ротационной штамповки.

Отличие заключается в том, что давления, создаваемые рабочими роликами, не должны превышать предела пластичности выправляемого материала. Такие машины функционируют в автоматическом режиме, а потому отличаются высокой производительностью. Аналогично правят и прутки, только профиль рабочих роликов в этом случае выполняется не плоским, а соответствующим сечению исходного материала.

Выправить объемные в плане заготовки можно и на прессах. Если удельное усилие не превышает 300 МПа, то применяются винтовые прессы с дугостаторным приводом серии Ф17__. Эффект достигается благодаря высокой скорости соударения плоского штампа (прикрепленного к ползуну) с изделием, которое требует правки. Поскольку распределение давления по всей поверхности одинаково, то одновременно на рабочей плите может находиться несколько одинаковых по габаритным размерам деталей. Это снижает трудоемкость операции.

Наиболее сложной и ответственной является правка деталей после холодного выдавливания. Поскольку деформационное упрочнение материала при этом весьма велико, то удельные усилия могут достигать предела пластичности, т.е. 600…800 МПа и даже более. Ударный характер нагрузки, создающейся винтовым прессом, не обеспечивает должного качества правки из-за инерции материала. Поэтому используются специальные прессы серий К82__ и К83__ с кривошипно-коленным рабочим механизмом. Особенность схемы такого пресса - в возможности обеспечить выдержку детали (до 2…3 с) под давлением при крайнем нижнем положении ползуна оборудования. В результате внутренние напряжения преодолеваются, а деталь выравнивается.

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.

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.