В большинстве случаев изделия после прессования, волочения и закалки выходят более или менее искривленными, а профили, кроме того, скрученными по длине.Степень кривизны определяется величиной зазора а между вогнутой стороной изделия 1 и контрольной метровой линейкой 2 (рис. 180,а).Согласно действующим ГОСТам, кривизна на 1 пог.
м готовых изделий не должна превышать следующих норм, мм:
Для устранения кривизны и скручивания применяют правку и раскручивание. Правка по способу приложения нагрузки делится на правку изгибом и правку растяжением. В том и другом случае изделию сообщается незначительная остаточная деформация. При правке растяжением последняя составляет 2— 3%. Это значит, что изделие в результате такой правки становится на 2—3% длинее, чем было до правки. При правке изгибом кривое изделие перегибают в сторону, противоположную выпуклости. Степень перегиба зависит от свойств металла: чем он пластичней, тем меньший требуется перегиб. Заметно размеры изделия при этом не изменяютсяДля правки и раскрутки применяются следующие механизмы.
Гидравлические и механические прессы. Правку на прессах осуществляют по схеме, показанной на рис. 180, б. Изделие 1 кладут на подкладки 2, находящиеся на столе 3, выпуклой стороной вверх. Шток 4, двигаясь вниз, давит на изделие, перегибает его и таким образом правит.
На прессе с максимальным усилием 160 T можно править изделия диаметром 60—160 мм.Изделия из магниевых сплавов, ввиду ограниченной их пластичности, правят с применением подогрева до 180—200° С.
Многороликовые правильные станки. Для правки труб и прутков диаметром до 20—30 мм применяют станки с несколькими рабочими роликами, на цилиндрической поверхности которых имеются канавки.
Последним обычно придают форму половины круга, шестигранника или квадрата. Это позволяет править изделия указанных сечений. Расположение роликов и принцип работы станка видны на рис. 181.
Электродвигатель приводит во вращательное движение ролики, которые при этом увлекают изделие. Проходя по роликам и подвергаясь многократным изгибам, изделие правится.
Для лучшего выпрямления иногда рекомендуется пропустить изделие через станок вторично, предварительно повернув его вокруг своей оси на некоторый угол. Трудность получения совершенно ровных изделий после однократной правки является недостатком станка.
Для обработки прутков диаметром 6—12 мм в бухтах подобные станки (рис. 182) оборудуют приспособлением для резки прутков в меру. Это приспособление состоит из полой рейки и упора, расположенного на дальнем от станка конце рейки. При помощи троса и системы рычагов упор соединен с ножом, установленным у последней пары роликов.Выпрямленный пруток, пройдя по рейке до упора, нажимает на него, приводя этим в действие ножи, которые отрезают пруток. Длина прутка получается равной расстоянию между ножом и упором. Меняя положение упора, можно изменять и длину отрезаемых прутков.
Станки с вращающимися втулками более совершенны для правки и резки прутков из бухт (рис. 183).Основная рабочая часть станка — рамка 1 с пятью втулками — а, б, в, г, д. Благодаря регулировочным винтам три средние втулки могут смещаться от оси рамки таким образом, что линия, проходящая через их отверстия, изгибается. В рабочем положении рамка вращается вокруг своей продольной оси, а три средние втулки вокруг той же оси описывают окружности. С той и другой стороны рамки установлены парные ролики 2 и 3, предназначенные для продвижения прутка через рамку. Кроме того, для предварительной правки прутков с левой стороны рамки установлено еще четыре ролика 4. На цилиндрической поверхности роликов имеются канавки под два разных размера прутков. При переходе с одного размера правки на другой ролики меняют или же переставляют другой стороной. Вращательное движение ролики получают от общего электродвигателя. За последней парой роликов, с правой стороны, установлены ножи 5, приводимые в действие, как в предыдущем случае, при нажатии прутков на упор 6. Пруток 7, подлежащий правке, задают концом в ведущие ролики 2. Последние, вращаясь, проталкивают пруток через последующие ролики и втулки. Проходя через них, пруток изгибается в соответствии с положением средних трех втулок б, в и г. Ho так как втулки описывают окружности вокруг оси рамки, то пруток подвергается такому же всестороннему изгибу и правке, как и в комбинированном волочильном стане, с той лишь разницей, что здесь вращается рамка с втулками, а пруток не вращается; в комбинированном же стане втулки остаются неподвижными, а вращается пруток.
После того как передний конец выправленного прутка дойдет до упора 6 и нажмет на него, ножи 5 автоматически отрезают пруток и он падает в «карман» 8 (стеллаж).Величина смещения втулок зависит от размера обрабатываемых прутков, от степени их наклепа и т. д. На станках, предназначаемых для правки прутков диаметром 5—8 мм, смещение составляет 10—15 мм; на более крупных станках (для прутков 8—12 мм) оно увеличивается до 25 мм. При правке слабо наклепанных и полутвердых прутков втулки смещают на меньшую величину, чем при правке сильно наклепанных твердых прутков.Для обеспечения нормальной работы станка очень важно правильно подобрать нужный размер и качество втулки. Их внутренний диаметр подбирают с превышением диаметра прутка не менее чем на 1 мм. Для правки медных прутков внутреннюю часть втулок делают из мягкого сплава на основе цинка (6—7% алюминия, 6 — 7% меди, остальное — цинк). Для правки же твердых прутков из сплава типа ЛС59-1 втулки целесообразно изготовлять из стали. В случае правки на подобных станках труб вместо втулок применяют деревянные вкладыши.При неисправном состоянии рабочих поверхностей втулок и роликов на прутках образуются риски и задиры, что недопустимо.Настройка станка сводится к правильной установке ведущих роликов для предварительной правки, втулок и отрезного механизма. Нажим роликов должен обеспечивать свободное продвижение прутка через втулки. Ho в то же время нажим не должен быть чрезмерно велик, иначе в момент касания упора передний конец прутка искривляется. При недостаточном смещении втулок прутки остаются невыправленными, а при большом смещении на прутках образуются волнообразные неровности. Трос, соединяющий упор с отрезным устройством, не должен провисать.Эти станки отличаются высоким качеством правки и большой производительностью.
«Синусоиды». Для правки шестигранных радиаторных трубок с толщиной стенки 0,1—0,2 мм применяются станки, рабочим инструментом которых являются деревянные втулки 1 (рис. 184) длиной 0,8 м, состоящие из двух половинок. При помощи шкива 2 и ременной передачи от электродвигателя втулка приводится во вращательное движение.
Отверстия этих втулок в средней части имеют три плавных изгиба со стрелой прогиба, равной 12—15 мм. Волнообразный характер изогнутости канала втулки, подобный известной в тригонометрии кривой линии, послужил основанием для названия станков «синусоидами».
Назначение изгибов во втулке то же самое, что и втулок в рассмотренном выше станке. Диаметр отверстия подбирают в зависимости от размера труб. Например, для шестигранных трубок размером 7 мм (между плоскостями) и с толщиной стенки 0,15 мм отверстие берут равным 10—11 мм.
Чтобы удлинить срок службы втулок, в их отверстия 3 вставляют железные или латунные трубки, изогнутые по форме канала втулки.
Обслуживает такой станок один рабочий, который задает кривую трубу через приемную воронку во втулку, а специальный механизм вытягивает ее уже выпрямленную с другого конца втулки. Трубка, проходя через втулку, подвергается последовательным перегибам в соответствии с формой отверстия и делается, таким образом, прямой.Станки указанной конструкции применяют также для правки тонкостенных никелевых трубок. Ho в этом случае внутрь металлической трубки вставляют резиновую трубку соответствующего размера (табл. 55).Во избежание повреждения тонкостенных трубок их правят с определенными скоростями. Например, трубки диаметром 1,5 мм и толщиной стенки 0,05 мм правят со скоростью 30 м/мин, а трубки диаметром 2,5 мм и толщиной стенки 0,05 мм со скоростью 40 м/мин.
При правке трубок применяют смазку, состоящую из 50% веретенного масла и 50% бензина.Кривизна никелевых трубок после правки должна быть не более 0,005 их длины. Так, для трубок длиной 1, 2 и 3 м их кривизна не должна превышать соответственно 5; 10 и 15 мм.
Станки с косорасположенными роликами относятся к числу быстроходных правильных станков (рис. 185). Угол поворота роликов по отношению к оси станка составляет 25—35°.
В зависимости от назначения ролики делят на природные 1 и нажимные 2. Кроме того, для подачи и вывода изделия с той и другой стороны рабочих роликов имеются направляющие ролики. Профиль приводных роликов выполняют по форме, близкой к гиперболоиду; нажимные ролики имеют цилиндрическую форму. Приводных роликов в станке 2, а нажимных 3—5 Приводные ролики приводятся в движение от электродвигателя и совершают 150—300 об/мин. Нажимные ролики — холостые и приводятся во вращательное движение за счет трения о вращающееся изделие.Во время правки косорасположенные приводные ролики приводят изделие во вращательное и поступательное движение. Поэтому при соответствующем давлении нажимных роликов изделие подвергается всестороннему изгибу и правке. Скорость правки составляет 15—60 м/мин. Станки с косорасположенными роликами применяют для правки труб диаметром до 300 мм и прутков диаметром до 100 мм.Для удаления с изделий смазки и облегчения их захвата роликами правку обычно осуществляют с керосином, подаваемым из бака через верхнюю решетку стана. Мельхиоровые трубы после отжига правят с водой.Латунные прутки после правки на станках с цилиндрическими и косорасположенными роликами (см. рис. 181 и 185) можно выпускать без низкотемпературного отжига. Ho для этого величина прижима роликов в процессе правки должна соответствовать указаниям рабочей инструкции. Отсутствие внутренних напряжений в этом случае следует проверять по раскрытию распиленного вдоль прутка.
Машины для правки растяжением. Для правки растяжением прутков и профилей из алюминиевых сплавов применяют гидравлические правильно-растяжные машины.На рис. 186 показана схема такой машины. На одном конце станины 1 неподвижно укреплен гидравлический цилиндр 2 с плунжером 3. Под действием жидкости высокого давления, подаваемой насосом 4, плунжер может перемещаться по оси цилиндра в ту и другую сторону. На другом конце станины находится подвижная бабка 5, закрепляемая на станине в зависимости от длины подлежащих правке изделий. Через бабку проходит винт 6, приводимый во вращательное и поступательное движение электродвигателем 7. Продольным движением винта создается предварительное натяжение изделия 8, закрепленного в зажимах 9. После включения в работу насоса плунжер перемещается вправо (на рисунке), растягивая и выправляя тем самым изделие.Усилия таких машин достигает 30—2500 Т. На них можно править изделия длиной до 12—17 м со скоростью хода рабочего плунжера до 16 мм/сек.Некоторые машины, помимо растяжения, выполняют операцию раскручивания. В этом случае один из зажимов устанавливают в поворачивающейся планшайбе.К недостаткам правки растяжением относится потеря металла в виде поврежденных зажимами концов изделий.Некоторые виды мелких изделий, например различные полосы и профили, идущие заказчику без волочения, мелкие прутки, сдаваемые в отожженном виде, правят вручную при помощи деревянных молотков на стальных или чугунных плитах.Ручная правка — устарелый и непроизводительный метод. Поэтому ее заменяют правкой на специальных правильных станках.
Брак в процессе правки — явление, сравнительно редкое, но все же при неправильных приемах правки и небрежном отношении к готовой продукции могут получиться забоины и вмятины.
При правке на станках с втулками и роликами возможен брак в виде винтообразных вмятин на поверхности труб и прутков из-за несвоевременной замены сработавшихся втулок и роликов или неправильной установки нажимных роликов
Правка круглого проката и труб
Правку труб и прутков круглого сечения можно производить на роликоправильных станках. Правильное устройство таких станков состоит из вращающегося корпуса, в котором на вилкообразных кронштейнах установлено 7-9 шт. параболистических роликов. Ролики первой и последней пары служат для подачи материала, с помощью средних роликов производится правка. Правку производят в холодном состоянии.
- Трубы из мягких металлов часто выпрямляют вручную при помощи ударов на мягком (асфальтовом) основании.
- Трубы больших диаметров исправляют на правильных прессах.
- СРС
Продукция прокатного производства. Прессование. Волочение
Продукция прокатного производства
Форма поперечного сечения называется профилем проката. Совокупность профилей различной формы и размеров — сортамент.
Трубы являются продуктом вторичного передела круглой и плоской заготовки.
Общая схема процесса производства бесшовных труб предусматривает две операции: 1– получение толстостенной гильзы (прошивка); 2 – получение из гильзы готовой трубы (раскатка).
Первая операция выполняется на специальных прошивочных станах в результате поперечно-винтовой прокатки. Вторую операцию выполняют на трубопрокатных раскатных станах различных конструкций: пилигримовых, автоматических и др.
Схема прокатка труб на пилигримовом стане представлена на рис. 11.1.
Рис.11.1. Схема прокатки труб на пилигримовом стане
 Рис.11.2. Схема формовки заготовки при спиральной сварке трубы |
В толстостенную гильзу 1 вводят оправку (дорн) 2 подающего механизма, длина которой больше длины гильзы. Гильза перемещается к валкам 3, калибр которых разделяется на две части: рабочую и холостую. Рабочая часть валка имеет рабочий и калибрующий участки.
Процесс работы заключается в периодической подаче на определенную длину гильзы вместе с оправкой в зазор между валками в момент совпадения холостой части обоих валков (рис.11.1.а). Затем выполняется процесс прокатки, и гильза перемещается в направлении вращения валков, т.е. обратном ходу прокатываемой трубы (рис. 11.1.
б). При этом рабочий участок обжимает гильзу по диаметру и толщине стенки, а калибрующий участок обеспечивает выравнивание диаметра и толщины стенки. После выхода из рабочей части оправка с гильзой продвигаются вперед, поворачиваясь на 900 вокруг продольной оси.
По окончании прокатки валки разводят, и подающий механизм обратным ходом вытягивает оправку из трубы.
Сварные трубы изготавливают на трубосварочных агрегатах различными способами: печной сваркой, контактной электросваркой и др. из полос – штрипсов. Процесс получения трубы состоит из получения заготовки в виде свернутой полосы и сварки ее в трубу.
Особое место занимают станы спиральной сварки. Трубы получают завивкой полосы по спирали на цилиндрических оправках с непрерывной сваркой спирального шва автоматической сварочной головкой (рис.11.2). Формовка осуществляется путем пластического изгиба в плоскости, расположенной под углом α к продольной оси.
Преимущества способа состоят в следующем: диаметр трубы не зависит от ширины исходного полосы, так как он определяется и углом подъема спирали; спиральный шов придает трубе большую жесткость; спирально-сварные трубы имеют более точные размеры.
Специальные виды проката.
Периодический профиль – профиль, изменяющийся по определенному закону, повторяющемуся по длине. Периодические профили получают продольной, поперечной и винтовой прокаткой.
При продольной периодической прокатке получают профили с односторонним периодом, с двухсторонним совпадающим периодом, с несовпадающим верхним и нижним периодом. Окончательную форму изделию придают за один проход.
Длина периода профиля определяется длиной окружности валка.
При каждом обороте валков из них должен выходить отрезок полосы с целым числом периодов, поэтому наибольшая длина периода не может быть больше длины окружности валков.
Поперечная прокатка периодических профилей характеризуется тем, что заготовка и готовый профиль представляют собой тела вращения. Схема прокатки на трехвалковом стане представлена на рис.11.3.
Рис. 11.3. Схема прокатки на трехвалковом стане
Прокатка осуществляется дисковыми или коническими валками, расположенными под углом 120 0 друг к другу. Валки могут быть установлены с некоторым перекосом. Способ заключается в том, что три приводных валка 1 вращают заготовку 2, которая принудительно перемещается в осевом направлении со значительным натяжением.
Гидравлическое устройство перемещает зажимной патрон 3 вместе с металлом в направлении рабочего хода. Во время прокатки валки сближаются и разводятся на требуемый размер гидравлической следящей системой в соответствии с заданным профилем копировальной линейки или системой ЧПУ по заранее заданной программе.
Переход от одного профиля к другому осуществляется без замены валков, только за счет смены копира или программы.
 Рис 11.4. Схема прокатки шестерни с осевой подачей заготовки |
Поперечной прокаткой накатывают зубья шестерен между двумя вращающимися валками. Возможны два способа обработки зубьев: с осевой подачей обрабатываемой заготовки (прутковая прокатка) и прокатка с радиальной подачей валков (штучная прокатка). Прутковая прокатка шестерен (рис.11.
4) применяется для обработки прямозубых и косозубых шестерен с небольшими модулями (до 6 мм) и диаметром до 200 мм.
Образование зубьев при прокатке осуществляется перемещением нагретой в кольцевом индукторе 2 заготовки 1 между двумя вращающимися зубчатыми валками 3, модуль которых равен модулю прокатываемой шестерни 4.
В начале прокатки заготовка приводится во вращение дополнительным зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с валками. После выхода из зацепления шестерня вращается валками.
Станы винтовой прокатки широко применяют для прокатки стальных шаров диаметром 25…125 мм. Схема прокатки представлена на рис.11.5.
 Рис.11.5. Схема прокатки шаров |
Валки 2 и 4 вращаются в одном направлении, в результате заготовка 1 получает вращательное движение. Для осевого перемещения оси валков располагают под углом к оси вращения. От вылета из валков заготовка предохраняется центрирующими упорами 3. В валках нарезают винтовые калибры.
По характеру деформации калибр разделяется на формующий участок, где осуществляется захват заготовки и ее постепенное обжатие в шар, и отделочный участок, где придаются точные размеры шару и происходит его отделение от заготовки. Диаметр валков в 5…6 раз превышает диаметр прокатываемых шаров, и составляет 190…700 мм.
Производительность стана определяется числом оборотов валков, так как за один оборот. Существуют станы для прокатки ребристых труб, для накатки резьб и т.д.
- Прессование
- Прессование – вид обработки давлением, при котором металл выдавливается из замкнутой полости через отверстие в матрице, соответствующее сечению прессуемого профиля.
- Это современный способ получения различных профильных заготовок: прутков диаметром 3…250 мм, труб диаметром 20…400 мм с толщиной стенки 1,5…15 мм, профилей сложного сечения сплошных и полых с площадью поперечного сечения до 500 см2.
Впервые метод был научно обоснован академиком Курнаковым Н.С. в 1813 году и применялся главным образом для получения прутков и труб из оловянисто-свинцовых сплавов.
В настоящее время в качестве исходной заготовки используют слитки или прокат из углеродистых и легированных сталей, а также из цветных металлов и сплавов на их основе (медь, алюминий, магний, титан, цинк, никель, цирконий, уран, торий).
- Технологический процесс прессования включает операции:
- · подготовка заготовки к прессованию (разрезка, предварительное обтачивание на станке, так как качество поверхности заготовки оказывает влияние на качество и точность профиля);
- · нагрев заготовки с последующей очисткой от окалины;
- · укладка заготовки в контейнер ;
- · непосредственно процесс прессования;
- · отделка изделия (отделение пресс-остатка, разрезка).
- Прессование производится на гидравлических прессах с вертикальным или горизонтальным расположением плунжера, мощностью до 10 000 т.
Применяются две метода прессования: прямой и обратный (рис. 11.6.)
При прямом прессовании движение пуансона пресса и истечение металла через отверстие матрицы происходят в одном направлении.
При прямом прессовании требуется прикладывать значительно большее усилие, так как часть его затрачивается на преодоление трения при перемещении металла заготовки внутри контейнера.
Пресс-остаток составляет 18…20 % от массы заготовки (в некоторых случаях – 30…40 %). Но процесс характеризуется более высоким качеством поверхности, схема прессования более простая.
Рис. 11.6. Схема прессования прутка прямым (а) и обратным (б) методом
1 – готовый пруток; 2 – матрица; 3 – заготовка; 4 — пуансон
При обратном прессовании заготовку закладывают в глухой контейнер, и она при прессовании остается неподвижной, а истечение металла из отверстия матрицы, которая крепится на конце полого пуансона, происходит в направлении, обратном движению пуансона с матрицей. Обратное прессование требует меньших усилий, пресс-остаток составляет 5…6 %. Однако меньшая деформация приводит к тому, что прессованный пруток сохраняет следы структуры литого металла. Конструктивная схема более сложная
- Процесс прессования характеризуется следующими основными параметрами: коэффициентом вытяжки, степенью деформации и скоростью истечения металла из очка матрицы.
- Коэффициент вытяжки λ определяют как отношение площади сечения контейнера к площади сечения всех отверстий матрицы .
- Степень деформации:
Скорость истечения металла из очка матрицы пропорциональна коэффициенту вытяжки и определяется по формуле:
- где: – скорость прессования (скорость движения пуансона).
- При прессовании металл подвергается всестороннему неравномерному сжатию и имеет очень высокую пластичность.
- К основным преимуществам процесса относятся:
- · возможность обработки металлов, которые из-за низкой пластичности другими методами обработать невозможно;
- · возможность получения практически любого профиля поперечного сечения;
- · получение широкого сортамента изделий на одном и том же прессовом оборудовании с заменой только матрицы;
- · высокая производительность, до 2…3 м/мин.
- Недостатки процесса :
- · повышенный расход металла на единицу изделия из-за потерь в виде пресс-остатка;
- · появление в некоторых случаях заметной неравномерности механических свойств по длине и поперечному сечению изделия;
- · высокая стоимость и низкая стойкость прессового инструмента;
- · высокая энергоемкость.
- Волочение
| Рис.11.7. Схема волочения |
Сущность процесса волочения заключается в протягивании заготовок через сужающееся отверстие (фильеру) в инструменте, называемом волокой. Конфигурация отверстия определяет форму получаемого профиля. Схема волочения представлена на рис.11.7.
Волочением получают проволоку диаметром 0,002…4 мм, прутки и профили фасонного сечения, тонкостенные трубы, в том числе и капиллярные.
Волочение применяют также для калибровки сечения и повышения качества поверхности обрабатываемых изделий.
Волочение чаще выполняют при комнатной температуре, когда пластическую деформацию сопровождает наклеп, это используют для повышения механических характеристик металла, например, предел прочности возрастает в 1,5…2 раза.
Исходным материалом может быть горячекатаный пруток, сортовой прокат, проволока, трубы. Волочением обрабатывают стали различного химического состава, цветные металлы и сплавы, в том числе и драгоценные.
| Рис.11.8. Общий вид волоки |
Основной инструмент при волочении – волоки различной конструкции. Волока работает в сложных условиях: большое напряжение сочетается с износом при протягивании, поэтому их изготавливают из твердых сплавов. Для получения особо точных профилей волоки изготавливают из алмаза. Конструкция инструмента представлена на рис. 11.8.
Волока 1 закрепляется в обойме 2. Волоки имеют сложную конфигурацию, ее составными частями являются: заборная часть I, включающая входной конус и смазочную часть; деформирующая часть II с углом в вершине (6…18 0 – для прутков, 10…24 0 – для труб); цилиндрический калибрующий поясок III длиной 0,4…1 мм; выходной конус IV.
- Технологический процесс волочения включает операции:
- · предварительный отжиг заготовок для получения мелкозернистой структуры металла и повышения его пластичности;
- · травление заготовок в подогретом растворе серной кислоты для удаления окалины с последующей промывкой, после удаления окалины на поверхность наносят подсмазочный слой путем омеднения, фосфотирования, известкования, к слою хорошо прилипает смазка и коэффициент трения значительно снижается;
- · волочение, заготовку последовательно протягивают через ряд постепенно уменьшающихся отверстий;
- · отжиг для устранения наклепа: после 70…85 % обжатия для стали и 99 % обжатия для цветных металлов ;
- · отделка готовой продукции (обрезка концов, правка, резка на мерные длины и др.)
Технологический процесс волочения осуществляется на специальных волочильных станах.
В зависимости от типа тянущего устройства различают станы: с прямолинейным движением протягиваемого металла (цепной, реечный); с наматыванием обрабатываемого металла на барабан (барабанный).
Станы барабанного типа обычно применяются для получения проволоки. Число барабанов может доходить до двадцати. Скорость волочения достигает 50 м/с.
- Процесс волочения характеризуется параметрами: коэффициентом вытяжки и степенью деформации.
- Коэффициент вытяжки определяется отношением конечной и начальной длины или начальной и конечной площади поперечного сечения:
- Степень деформации определяется по формуле:
Обычно за один проход коэффициент вытяжки не превышает 1,3, а степень деформации – 30 %. При необходимости получить большую величину деформации производят многократное волочение.
Протягивание
Протягивание является высокопроизводительным методом обработки деталей разнообразных форм, обеспечивающим высокую точность формы и размеров обрабатываемой поверхности. Применяется протягивание в крупносерийном производстве.
При протягивании используется сложный дорогостоящий инструмент – протяжка. За каждым формообразующим зубом вдоль протяжки изготавливается ряд зубьев постепенно увеличивающейся высоты.
Процесс резания при протягивании осуществляется на протяжных станках при поступательном главном движении инструмента относительно неподвижной заготовки за один проход.
Движение подачи отсутствует. За величину подачи принимают подъем на зуб, т.е. разность размеров по высоте двух соседних зубьев протяжки; является одновременно и глубиной резания.
Протяжные станки предназначены для обработки внутренних и наружных поверхностей. По направлению главного движения различают станки: вертикальные и горизонтальные.
Схемы обработки заготовок на протяжных станках представлены на рисунке 19.4.
Рис.19.4. Схемы обработки заготовок на протяжных станках
Отверстия различной геометрической формы протягивают на горизонтально-протяжных станках для внутреннего протягивания. Размеры протягиваемых отверстий составляют 5…250 мм.
Цилиндрические отверстия протягивают крупными протяжками после сверления, растачивания или зенкерования, а также литые или штампованные отверстия. Длина отверстий не превышает трех диаметров.
Для установки заготовки с необработанным торцом применяют приспособление со сферической опорной поверхностью (может самоустанавливаться по оси инструмента), либо упор в жесткую поверхность (рис.19.4.
а).
Шпоночные и другие пазы протягивают протяжками, форма зубьев которых в поперечном сечении соответствует профилю протягиваемого паза, с применением специального приспособления – направляющей втулки 3 (рис.19.4.б).
Наружные поверхности различной геометрической формы протягивают на вертикально-протяжных станках для наружного протягивания.
Схема протягивания вертикальной плоскости показана на рис.19.4.в.
Наружные поверхности заготовок типа тел вращения можно обрабатывать на специальных протяжных станках рис.19.4.г.
Л.7
Способы правки металла
Правка листового металла на специальном механическом оборудовании. Фото Подольский завод оборудования
Технологической операцией правка достигается подготовка детали к проведению дальнейшей ее качественной обработки. Размеры, материал и степень дефектности определяют способы, которыми выполняется правка.
Технология
Суть технологической обработки при правке — создать такие напряжения растяжения/сжатия в заготовке, которые при взаимодействии с напряжениями, вызванными дефектами, смогли бы их нивелировать. Основные технологические способы выполнения правки следующие:
- изгиб заготовки в холодном состоянии;
- правка заготовки растяжением в холодном состоянии;
- местный нагрев отдельных участков, например, газовыми горелками.
Когда необходима правка, назначение
Конструктор может закладывать параметры, которые не обеспечивают производители.
Так, например, отклонения от прямолинейности поставляемого с завода уголка, входящего в состав металлоконструкции, могут не позволить выполнить технические требования, определяющие ее работоспособность.
Возможны появления поверхностных дефектов при транспортировании в виде вогнутости, выпуклости, волнистости и других. Такие отклонения или повреждения можно скорректировать и исправить технологической операцией правка.
Правка листового металла на механическом оборудовании. Фото Подольский завод оборудования
Некоторые технологические операции (резка ножницами, вырубка зубилом, сварка и другие) выполняются с остаточным деформированием на заготовках, нарушающих их форму. Для дальнейшей обработки следует устранить возникшие дефекты. Правка здесь является обязательным участником технологического процесса.
Листовые и другие типы заготовок
Заготовки, получаемые прокатом, обладают повышенными пластическими свойствами, так как при производстве испытывают большие степени деформации.
Это позволяет применять к ним способы, которые дают положительный результат при выполнении технологической операции правка.
Прокат любой формы: пруток, свернутую в бухту проволоку, круглые и профильные трубы, листы, полосы, ленты, уголки, балки, швеллера и другие, могут быть в качестве заготовок для правильных операций.
Какие бывают виды, приемы правки, применяемые инструменты и оборудование
Правят заготовки как вручную, холодным или горячим способом, так и с помощью механического оборудования. Каждый из способов имеет свою специфику, только ему присущие инструменты, приспособления и оснастку.
Ручная
Наковальня RIDGID. Фото 220Вольт
Ручная правка используется в домашних мастерских и на производстве при изготовлении единичных деталей. Основными атрибутами ручной правки являются правильные плиты, наковальни и большое количество молотков различного вида.
Для проведения некоторых видов ручной правки применяются приспособления из области самодеятельного творчества, позволяющие улучшить ее качество. Более подробно о специфике технологии ручной правки различных по форме заготовок смотреть в статье «Правка металла: листового, полосового, проволоки, круглого и уголка».
Механическая: растяжением и не только
Вальцы гидравлические STALEXHER-2070×4.5 используется для правки. Фото Сталекс
В условиях серийного производства используется специальное правильное оборудование. Далее представлен краткий анализ каждой группы оснащения:
- Растяжные правильные машины выравнивают напряжение, создавая усилия растяжения, превышающие предел текучести. Тем самым, помимо выравнивания листа, снимаются различные другие структурные изменения в металле.
- Правильные пресса восстанавливают размеры односторонним изгибом. Дефектная заготовка предварительно закрепляется в правильном приспособлении и силовое воздействие оказывает на нее самоцентрирующаяся призма.
- Роликовые правильные машины создают усилия в виде знакопеременного изгиба. Отличаются повышенной производительностью, однако тонкие листы все же лучше править на растяжных машинах, так как малый зазор между рядами роликов отрегулировать затруднительно.
- Ротационные косовалковые правильные машины отличается от роликовых тем, что помимо поступательного движения она еще вращается. Во время обкатки роликами поверхности заготовки создаются изгибающие напряжения, которые убирают кривизну.
Правильное оснащение пользуется высоким спросом, что обуславливает широкий выбор оборудования, предлагаемого производителями и поставщиками.
В холодном состоянии
При дефектах поверхности, которые не создают больших деформаций, для их устранения применяется холодная правка. Она заключается в приложении нагрузки к деформированному объекту или созданием наклепанной определенным образом поверхности.
Недостатком холодной правки является возможность возврата заготовки в исходное дефектное состояние. Здесь трудно контролировать распределение напряжений по телу заготовки, есть возможность возникновения значительных неуравновешенных напряжений. Они как раз будут причиной образования на заготовке таких же дефектов через некоторое время. Наклепанная поверхность значительно снижает усталостную прочность заготовки.
Правка холодного металла. Фото Подольский завод оборудования
Повысить качество холодной обработки помогут следующие действия:
- оставить заготовку после обработки под нагрузкой на длительный промежуток времени;
- выполнять процесс с перегибом в противоположном направлении, чтобы затем сделать правку в обратную сторону.
Термическая, горячая, с местным нагревом, греть или нет
Устранить значительные отклонения от номинальных размеров поможет правка с нагревом.
При таком способе, до приложения необходимой нагрузки, деформированную часть заготовки равномерно прогревают до достижения требуемой температуры по всей длине дефектного участка.
Нагрев можно проводить, например, газовой горелкой (газом), при этом он не должен превышать температуру отжига исправляемого металла. После такой правки обычно выполняют термообработку заготовки типа нормализации или отжига для выравнивания структуры металла.
В некоторых случаях эффективно применение правки с местным нагревом (особенно для массивных деталей). При этом методе место заготовки с наибольшей величиной дефекта быстро прогревается до температуры отжига.
Концы заготовки должны быть закреплены, в таком варианте нагретый металл не имея возможности расширяться, получит деформации сжатия. При дальнейшем охлаждении будут возникать растягивающие напряжения, способствующие распрямлению заготовки.
Газопламенная
Ацетиленовая горелка. Фото ВсеИнструменты.ру
Этот термический способ отличается универсализмом, он не зависит от формы заготовки, может использоваться для любых видов металлов. Каких-то конкретных рекомендаций здесь дать невозможно. Характер и форма нагрева выбирается индивидуально после анализа деформаций на исправляемой заготовке. Основные параметры газопламенной правки следующие:
- температура нагрева;
- скорость нагрева;
- выбор мест нагрева;
- определение формы нагрева.
Температура и скорость нагрева зависят от газа, который используется в горелке. Наиболее высокая теплотворная способность у ацетилена. Меньшую интенсивность можно получить, если применить природный газ, пропан и другие.
Форма и расположение мест нагрева бывают следующие:
- нагрев в одной сосредоточенной точке;
- нагрев полосой — здесь для создания нужных напряжений используется разное линейное расширение в поперечном и продольном направлении, например, на заготовках из листа;
- клиновидный нагрев, чтобы убрать продольный изгиб или саблевидную форму.
Важно! Использование дополнительного источника тепловой энергии может привести к созданию критических величин напряжений и образованию трещин непосредственно во время прогрева или во время эксплуатации. Необходимо после такой правки проводить термообработку, стабилизирующую структуру металла.
Где заказать
Оказанием услуги по правке металла занимается достаточно большое количество компаний, некоторые из которых представлены в отдельном разделе нашего сайта.
Правка геометрии труб — что это такое и как делается
Современные технологии реставрации бывших в употреблении труб позволяют значительно продлить срок службы старых трубопрокатных изделий и успешно использовать их в течение еще многих лет в других областях применения.
Что такое правка геометрии труб и как это делается – на эти и другие вопросы отвечает данная статья.
Основные цели реставрации и правки геометрии труб
Трубы, прошедшие реставрацию и геометрическую правку могут применяться повторно на других, менее значимых объектах.
Например, отреставрированные трубы старого водопровода можно использовать для устройства канализационной системы, а трубы системы подачи газа после окончания основного срока службы по итогам ремонта можно применять для строительства металлоконструкций. Если состояние трубы после правки геометрии и восстановления близко к идеальному, трубное изделие можно продолжить эксплуатировать по основному назначению.
Восстановление геометрии представляет собой технологический процесс, во время которого устраняются следующие недостатки трубного изделия:
- Продольная кривизна
- Неправильная геометрия поперечного среза
Каким образом осуществляется правка трубы
Исправление геометрии трубопрокатных изделий осуществляется на трубоправильных косовалковых машинах различной производительности.
Это современный и надежный способ решающий проблему реставрации изделия с минимальными допусками по кривизне.
При работе косовалковой машины осуществляется продольное поступательное и вращательное движение трубы через ролики и валки машины. Благодаря этому устраняется овальная составляющая поперечного сечения и устраняется продольная кривизна.
Достоинства метода косовалковой правки трубы
- Автоматизация технологического процесса (для работы с трубой среднего диаметра требуется один оператор).
- Исправление геометрии трубы не только по всей длине, но и на концах изделия
- Экономия средств. Восстановление трубы обходится значительно дешевле, чем приобретение новой.
- Широкий спектр применения восстановленных труб.
- Косовалковые машины подходят как для работы с пустотелыми трубами, так и прутами различных диаметров.
Вывод: Основная идея правки геометрии труб – это возможность их вторичного использования, экономии средств и оптимизации производственного процесса.
Очистка и правка труб для изготовления трубопроводов
Трубы, поступающие для обработки, подвергаются очистке с внутренней и наружной поверхности от ржавчины и загрязнений.
Степень очистки труб различная, и зависит она от назначения трубопровода. В ряде случаев очистка должна отвечать очень высоким требованиям, это оговаривается техническими условиями на изготовление и монтаж. Внутреннюю поверхность труб очищают путем продувки сжатым воздухом, промывки водой, стальными вращающимися щетками, дробеструйными аппаратами и химическим способом.
В результате продувки сжатым воздухом или промывки водой при скорости их движения 15—20 м/сек трубы очищаются от обычных загрязнений, однако окалина, ржавчина, грат, наплавы не удаляются с их поверхности.
Ржавчину с внутренней поверхности труб с условным проходом 100—300мм снимают вращающейся стальной щеткой.
Дробеструйную очистку применяют в тех случаях, когда требуется большая степень чистоты и гладкая внутренняя поверхность труб (например, трубопроводы вакуума, высокого давления, для систем смазки, кислородопроводы).
Химическая очистка предусматривает удаление с поверхности труб окислов металла и других загрязнений путем их растворения в химических реагентах. Химической очистке, как правило, подвергают изготовленные узлы или смонтированные участки трубопроводов и лишь в отдельных случаях трубы.
Химическая очистка производится травлением в смеси серной, соляной и азотной кислот, к которым еще иногда добавляют от 5 до 25% плавиковой или фосфорной кислоты, а также 20—25%-ный раствор ортофосфорной кислоты и различные присадки в количестве от 0,1 до 2%.
Действие присадок заключается в обволакивании поверхности очищенного от окислов металла коллоидной пленкой, которая предохраняет металл от излишнего травления и значительно снижает расход кислоты. Применение присадок особенно рекомендуется при травлении труб, имеющих резьбу.
Широкое применение получили присадки: КС, Ж-1, ЧМ, велосит, ОП-7, ОП-10, уникол МН, МН-2, МН-3 (в виде таблеток).
Наружную поверхность труб очищают химическим и механическим способами с помощью трубоочистительных машин.
Правка труб от продольных искривлений не входит в основные операции, выполняемые на трубозаготовительных базах или заводах. Трубы, имеющие искривления, превышающие допуски по ГОСТу, как правило, на монтаж не принимают. В случае необходимости трубы правят на приводных гидравлических механических или ручных прессах специального или общего назначения, а также с помощью скоб с домкратами.
Если на концах образовались местные вмятины или произошло нарушение формы трубы (овальность) в процессе ее транспортирования или хранения, необходима правка концов труб. Правку концов труб, имеющих незначительное общее искажение формы, часто выполняют в пределах упругих или упруго-пластических деформаций с помощью центраторов непосредственно в процессе сборки стыка.
Иногда наблюдается несовпадение кромок концов труб (особенно для труб с условным проходом более 150 мм) вследствие значительных отклонений, допускаемых ГОСТ, стыкуемых диаметров труб или толщин стенок от номинальных значений.
Чтобы уменьшить разницу с размерах соединяемых труб, производят правку (калибровку) концов обжимом или раздачей. При холодной правке требуются значительные усилия, поэтому такую операцию выполняют на специальных гидравлических установках.
Так, например, используется прессовая установка для правки обжимом в холодном состоянии концов труб с условным проходом от 200 до 500мм.
Уменьшение разницы в размерах соединяемых труб достигается также путем их подборки после предварительного обмера концов труб и сортировки по взаимно одинаковым или близким размерам диаметров.
Загрузка...
