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
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 листоправильных вальцах. Они представляют собой машины горизонтального исполнения, которые работают по принципу ротационной штамповки.
Правка деталей в вальцах
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 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.
Основные приемы правки металла вручную
Поступающие на слесарную обработку заготовки могут быть деформированы и нуждаются в правке, иногда говорят, в рихтовке. Заготовка из листового проката может быть деформирована во время погрузочных работ и транспортировки или деформация может возникнуть в результате остаточных напряжений после механической или термической обработки и др. Волнистая поверхность заготовки из листа может образоваться в результате наличия сжатых волокон, остаточных напряжений на одной из поверхностей листа, что определяет направление вогнутости; изгиб по длине в плоскости; изгиб на ребро свидетельствует о том, что край заготовки, куда направлена изогнутость, сжат или деформирован больше противоположного; если у заготовки деформация в виде спирали, то это свидетельствует о том, что у заготовки края более вытянуты, чем осевая линия, и т.д.
Выяснить причину деформации заготовки необходимо для принятия решения о методе ее правки, рихтовки.
Правка полосового материала по плоскости производится в следующей последовательности. Искривленною полосу кладут на плиту и, придерживая ее левой рукой, по выпуклым местам полосы наносят удары молотком, при этом удары наносят сначала по краям выпуклости широкой стороны и постепенно приближаются к середине выпуклости, поворачивая по мере необходимости полосу с одной стороны на другую. Сила удара регулируется в зависимости от размеров полосы и степени искривления.
Молоток при правке держат за конец рукоятки, несильно зажимая ее в руке. При ударе молоток нужно опускать на лист вертикально всей площадью бойка. В момент удара молоток будет обязательно отскакивать. Этим движением следует научиться управлять так, чтобы отскакивание молотка от листа вверх было направлено по вертикали к плите.
Результаты правки (прямолинейность заготовки) оценивают на глаз или же на правильной плите с помощью линейки.
Выправив широкую сторону заготовки, приступают к правке ребер. После одного-двух ударов полосу поворачивают с одного ребра на другое.
При правке полосы, изогнутой на ребро, удары наносят по широкой плоскости. Прижав левой рукой полосу к плите, наносят удары молотком по всей длине полосы, постепенно переходя от нижней кромки к верхней. На рис. 3 указана стрелками схема направлений и последовательности ударов при правке изогнутости заготовки на ребро.
Рис. 3. Схема правки изогнутости заготовки на ребро
У нижней кромки наносят сильные удары, а по мере приближения к верхней силу ударов уменьшают, но увеличивают их частоту. При таком способе правки нижняя кромка постепенно вытягивается больше, чем верхняя, и полоса выравнивается. Правку прекращают, когда верхняя и нижняя кромки становятся прямолинейными.
Правку изогнутого листа, имеющего поперечные волны — волнистость, выполняют на правильной плите, придерживая его одной рукой, а другой — наносят легкие удары молотком по выступающим частям листа вдоль поперечных волн. Сначала правят лист с одной стороны, а затем его переворачивают и правят с другой стороны.
При наличии выпуклости в середине заготовки ее кладут на плиту и выпуклости обводят мелом. Затем наносят частые удары молотком от края листа по направлению к выпуклости. По мере приближения к выпуклости удары молотком следует делать чаще и слабее. Если на заготовке имеется волнистость по краям, то удары молотком наносят по направлению от середины заготовки к ее краям.
После устранения выпуклостей и волнистости лист переворачивают и легкими ударами молотка окончательно восстанавливают его прямолинейность.
В процессе правки нужно следить за тем, чтобы на поверхности листа не оставались следы от ударов молотком. Эту работу удобно выполнять, перемещая заготовку вдоль рихтовальной бабки или по поверхности рельса, на котором производится правка.
При правке тонкого листового материала пользуются легкими деревянными, медными, латунными или свинцовыми молотками. Приемы правки такие же, как и стальными молотками.
Правку весьма тонкого листового материала осуществляют на чистой, ровной (без забоин и других неровностей) поверхности скольжением без особой нагрузки металлических или деревянных брусков-гладилок, имеющих ровную и гладкую поверхность. При правке лист периодически переворачивают.
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;
- когда угол трансформировался в тупой, место нанесения ударов – зона, близлежащая к вершине уже угла внешнего.
Металл на участке воздействия подвергается растяжению, в результате чего значение угла 90° восстанавливается.
Зачем нужна правка
Изготавливаемый металлургическими методами прокат используется как исходный материал для горячей или холодной штамповки. Поэтому изделия должны отвечать всем нормативам ГОСТ:
- листы и полосы проверяются на неплоскостность;
- круглые прутки на допустимую величину изгиба;
- квадратные прутки на степень величины выпучивания или вогнутости металла.
Важно знать, когда нужно устранить искажение формы заготовки. В случае присутствия такого брака существует риск поломки штамповочного оборудования. Искривленная заготовка, попадая в плоскость штампа, формируется пуансоном и матрицей.
Кроме того, правка изделий нужна в следующих случаях:
- при разрезании листового металла на гильотинных ножницах;
- при выталкивании готовой детали из полости матрицы;
- после усадки металла;
- после термической обработки.
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 листового металла на вальцах
Для правки деталей из листового металла могут быть также использованы вальцы.
В ручных вальцах правят обычно заготовки из листа толщиной до 3 мм. Валки 1 и 3 расположены один над другим (рис. 4), и в зависимости от толщины заготовки 2 их можно удалять друг от друга или сближать между собой. Также может быть поднят или опущен расположенный сзади третий валок 4. Валки должны быть отрегулированы так, чтобы они не были сильно прижаты друг к другу.
Рис. 4. Схема работы ручных вальцов
Заготовку (лист или полосу) устанавливают между двумя передними валками и, вращая рукоятку по часовой стрелке, пропускают между валками.
Часто для полного устранения выпуклостей и вмятин заготовки приходится пропускать между валками несколько раз. Заготовки толщиной 3–6 мм правят на вальцах с электроприводом.
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.
Перечень приспособлений, применяемых для правки, рихтовки и гибки
Ручная правка производится как типовыми инструментами и приспособлениями, так и выполненными исключительно для данной конкретной заготовки. Поэтому перечень такой оснастки разнообразен, ниже приводятся лишь некоторые виды.
Это интересно: Правка металла: листового, полосового, проволоки, круглого и уголка
Набор крючков
Если на кузове автомобиля обнаружилась вмятина, но лакокрасочное покрытие не повреждено, воспользуйтесь инструментом для правки, который получил название «крючки».
Он представляет из себя набор стержней с ручкой и загибом на конце. Загибы имеют разные радиусы, углы, форму. Каждый из множества видов крючков (конусные, ножевые, сложного доступа, арки, рессорные и другие) предназначен для устранения дефектов определенной формы конструкции кузова.
Набор крючков для правки.
Конструкция «крючков» позволяет сделать доступным обработку вмятины изнутри корпуса кузова, что является единственным способом устранить вмятину без нарушения покрытия. Работать с таким инструментом под силу лишь квалифицированным специалистам.
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.
