Что такое правка металла
Что такое правка металла
В технологиях холодной штамповки правка металла выполняется после гибки деталей из сталей, а также при выдавливании изделий с длинной стержневой частью.
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.
Зачем нужна правка
Государственными стандартами оговариваются следующие виды допусков формы готового проката:
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:
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
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:
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
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.
Правка металла
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.
Правка металла
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:
А также некоторые другие.
Виды правки металла
Операция подразделяется на два подвида:
Ручная правка и рихтовка металла применяется в домашних мастерских и при изготовлении уникальных изделий. Набор инструмента несложен, но требуется высокая квалификация рабочего — правильщика.
Ручная правка металла
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.
Машинная правка металла
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.
Правка выпуклости в центре металлического листа
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.
Правка тонкого листового металла
Для правки тонколистового металла используют протяженные поверхности металлических или деревянных брусков-гладилок. Заготовку разглаживают с разных сторон, постепенно усиливая нажим.
Правка полосового металла, изогнутого в плоскости
Относится к категории несложных. Полосу размещают выгнутой стороной кверху. Удары направляют в самые выступающие участки. С уменьшением дефектов удары следует ослаблять.
Правка полосового металла, изогнутого в плоскости
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.
Правка закаленного металла (рихтовка)
Мягкие бойки для рихтовки не применяют. Их делают из высокопрочного сплава и придают округлую форму или скругляют острую сторону.
Правка закаленного металла (рихтовка)
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.
Правка круглого металла
Способ аналогичен работе с полосой. Неровности маркируются мелом, заготовка располагается выпуклостью вверх. Удары направляются от периферии дефекта к его центру.
Правка круглого металла
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.
Правка металла, скрученного по спирали
Здесь применяют способ раскручивания. Один конец спирали фиксируют в закрепленных на правильной плите тисках, другой — в ручной струбцине.
Правка металла, скрученного по спирали
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:
Правка металла вытягиванием
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.
Правка металла с целью возвращения заготовке формы
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.
Инструменты для правки металла
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 и рихтовка металла
Во время эксплуатации либо обработки, детали, выполненные из металла, нередко утрачивают свою первоначальную конфигурацию. Такое же явление может наблюдаться при их неаккуратном хранении. Но чтобы параметры готового изделия соответствовали требованиям технического задания, для корректного выполнения всех дальнейших этапов обработки очень важно совпадение размеров заготовки и ее формы с заданными проектом значениями. Для этого выполняют промежуточно-подготовительную технологическую операцию, получившую название «правка металла».
Разновидности правки
Заготовка цилиндрическая под воздействием внешней нагрузки может искривиться, а имеющая листовую конфигурацию может помяться. Изделия в виде осей, даже не передающих момент вращающей силы, а также валов могут согнуться. Под технологической операцией правки металла понимается ряд действий, по завершении которых выполненной из металла заготовке возвращается изначальная форма. Дефекты/изъяны бывают самыми разными. Чаще всего встречаются такие:
выпуклость. Проявляется на плоском прокате в виде увеличения толщины – размера поперечного сечения листа – от краев по направлению к центру;
вмятина. Углубление на поверхности металлической пластины, обрамленное пологими краями;
волна. Это – отклонение формы поверхности листа от прямолинейности.
Правка бывает двух видов:
ручная. Осуществляется при изготовлении домашними мастерами уникальных по форме изделий. Хоть набор используемого инструмента довольно-таки несложен, к уровню квалификации работника предъявляются высокие требования;
механическая. Используется в условиях промышленного производства. Оборудование весьма сложное, крупногабаритное и имеет большой вес. Но оно характеризуется высоким уровнем производительности, и его конструкция обеспечивает возможность автоматизации технологического процесса правки.
Выполнять такую операцию при отрицательной температуре не допускается. Уровень пластичности материала в данном случае снижается, и он становится хрупким. Более того! Иногда требуется нагревать обрабатываемую деталь до температуры от 140°С до 400°С. После этого ее пластичность повышается
Правка металлических листов
Сложность этой операции зависит от разновидности обнаруженного дефекта. Но особые трудности возникают, когда выявляется их комбинация. Например, выпуклость по центру пластины и одновременно волнистость кромки.
Выпуклость
При правке выпуклости удары следует наносить по окружности. Начинать необходимо с линии, обрамляющей дефект. В ходе работы радиус окружности постепенно нужно уменьшать, перемещаясь от края выпуклости к ее центру. По мере продвижения, частота ударов возрастает, а их сила, наоборот, становится меньше.
Особый подход применяется, когда на листе имеется несколько таких дефектов. В данном случае ударами молотка нужно добиться чтобы выпуклости объединились в одну общую, после чего правка осуществляется по вышеописанной методике.
Волнистость
Правка металлического листа с волнообразными краями выполняется, начиная с его краев с последующим передвижением к центру. Волнистость кромок разглаживается после растяжения пластины в середине.
Тонкие листы
Обработка заготовок с небольшой толщиной с целью возвращения им плоской конфигурации посредством бойков не проводится. Причина – не исключено появление заломов металла в результате его расковки. Тонкий лист правится протяженными ровными плоскостями брусков-гладилок, выполненными из дерева либо из стали. Разглаживание производится по разным направлениям с постепенным усилением нажима.
Работа с полосовой заготовкой, изогнутой в плоскости
Такая правка входит в категорию относительно несложных видов обработки металла. Полосу нужно разместить на плите так, чтобы выгнутая сторона находилась сверху. По мере исправления изъянов, силу ударов нужно уменьшать. Необходимо периодически переворачивать обрабатываемую заготовку, чтобы не допустить образование выпуклости в противоположном направлении. Если полоса изогнута в нескольких местах, начинать ее правку следует с концов, постепенно приближаясь к середине.
Правка изделий из закаленного металла
В этом случае для рихтовки молотки, оснащенные мягкими бойками, не используются. С этой целью применяют инструмент с подобными элементами, изготовленными из стали с высокими прочностными характеристиками. При этом острую часть бойка – нос – скругляют, то есть придают ему округлую конфигурацию.
Выправка закаленного металла осуществляется нанесением импульсных точечных воздействий по вогнутому фрагменту заготовки. В результате ударов на данном участке обрабатываемой детали наблюдается растяжение структуры материала, из-за чего поверхность становится все более плоскостной. Проводится эта операция:
на рихтовочной/правильной бабке, отличающейся поверхностью полусферической формы;
с попеременным передвижением заготовки снизу-вверх и сверху вниз. Правка закаленного угольника, у которого нарушен прямой угол, выполняется одним из следующих двух способов (см. рис.):
если угол стал острым, направление ударов – ближайший к точке пересечения лучей/сторон внутренний участок поверхности этой детали;
Правка округлых металлических деталей
Метод выполнения правки в данном случае, практически, такой же, как и при обработке полосы. Неровности подлежат маркировке мелом, а заготовку нужно размещать так, чтобы выпуклость была сверху. Удары следует наносить по направлению от периферийных участков дефекта к центральным.
После корректировки основного изъяна:
деталь переворачивается вокруг оси;
сила ударов снижается.
Делается это с целью недопущения деформации обрабатываемой заготовки в противоположную сторону.
Аналогичный подход актуален и при работе с прямоугольным либо квадратным металлопрокатом.
Правка металлической полосы, скрученной по спирали
В данном случае применяется метод раскручивания. Один из концов спирали фиксируется в специальной ручной струбцине, а другой – в тисках, установленных на правильную плиту, и на ней же надежно закрепленных.
После того, ка спираль будет частично раскручена, ее нужно приложить к плите, чтобы править по той же методике, что и при работе с круглым металлопрокатом.
При этом степень кривизны определяется на просвет.
Оснастка для выполнения рихтовки/правки
Ручная правка/рихтовка металлических листов и изготовленных из них элементов конструкции осуществляется при помощи молотков на специальной оснастке – рихтовальных бабках, а также правильных плитах.
Рихтовальные бабки
Для изготовления этих приспособлений используются стальные сплавы, подвергнутые термообработке. Рабочая поверхность рихтовальной бабки бывает:
в виде плоского круга на цилиндрическом основании, радиус которого (обозначение R) колеблется в диапазоне 150 мм≤R≤200 мм:
сферической. Это – боковая поверхность усеченного по плоскости симметрии и по краям цилиндра.
Также в домашних мастерских в качестве рихтовальной бабки часто используется железнодорожный рельс, обрезанный до длины от 0,5 м до 1 м. Его удобно перемещать по плите. Кроме того, рельс не подвергается деформации и остается, практически, неподвижным, когда по обрабатываемой детали наносятся удары молотком.
Правильные плиты
Правильные плиты выпускаются в двух модификациях.
Материал изготовления – чугун. Исполнение – конструкция с боковыми ребрами либо сплошная.
Материал изготовления – сталь.
Плита должна обладать большим весом и характеризоваться достаточной устойчивостью, чтобы удары молотка не вызывали ее сотрясение. Что же касается требований к состоянию ее поверхности, то они стандартны: она должна быть идеально ровной, и без присутствия посторонних частиц в виде грязи и остатков металлических осколков, мешающих получить качественный результат рихтовочных работ.
Устанавливать плиты нужно на подставках. Они могут быть и металлическими, и деревянными. Но самое главное, чтобы эти подставки обеспечивали помимо устойчивости еще и требуемую горизонтальность. Для удобства выполнения рихтовки нужно, чтобы вокруг плиты имелось достаточно пространства.
Существует еще один интересный вариант такой оснастки. В качестве материала изготовления плиты правильной выступает плотная резина со множеством небольших выступов, скорее, даже, бугорков с одинаковой высотой. Под воздействием ударов металл сам определяет свое место. В результате наблюдается значительное возрастание производительности процесса рихтовки, если сравнивать с использованием обычной правильной плиты, изготовленной из стали.
Молотки
К молоткам, используемым для правки, предъявляется следующее ключевое требование: они должны быть более мягкими, чем материал обрабатываемой заготовки. Ввиду этого, для рихтовки листовой стали обычно используется ударный инструмент со свинцовыми либо медными бойками. Причем, эти элементы должны характеризоваться закругленной формой. Боек квадратной конфигурации при ударе оставит на металлической пластине забоины. Когда же предстоит обрабатывать мягкие металлы или цветные сплавы, применять необходимо молотки, оснащенные бойками из резины либо дерева.
Удобство работы будет обеспечено при соотношении веса ударного инструмента и этого же параметра правильной плиты, равным 1:100.
Заключение
В заключение целесообразно будет назвать ведущие предприятия, специализирующиеся на производстве оборудования для рихтовки/правки. Из зарубежных особым спросом пользуется продукция компаний Roundo (Швеция, официальный представитель в России – компания «Дюкон» с головным офисом в Санкт-Петербурге), Kohler (штаб-квартира находится в Германии в городе Lahr/Schwarzwald), МG (Италия, город Фоссано, провинция Кунео). В число ведущих отечественных производителей листоправильного оборудования входят компании Промтехоснастка (штаб-квартира находится в Вологодской области), GROST (головной офис открыт в Санкт-Петербурге) и некоторые другие компании.