Глава VI. Правка и рихтовка металла (холодным способом)
§ 22. Общие сведения
Правка и рихтовка представляют собой операции по выправке металла, заготовок и деталей, имеющих вмятины, выпучины, волнистость, коробления, искривления и др. Правка и рихтовка имеют одно и то же назначение, но отличаются приемами выполнения и применяемыми инструментами и приспособлениями.
Листовой материал и заготовки из него могут быть покороблены по краям и в середине, иметь изгибы и местные неровности в виде вмятин и выпучин различных форм. При рассмотрении деформированных заготовок можно заметить, что вогнутая сторона их короче выпуклой. Волокна на выпуклой стороне растянуты, а на вогнутой сжаты.
Рис. 80. Правильная плита (а), рихтовальные бабки (б)
Рис. 81. Рихтовальные молотки: а — с радиусным бойком, б — с круглым гладким полированным бойком
Металл подвергается правке как в холодном, так и в нагретом состоянии. Выбор способа зависит от величины прогиба, размеров и материала изделия.
Правка может выполняться ручным способом — на стальной или чугунной плите, или на наковальне — и машинным — на правильных вальцах, прессах.
Правильную плиту изготовляют (рис. 80,а) достаточно массивной, масса ее не менее чем в 80-150 раз больше массы молотка. Правильные плиты изготовляют из стали, из серого чугуна монолитными или с ребрами жесткости.
Плиты бывают следующих размеров: 400 × 400; 750 × 1000; 1000 × 1500; 1500 × 2000; 2000 × 2000; 1500 × 3000 мм. Рабочая поверхность плиты должна быть ровной и чистой. Устанавливают плиты на металлические или деревянные подставки, обеспечивающие кроме устойчивости и горизонтальность положения.
Рихтовальные бабки (рис. 80,6) используют для правки (рихтовки) закаленных деталей, изготовляют их из стали и закаливают. Рабочая часть поверхности может быть цилиндрической или сферической радиусами 150 — 200 мм.
Молотки для правки применяют с круглым гладким полированным бойком (рис. 81,6). Молотки с квадратным бойком оставляют следы в виде забоин (квадратов, углов).
Для правки закаленных деталей (рихтовки) применяют молотки с радиусным (рис. 81,а) бойком (массой 400 — 500 г) из стали У10. Хорошо зарекомендовали себя рихтовальные молотки, оснащенные твердым сплавом, корпус которых выполняют из стали У7 и У8.
В рабочие концы молотка вставляют пластинки твердого сплава ВК8 и ВК6. Рабочую часть бойка затачивают и доводят по радиусу до 0,05 — 0,1 мм (см. рис. 81,а).
Молотки со вставными бойками из мягких металлов (см. рис. 81,6) применяют при правке деталей с окончательно обработанной поверхностью и деталей или заготовок из цветных металлов и сплавов. Вставные бойки могут быть медные, свинцовые или деревянные.
Гладилки (деревянные или металлические бруски) применяют при правке тонкого листового и полосового металла.
Источник
Pereosnastka.ru
Обработка дерева и металла
Правка и рихтовка представляют собой операции по выправке металла, заготовок и деталей, имеющих вмятины, выпучины, волнистость, коробление, искривления и др. Правка и рихтовка имеют одно и то же назначение, но отличаются приемами выполнения и применяемыми инструментами и приспособлениями.
Листовой материал и заготовки из него могут быть покороблены по краям и в середине, иметь изгибы и местные неровности в виде вмятин и выпучин различных форм. При рассмотрении деформированных заготовок можно заметить, что вогнутая сторона их короче выпуклой. Волокна на выпуклой стороне растянуты, а на вогнутой сжаты.
Металл подвергается правке как в холодном, так и в нагретом состоянии. Выбор способа зависит от величины прогиба, размеров и материала изделия.
Правка может выполняться ручным способом — на стальной или чугунной плите, или на наковальне — и машинным — на правильных вальцах, прессах.
Правильную плиту изготовляют достаточно массивной, масса ее не менее чем в 80—150 раз больше массы молотка. Пра-вйльные плиты изготовляют из стали, из серого чугуна монолитными или с ребрами жесткости.
Плиты бывают следующих размеров: 400 х 400; 750 х 1000; 1000 х 1500; 1500х 2000; 2000х 2000; 1500х 3000 мм. Рабочая поверхность плиты должна быть ровной и чистой. Устанавливают плиты на металлические или деревянные подставки, обеспечивающие кроме устойчивости и горизонтальность положения.
Рихтовальные бабий используют для правки (рихтовки) закаленных деталей, изготовляют их из стали и закаливают. Рабочая часть поверхности может быть цилиндрической или сферической радиусами 150-200 мм.
Молотки для правки применяют с круглым гладким полированным бойком. Молотки с квадратным бойком оставляют следы в виде забоин (квадратов, углов).
Для правки закаленных деталей (рихтовки) применяют молотки с радиусным бойком (массой 400 — 500 г) из стали У10. Хорошо зарекомендовали себя рихтовальные молотки, оснащенные твердым сплавом, корпус которых выполняют из стали У7 и У8. В рабочие концы молотка вставляют пластинки твердого сплава ВК8 и ВК6. Рабочую часть бойка затачивают и доводят по радиусу до 0,05-0,1 мм.
Молотки со вставными бойками из мягких металлов применяют при правке деталей с окончательно обработанной поверхностью и деталей или заготовок из цветных металлов и сплавов. Вставные бойки могут быть медные, свинцовые или деревянные.
Гладилки (деревянные или металлические бруски) применяют при правке тонкого листового и полосового металла.
Правку и рихтовку стальных листовых и полосовых заготовок производят для придания им плоскостности. Основным инструментом и приспособлениями для правки и рихтовки деталей при сборочных работах являются молотки, правильные плиты и рихтовочные специальные бабки.
Для правки применяют молотки с круглым сферическим или гладким бойком для того, чтобы не оставлять забоин на заготовке. Для правки закаленных деталей (рихтовки) применяют молотки с радиусным бойком. При изготовлении рихтовочного молотка нужно в прорезь его корпуса плотно запрессовать пластинку из твердого сплава ВК6 или ВК8 и заточить ее радиусом 0,1 — 0,2 мм.
Для правки деталей с окончательно обработанной поверхностью и деталей из цветных металлов и сплавов применяют молотки со вставными бойками из мягких металлов. Вставные бойки могут быть медные, свинцовые и деревянные в зависимости от материала обрабатываемой детали. Правке или рихтовке подвергают детали как в холодном, так и в нагретом состоянии. Выбор приемов и способов правки и рихтовки зависит от величины прогиба, размеров и материала детали.
Правку можно выполнять ручным способом на стальной или чугунной плите или наковальне и машинным — на правильных вальцах.
Правильную плиту изготовляют из стали, серого чугуна, монолитной или с ребрами жесткости, и обязательно устанавливают на массивной деревянной опоре (столе) для того, чтобы в процессе правки поглощался шум. Рабочая поверхность плиты должна быть ровной и чистой. Плиту размером свыше 750X 1000 мм устанавливают на деревянных столах, которые должны обеспечить устойчивость и горизонтальность ее положения.
Рихтовочные плиты используют для правки (рихтовки) закаленных деталей, изготовляют их из стали и термически обрабатывают, затем поверхность шлифуют.
Рис. 4. Приемы рихтовки заготовок из листового (а), полосового (б, в) и пруткового (г) материала
Детали обычно правят вручную с помощью различных инструментов и приспособлений, реже для этой цели применяют гидравлические прессы. При правке и рихтовке независимо от формы и толщины детали необходимо надевать рукавицы.
Детали из листового материала (для трактора, автомобиля, комбайна и др.) могут быть покороблены по краям и в середине, иметь изгибы и местные неровности в виде вмятин и выпучин различной формы. При рассмотрении деформированных деталей можно заметить, что вогнутая сторона их короче выпуклой. Волокна на выпуклой стороне растянуты, а на вогнутой сжаты. Для того чтобы выровнять поверхность детали, нужно положить ее на плиту, установленную на специальном деревянном столе. Правку листового материала толщиной от 0,5 до 1,2 мм производят перекрест ным способом. Удары молотком должны быть частые и легкие их надо наносить от края к центру выпучины. При этом левой рукой придерживая деталь, все время перемещают ее по плите и меняют место нанесения удара молотком.
Выпуклые участки обводят мелом или мягким графитовым карандашом, затем заготовку кладут на плиту выпуклыми участками вверх, так, чтобы края ее не свешивались, а лежали полностью на опорной поверхности плиты. Правку начинают с ближайшего к вмятине края, по которому наносят ряд ударов молотком в пределах, отмеченных мелом. Затем наносят удары по другому краю. После этого по первому краю наносят повторные удары, указанные точками на детали 3, и переходят опять ко второму краю и так до тех пор, пока постепенно не приблизятся к середине. Удары молотком наносят часто, но не сильно, особенно перед окончанием правки. Не допускают несколько ударов по одному и тому же месту, так как это может привести к образованию новой неровности.
Под ударами молотка материал вокруг выпуклого места вытягивается и постепенно выравнивается. Если на поверхности детали на небольшом расстоянии друг от друга имеется несколько выпуклых мест, под ударами молотка выпуклости соединяются в одну, которую правят молотком вокруг ее границ.
Тонкие листы правят легкими деревянными молотками (киянками) или молотками с деревянными наконечниками, медными, латунными или свинцовыми молотками, а очень тонкие листы выглаживают на ровной плите металлическими или деревянными брусками.
Правку полосового металла осуществляют в следующем порядке. Изгиб отмечают мелом, после чего надевают на левую руку рукавицу, в правую берут молоток и в левую полосу. Полосу располагают на плите так, чтобы она лежала выпуклостью вверх, соприкасаясь с плитой в двух точках. Наносят удары по выпуклым частям, регулируя силу удара в зависимости от толщины полосы и величины кривизны (чем больше искривление и чем толще полоса, тем сильнее удары). По мере выправления полосы силу удара уменьшают и чаще поворачивают полосу с одной стороны на другую до полного выправления. При нескольких выпуклостях сначала выправляют крайние, а затем средние.
Результаты правки (прямолинейность заготовки) проверяют на глаз, а при необходимости более точного контроля — на разметочной плите по просвету или наложением линейки на полосу.
После закалки стальные детали иногда коробятся. Правку закаленных деталей называют рихтовкой. В зависимости от характера рихтовки применяют различные молотки с закаленным бойком или специальные рихтовочные молотки с закругленной узкой стороной бойка. Деталь при этом лучше располагать не на плоской плите, а на рихтовочную бабке с выпуклой поверхностью. Удары наносят рихтовочным молотком не по выпуклой, а по вогнутой стороне поверхности полосовой детали 3. Прежде чем приступить к рихтовке детали, нужно в первую очередь определить место изгиба. Затем надеть на левую руку рукавицу и положить деталь на рихтовочную бабку, установленную на деревянном столе. После этого рихтовочным молотком 4 наносят легкие удары по вогнутой поверхности детали, при этом деталь перемещают вверх и вниз по поверхности бабки и периодически проверяют прямолинейность лекальной линейкой или на контрольной плите с помощью щупа.
При правке заготовок из прутка на выпуклой стороне мелом отмечают границы изгибов. Затем надевают на левую руку рукавицу, в правую берут молоток и укладывают пруток на наковальню выпуклостью вверх. Удары молотком наносят по выпуклой части от краев изгиба к середине. Сила удара зависит от диаметра прутка и величины изгиба. По мере выправления изгиба силу удара уменьшают, заканчивая правку легкими ударами при поворачивании прутка вокруг оси. Если пруток имеет несколько изгибов, сначала правят крайние, а затем расположенные в середине.
Рис. 5. Рихтовка заготовок квадратного сечения
Детали квадратного сечения правят в такой последовательности: выявляют покоробленные участки, устанавливают места, где имеется больше вогнутых и выпуклых изгибов, и приступают к правке или рихтовке так, как было указано выше.
На рис. 5, а показан способ рихтовки штанги квадратного сечения с установленными на ней ножами на круглой бабке рихтовочным молотком. Перед рихтовкой надевают на левую руку рукавицу и захватывают конец штанги, после чего укладывают штангу на поверхность бабки так, чтобы вогнутая поверхность находилась в центре металлического рихтовочного диска бабки. Затем бойком рихтовочного молотка наносят легкие поперечные удары по поверхности штанги, а левой рукой перемещают штангу вперед и назад по поверхности диска до тех пор, пока не выровняются плоскости штанги.
Если ножи штанги не параллельны друг другу, ее устанавливают в тиски между планками и на вилку стойки. Вилку закрепляют гайкой, а губки тисков зажимают так, чтобы штанга не провисала. Затем правой рукой снизу на штангу надевают специальный рычаг (плечо рычага 500 мм). Придерживая штангу левой рукой, правой рукой нажимают на конец рычага и выравнивают штангу так, чтобы ножи ее стали параллельны друг другу. Освободив штангу из тисков, устанавливают ее на вилку на уровне глаз и закрепляют гайкой. Затем проверяют параллельность расположения ножей.
Источник
Холодная и горячая правка металла
Правка металла – операция, при помощи которой устраняют неровности, кривизну или другие недостатки формы заготовок. Правка металла – это выправление металла действием давления на какую-либо его часть независимо от того, производится это давление прессом или ударами молотка (рихтовка). Правка применяется при искажении формы деталей, например при изгибе, и скручивании валов, осей, шатунов, рам; при вмятинах и перекосах тонкостенных деталей. В зависимости от степени деформации и размеров детали правят с нагревом или без него. Правят стальные листы, листы из цветных металлов и их сплавов, стальные полосы, прутковый материал, трубы, проволоку, стальной квадрат, круг стальной, а также металлические сварные конструкции. Металл правят как в холодном, так и в нагретом состоянии. Правка играет большую роль в восстановлении негодных деталей оборудования. Правильно примененная правка может полностью восстановить деталь, вернув ей первоначальные качества. Правка может осуществляться в холодном состоянии, с подогревом и путем термического воздействия. Обработка металлов давлением при температуре ниже температуры рекристаллизации называется холодной обработкой, а при более высокой температуре – горячей обработкой.
Правка холодным методом основана на механическом воздействии, вызывающем пластические деформации металла. Правку деталей из листового проката выполняют холодным методом вручную или на машинах. При ручной правке металлический лист проколачивают на ровной плите или наковальнях с помощью ручного инструмента или пневматического молотка со специальным зубилом. Машинную правку листовых деталей осуществляют прокаткой и растяжением. Правку прокаткой выполняют на валковых листоправильных машинах (рис. 1). Правку растяжением выполняют на растяжных правильных машинах, состоящих из стола-рольганга и гидравлического цилиндра двустороннего действия с подвижными зажимами, в которых зажимают листовую деталь. С повышением давления в гидравлическом цилиндре зажимы раздвигаются и создают в укороченных волокнах закрепленного листа растягивающие напряжения, достигающие предела текучести материала. В результате пластического растяжения укороченных волокон материала листовая деталь выпрямляется. В отдельных случаях правку листовых деталей выполняют поперечным изгибом на гидравлическом прессе последовательным нажимом пуансона. Сварные полотнища, получившие деформации от усадки сварных швов, правят аналогично деталям из листового проката.
Рис. 1. Валковые правильные машины
Правку деталей из профильного проката осуществляют холодным методом – вальцеванием на роликовых машинах, растяжением на растяжных машинах, а также поперечным изгибом на горизонтально-гибочных и гидравлических прессах. Правку сварных тавровых балок, рам, имеющих недопустимые сварочные деформации, выполняют холодным методом аналогично правке деталей профильного проката, а также тепловым методом.
Холодная правка ряда деталей является трудоемкой операцией, в процессе которой необходим контроль эффективности ее применения. Поэтому помимо обычного оборудования и контрольного инструмента (гидравлические прессы, индикаторы) все большее применение находят специальные стенды и приспособления, позволяющие осуществлять правку и комплексную проверку детали в процессе ее применения.
Холодная правка не влияет на структуру металла, так как на самом деле способствует снижению внутреннего напряжения материала. Это значительно отличает ее от горячих методов правки, когда материал подвергают нагреву до температур структурного превращения металла и таким образом наносят ему ущерб. Однако при правке без нагрева у стальных деталей остаются значительные внутренние напряжения. В результате после правки они постепенно принимают первоначальную форму. Для снятия внутренних напряжений после холодной правки деталь необходимо стабилизировать, т. е. выдержать при температуре 400…450 °С около 1 часа или при температуре 250…300 °С в течение нескольких часов.
Недостатки механической холодной правки: опасность обратного действия, снижение усталостной прочности и несущей способности детали. Опасность обратного действия вызвана возникновением неуравновешенных внутренних напряжений, которые с течением времени, уравновешиваясь, приводят к объемной деформации детали. Ухудшение усталостной прочности деталей происходит за счет образования в ее поверхностных слоях мест с растягивающими напряжениями, причем снижение усталостной прочности достигает 15…40 %.
Для повышения качества холодной правки применяют следующие способы: выдерживание детали под прессом в течение длительного времени; двойная правка детали, заключающаяся в первоначальном перегибе детали с последующей правкой в обратную сторону; стабилизация правки детали последующей термообработкой. Последний способ дает лучшие результаты, но при нагреве может возникнуть опасность нарушения термической обработки детали, кроме того, он дороже первых двух.
Холодная правка валов
При эксплуатации машин у валов возникают дефекты: изгиб; износ рабочих поверхностей; повреждение резьбы, шпоночных канавок и шлицев. Изгиб валов определяют в центрах токарного станка, специальных приспособлений или на призмах с использованием стоек с индикаторами (рис. 2).
Рис. 2. Определение изгиба вала индикаторной головкой на призмах
Изгиб валов устраняют правкой: холодной или горячей. Холодную правку выполняют под прессом. Следует иметь в виду, что при холодной правке в результате появления наклепа в металле возникают внутренние напряжения, величина которых тем выше, чем больше величина деформации при правке. Кроме того, при холодной правке не всегда сохраняется требуемая форма вала (валы могут вновь принимать свою искаженную форму). Поэтому рекомендуется после холодной правки нагреть валы до 400…450 °С, выдержать 1 час и медленно охладить.
Правка по методу Буравцева. Его назвали «поэлементной холодной правкой». В процессе правки по методу Буравцева также используется пресс (рис. 3). Ноу-хау заключается в специальном приспособлении, с помощью которого поверхностный слой шейки вала пластически деформируется так, что в нем вместо обычных напряжений растяжения создаются напряжения сжатия. Галтель при этом не затрагивается, а значит, усталостная прочность коленчатого вала после правки не только не уменьшается, но даже возрастает. Более того, избавившись от недостатков ранее известных способов, поэлементная холодная правка позволяет восстановить любые коленчатые валы (и чугунные, и стальные) любых двигателей (от мотоциклов до экскаваторов), имеющих практически любой прогиб. При этом точность правки очень высока. Например, удается обеспечить взаимное биение коренных шеек 0,01 мм при исходном биении свыше 1 мм.
Рис. 3. Правка вала по методу Буравцева
За годы использования способа поэлементной правки на практике накоплен фактический материал о дальнейшей «судьбе» выправленных коленчатых валов как отечественных автомобилей, так и иномарок, включая грузовики и автобусы. Статистика показала, что эти коленчатые валы не возвращаются в изогнутое состояние со временем. Не было и рекламаций, связанных с поломкой валов, что косвенно свидетельствует об их высокой усталостной прочности.
Правка валов наклёпом. Способ целесообразен для правки коленчатых валов, биение которых не превышает 0,03…0,05 % от длины вала. Он производится наклепом щек пневматическим молотком со специальной головкой. Коленчатый вал укладывается на призмы верхними коренными шейками или устанавливается в центрах. Продолжительность правки и глубина наклепа (деформации щеки) зависят от силы и числа ударов в единицу времени. По одному и тому же месту не рекомендуют делать более трех-четырех ударов; контроль эффективности правки осуществляют измерением биения вала. Наклепу подлежат внутренняя и наружная стороны щеки (со стороны шатунной шейки) в зависимости от направления биения вала. Правка наклепом щек коленчатого вала не снижает его усталостной прочности.
Горячая правка металла
Этот метод правки является универсальным. Он осуществляется с помощью обычных средств нагрева и применяется для выправления деталей различной конфигурации с большой степенью точности. Одно из преимуществ метода в том, что он позволяет править литые детали из чугуна, которые иначе выправить почти невозможно. При необходимости процесс можно вести так, что исправление оси детали происходит замедленно и измеряется десятыми и сотыми долями миллиметра. Термическим воздействием можно производить правку деталей большого сечения, что особенно ценно при отсутствии на предприятии достаточно мощного прессового оборудования.
При горячей правке выравнивание получается в результате создания напряжений усадки. Это явление объясняется тем, что нагретая часть благодаря увеличению температуры старается расшириться, а окружающая ее область противодействует этому. При этом нагретая часть металла пластически деформируется. После осадки неровности нагретая часть охлаждается и создаваемые напряжения растяжения способствуют выравниванию металла. Правка тем эффективнее, чем быстрее происходит процесс нагревания и охлаждения и чем ýже нагреваемая полоса. В то же время слишком узкая полоса нагревания вызывает трещины в материале.
Деталь типа вала или оси круглого сечения или балки прямоугольного сечения, подвергаемая правке, укладывается на две опоры или ставится в центры выпуклостью кверху. Под точку наибольшей вогнутости ставится индикатор, по показаниям которого контролируют ход процесса. Нагрев ведут обычно сварочной горелкой (мощность ее подбирают в зависимости от сечения детали), место наивысшего перегиба ограничивают накладками. Если одноразового нагрева оказывается недостаточно для получения заданной прямолинейности, операцию повторяют, прогревая зону, расположенную рядом с первоначальной. Дважды греть одно и то же место не рекомендуется. Например, требуется выправить шпиндель фрезерного станка, который изогнут до величины прогиба 0,2 мм. Правка ведется на токарном станке. Исправляемый шпиндель закрепляется в патроне и люнете. Для правки деталь нагревают в точке наибольшей выпуклости с последующим охлаждением проточной водой. Место нагрева ограничивается специальным щитком из листового асбеста, смоченного водой. Нагревом с последующим охлаждением ось шпинделя может быть выправлена до прямолинейности 0,01…0,02 мм.
Детали из листовой стали правят по такому же методу, укладывая их для удобства на плиту (рис. 2.4). По прилеганию детали к плите определяют ход процесса правки. Нагрев ведут до температуры 800…900 °С, но не выше 1000 °С. Температуру нагрева можно определить по вишнево-красному цвету детали. Охлаждение можно интенсифицировать путем обдувания нагретой зоны сжатым воздухом или смачиванием водой. Момент начала охлаждения нужно выбирать такой, чтобы не закалить деталь.
Рис. 4. Термическая правка листовой стали
Хорошие результаты дает правка термическим воздействием изогнувшихся столов фрезерных, продольно-строгальных, шлифовальных и других станков. Для правки стол укладывают на плиту вниз направляющими. На рабочей поверхности стола наносят мелом черту поперек стола против места наибольшей выпуклости и нагревают полосу вдоль нанесенной черты. Если эта операция производится на плите, то результаты правки контролируются по зазору между направляющими стола и плитой, а также при помощи индикатора.
Термомеханический метод правки. Он отличается от термического тем, что до начала нагрева участка вала, установленного выпуклой стороной вверх, в нем заранее создаются упругие напряжения с помощью механического нажима, например хомутом. Нажимное устройство устанавливается вблизи от места нагрева, рядом с точкой наибольшего прогиба. Перед началом нагрева этим устройством прогибают вал в противоположную от первоначального прогиба сторону. Контроль величины деформации вала при изгибе его нажимным устройством выполняют при помощи индикаторов. При нагреве вал стремится выгнуться вверх; встречая дополнительное сопротивление вследствие этого, материал в месте нагрева переходит предел текучести раньше, чем при чисто термической правке.
Метод релаксации напряжений заключается в том, что вал на участке его максимального искривления подвергается нагреву по всей окружности и на глубину всего сечения до температуры 600…650 °С. Нагрев производится при вращении вала на малых оборотах. После выдержки при указанной температуре в течение нескольких часов вал устанавливается прогибом вверх, и сразу же на нагретый участок вала с помощью специального приспособления производится нажим в сторону, противоположную прогибу. Нажим производится для создания небольшого напряжения в материале нагретого вала (упругая деформация). Время, в течение которого нагретый вал выдерживается в напряженном состоянии, должно быть достаточным, чтобы под действием нагрузки и высокой температуры необходимая часть упругой деформации перешла в пластическую. Основным достоинством метода правки, основанного на явлении релаксации напряжений, является выпрямление вала с обеспечением стабильности формы при дальнейшей эксплуатации. При этом в процессе правки, проводимой при напряжениях значительно ниже предела текучести, не возникает опасных внутренних напряжений.
Источник
