Исходный металлопрокат, как листовой, так и объемный, не всегда обладает показателями плоскостности, достаточными для качественного выполнения последующих операций деформирования. В таких случаях в качестве предварительной операции используется правка металла. Родственным термином - рихтовка металла - называют разновидность данной операции, в результате которой происходит выравнивание только оси прутка.
Государственными стандартами оговариваются следующие виды допусков формы готового проката:
- Для прутков круглого и квадратного поперечного сечения - пространственная кривизна и видимая скручиваемость
- Для прутков квадратного сечения, кроме того - вогнутость и выпуклость граней;
- Для стальных полос - неплоскостность, серповидность, выпуклость боковых граней.
- Для листов - неплоскостность.
- Для лент и рулонов - телескопичность и ребровая кривизна.
В случае высокоточной штамповки все вышеперечисленные дефекты провоцируют ускоренный износ штампов, а точность готовой продукции снижается. Причиной подобных искривлений могут являться также разделительные операции на листовых и сортовых ножницах, когда края листа/полосы или торцы прутков недопустимо искривляются.
Еще больше предпосылок для выполнения правки при горячей штамповке. Готовые поковки искривляются при:
- Выталкивании из полости штампового ручья (особенно часто это происходит с поковками сложной формы);
- Термообработке, после которой в металле возникают внутренние остаточные напряжения;
- Обрезке облоя вследствие неконтролируемой усадки металла.
В технологиях холодной штамповки правка металла выполняется после гибки деталей из высокоуглеродистых или пружинных сталей, а также при холодном выдавливании изделий с длинной стержневой частью. Достаточно распространена также правка и рихтовка металла в виде рулона перед его роспуском на ленты.
Основанием для включения такой операции в технологический процесс производства служат результаты замеров формы деталей, для чего используются либо специальные шаблоны, либо универсальный мерительный инструмент. При незначительных отклонениях иногда допустима ручная рихтовка металла, но в большинстве случаев этого недостаточно.
Разновидности правки металла
Рассматриваемая операция может выполняться в холодном и горячем состоянии. В горячем состоянии правят поковки, которые уже прошли все переходы деформирования, включая и обрезку облоя. Отдельной операции при этом не предусматривают, а производят деформирование в заключительном ручье штампа обрезного пресса (хотя в обоснованных случаях горячая правка металла может быть выполнена и на основном штамповочном оборудовании). Преимуществами такой обработки считаются меньшая энергоемкость, а также благоприятное влияние на структуру и эксплуатационные свойства материала поковки.
Холодная правка в горячей штамповке применяется после того, как отштампованные изделия прошли термическую обработку. Инструмент для выполнения такой операции весьма прост, и по конфигурации рабочей полости полностью соответствует размерам поковки, которые приведены на ее чертеже. Операцию часто производят одновременно в двух плоскостях, что повышает качество готового изделия.
В листовой штамповке правка выполняется:
- После вырубки-пробивки толстолистового металла, когда перерезывание волокон металла заготовки приводит к возникновению внутренних напряжений;
- После свободной гибки (особенно без прижима), для снятия дефектов формы заготовки, которые возникли вследствие пружинения;
- При штамповке напровал, когда искривление металлической заготовки происходит из-за интенсивного трения изделия по матрице;
- После многопереходной вытяжки деталей с фланцами.
В холодной листовой штамповке различают обжатие гладкими, точечными и вафельными штампами. В первом случае ведется плоская поверхностная калибровка, поэтому данный способ эффективен для тонколистовых заготовок из металлов высокой пластичности. Удельные усилия не превышают 100 МПа, а на поверхности готового изделия отсутствуют отпечатки инструмента.
Для заготовок с большей толщиной, а также из металлов повышенной твердости приходится выполнять точечную/вафельную правку. На рабочем инструменте выполняются мелкие насечки в виде зубцов, причем их острия на пуансоне и матрице не должны совпадать. Удельные усилия при этом выше - до 250…300 МПа, зато в результате происходит выправление всех поверхностных дефектов.
Иногда плоскую правку производят перед вальцовкой. Исходный лист или полоса металла прокатывается через несколько правильных роликов (их число всегда должно быть непарным, причем количество верхних, нажимных, роликов всегда на один больше, чем нижних, опорных).
Оборудование для правки
Если данные переходы совмещаются с основными операциями деформирования (как часто бывает при горячей штамповке), то специального оборудования не требуется. Холодную правку металлических прутков или полос выполняют на . Они представляют собой машины горизонтального исполнения, которые работают по принципу ротационной штамповки.
Отличие заключается в том, что давления, создаваемые рабочими роликами, не должны превышать предела пластичности выправляемого материала. Такие машины функционируют в автоматическом режиме, а потому отличаются высокой производительностью. Аналогично правят и прутки, только профиль рабочих роликов в этом случае выполняется не плоским, а соответствующим сечению исходного материала.
Выправить объемные в плане заготовки можно и на прессах. Если удельное усилие не превышает 300 МПа, то применяются винтовые прессы с дугостаторным приводом серии Ф17__. Эффект достигается благодаря высокой скорости соударения плоского штампа (прикрепленного к ползуну) с изделием, которое требует правки. Поскольку распределение давления по всей поверхности одинаково, то одновременно на рабочей плите может находиться несколько одинаковых по габаритным размерам деталей. Это снижает трудоемкость операции.
Наиболее сложной и ответственной является правка деталей после холодного выдавливания. Поскольку деформационное упрочнение материала при этом весьма велико, то удельные усилия могут достигать предела пластичности, т.е. 600…800 МПа и даже более. Ударный характер нагрузки, создающейся винтовым прессом, не обеспечивает должного качества правки из-за инерции материала. Поэтому используются специальные прессы серий К82__ и К83__ с кривошипно-коленным рабочим механизмом. Особенность схемы такого пресса - в возможности обеспечить выдержку детали (до 2…3 с) под давлением при крайнем нижнем положении ползуна оборудования. В результате внутренние напряжения преодолеваются, а деталь выравнивается.
Правка полосового металла осуществляется в следующем порядке. На выпуклой стороне мелом отмечают границы изгибов. Полосу располагают на правильной плите так, чтобы она плоской поверхностью лежала на плите выпуклостью вверх, соприкасаясь в двух точках. Для правки применяют молоток с круглым гладким полированным бойком. Молотки с квадратным бойком применять не следует, так как они оставляют следы в виде забоин (квадратов, углов). Удары наносят 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 ослабляют и чаще переворачивают полосу с одной стороны на другую до полного выправления. При нескольких выпуклостях чала выправляют ближайшие к концам, а затем расположенные в середине.
Рис. 87. Правка металла: а — проверка па глаз; 6 — момент правки
Результаты правки (прямолинейность заготовки) проверяют на глаз (рис. 87), а более точно — на разметочной плите по просвету или наложением линейки на полосу.
Правку узких серповидно изогнутых заготовок производят на плите под линейку. Для этого заготовку кладут на плиту, одной рукой прижимают к плите и молотком (деревянным или стальным с выпуклым бойком)
начиная с более короткой вогнутой кромки изогнутой заготовки, т. е. той, где волокна металла сжаты и их необходи-
Рис. 88. Правка полосы, имеющей серповидную кривизну (а), и схема правки листового металла: 6, в — погнутые заготовки; г, д — распределение ударов
мо растянуть для того, чтобы заготовка выровнялась. В начале правки удары по вогнутой кромке должны быть более сильными, и по мере приближения к противоположной кромке — все слабее и слабее. Этим достигается то, что вогнутая, более короткая кромка постепенно вытягивается и заготовка выпрямляется (рис. 88, а), что контролируется линейкой.
После проверки на глаз на выпуклой стороне мелом отмечают границы изгибов. Затем укладывают на плиту или наковальню (рис. 89) пруток так, чтобы изогнутая часть находилась выпуклостью вверх. Удары наносят молотком по выпуклой части от краев изгиба к средней части, регулируя силу удара в зависимости от диаметра прутка и вели-. .
В ходе обработки, хранения или эксплуатации металлические детали и заготовки могут терять первоначальную форму.
Для выполнения последующих операций, соблюдения размеров и формы готового изделия важно, чтобы конфигурация и размеры заготовки совпадали с проектными значениями. Этого достигают промежуточно-подготовительной операцией правки металла. Операцию проводят на холодной детали либо нагревают ее с целью пластичности.
Листовая заготовка может помяться, имеющая цилиндрическую форму — искривиться. Валы и оси могут погнуться.
Что такое правка металла?
Процесс возвращения металлической заготовке исходной формы называется правкой металла. Дефекты бывают следующие:
- Волна.
- Вмятина.
- Выпуклость.
А также некоторые другие.
Виды правки металла
Операция подразделяется на два подвида:
- Ручная.
- Машинная.
Ручная правка и рихтовка металла применяется в домашних мастерских и при изготовлении уникальных изделий. Набор инструмента несложен, но требуется высокая квалификация рабочего — правильщика.
Машинная правка используется в промышленности. Оборудование массивное и сложное, но обладает высокой производительностью и возможностями автоматизации процесса. Кроме того, операцию машинной правки часто совмещают с гибкой и нарезкой листовых заготовок, включая ее в состав единого технологического комплекса.
Операцию можно осуществлять при комнатной температуре. Работа при температуре 0С и ниже недопустима — материал теряет пластичность и становится хрупким. Иногда заготовку приходится нагревать до 140-400С, чтобы повысить пластичность.
Правка листового металла
От вида дефекта зависит и сложность операции правки листового металла.
Наиболее сложные случаи – это комбинация разных видов дефектов, например, волнистость края и выпуклость в центре листа одновременно.
Выпуклость
Выпуклость правят ударами по окружности, начиная от внешней стороны дефекта и постепенно уменьшая радиус окружности, продвигаясь от края к центру дефекта. Сила ударов становится меньше, а частота — возрастает.
Если на заготовке не одна выпуклость, их следует объединить в одну большую. Бить следует между локальными дефектами, добиваясь их объединения, после чего действовать, как описано выше.
Волнообразность краев
Правка листового металла с волнистыми краями проводится начиная с краев листа и постепенно продвигаясь к его центру. После растяжения заготовки в середине волнистость краев разглаживается.
Тонкие листы
Заготовки малой толщины не поддаются правке бойками из-за высокой вероятности образования разрывов и заломов.
Для правки тонколистового металла используют протяженные поверхности металлических или деревянных брусков-гладилок. Заготовку разглаживают с разных сторон, постепенно усиливая нажим.
Периодически надо переворачивать полосу, чтобы не возникла выпуклость в другую сторону. При наличии нескольких выпуклостей в начале следует выправить концы полосы, а потом переходить к середине.
Мягкие бойки для рихтовки не применяют. Их делают из высокопрочного сплава и придают округлую форму или скругляют острую сторону.
Чтобы выправить закаленный металл, удары направляют по вогнутому участку детали. С растяжением материала на вогнутой стороне заготовка будет распрямляться. Операцию проводят на имеющей полусферическую форму рихтовочной бабке, по которой деталь постепенно передвигают вверх и вниз.
Чтобы выправить закаленный угольник с нарушением прямого угла, разработано два приема. Если угол превратился в острый, удары направляют возле внутреннего угла. Если же угол превратился в тупой, удары направляют в зону у вершины внешнего угла. Материал в зоне воздействия растягивается и прямой угол восстанавливается.
Способ аналогичен работе с полосой. Неровности маркируются мелом, заготовка располагается выпуклостью вверх. Удары направляются от периферии дефекта к его центру.
Когда основной дефект откорректирован, снижают мощность ударов и поворачивают деталь вокруг продольной оси, во избежание деформации в другую сторону. Тем же способом правится квадратный и прямоугольный прокат.
Здесь применяют способ раскручивания. Один конец спирали фиксируют в закрепленных на правильной плите тисках, другой — в ручной струбцине.
После частичного раскручивания спирали ее прижимают к плите и правят, как круглый прокат, определяя кривизну на просвет.
Основные способы правки металла
На выбор способа влияет характер и площадь сечения, марка и вид сплава, размеры дефекта относительно общего размера изделия.
В зависимости от метода приложения напряжений в металлических заготовках, различают три способа правки металла:
- изгибом в холодном состоянии;
- растяжением в холодном состоянии;
- местный нагрев.
Нагрев осуществляется газовыми горелками или индукционным способом.
Для каких целей применяют правку металла
Конфигурация детали может быть нарушена в ходе ее первичной обработки, транспортировки или хранения. Такие заготовки непригодны для дальнейшего использования, но не являются невозвратным, окончательным браком. Правку металла используют с целью возвращения заготовке формы, определенной конструкторско-технологической документацией.
Иногда с целью снижения себестоимости продукции предприятие намеренно приобретает заготовки ненадлежащей формы, в этом случае операция включается в технологический процесс. Плановая правка металла может также быть включена в техпроцесс после операций по термической обработке, вызывающих изменение формы детали. В противном случае работа будет внеплановой, и стоимость ее входит в незапланированные убытки.
Оборудование для правки
Основа любого набора инструментов — это правильная плита. Она должна быть идеально ровной, массивной и устойчивой, для чего ее отливают из ударопрочного чугуна или стали, для упрочнения конструкции снабжают продольными и поперечными ребрами жесткости. Устанавливают их на массивное бетонное основание.
Молотки для правки должны быть мягче, чем материал заготовки. Поэтому их снабжают деревянными или резиновыми бойками. Для работы со стальными листами используют молотки с мягкими бойками из меди или свинца. Боек должен иметь закругленную форму. Боек квадратной формы не годится, так как он будет оставлять на листовой заготовке характерные следы — забоины. Масса плиты должна относиться к массе молотка примерно как 100:1.
Для работы с листовой заготовкой применяют также подкладочную плиту из плотной резины, со сформированным на ней большим количеством бугорков одинаковой высоты. Под ударами металл сам находит свое место, и производительность процесса заметно возрастает по сравнению с голой стальной правильной плитой.
Для работы с тонкими листами применяется специальная оснастка — гладилки и поддержки. Для работы с закаленными деталями применяют цилиндрические или полусферические правильные бабки.
В домашней мастерской используют наковальню или массивную металлическую плиту.
На предприятиях применяют специальные механизированные правильные комплексы с механической подачей листа и автоматизированным исправлением дефектов. В одних заготовку протягивают между массивными вращающимися валками, вращающимися в противоположные стороны. В других операция происходит на правильной плите путем опускания широкого пресса.
8.38.1 Перед правкой производят осмотр плит и замеряют их исходную неплоскостность.
8.38.2 На поверхности плит, во избежание образования отпечатков при правке, не допускается грубая отстающая окалина, отслоившиеся плены и другие загрязнения. Не допускаются трещины на поверхности плит. Указанные дефекты должны быть удалены перед правкой.
8.38.3 В процессе правки необходимо следить за чистотой поверхности плит, отделяющуюся при правке окалину необходимо периодически сметать.
8.38.4 Правку плит производят с применением прокладок толщиной от 30 мм до 100 мм, шириной от 100 мм до 200 мм, длиной от 200 мм до 800 мм. Прокладки изготавливают из углеродистой или низколегированной стали с твердостью меньше, чем у металла, подвергаемого правке. Прокладки должны быть ровными с параллельными гранями без надколов, трещин, наплывов, заусениц, кромки должны быть заоваленными.
8.38.5 В случае правки искривлённых участков с выпуклостью, направленной вверх, на стол пресса параллельно его поперечной оси и на равном расстоянии от неё устанавливают две прокладки с расстоянием между ними не менее 1000 мм. Третью прокладку устанавливают сверху, на выпуклую часть плиты параллельно двум нижним.
В случае правки искривленного участка с выпуклостью, направленной вниз, на стол пресса вдоль его поперечной оси устанавливают одну прокладку, а на плиту - две прокладки параллельно нижней и на равном расстоянии от неё.
Смещение прокладок от указанного положения относительно поперечной оси стола не должно превышать 150 мм, а расстояние их от продольной оси должно быть не более 1500 мм.
При правке плиту устанавливают таким образом, чтобы две прокладки располагались по границам искривлённого участка, а третья – в центре выпуклости.
8.38.6 Правку искривлённого участка производят за один рабочий ход, в процессе которого искривлённый участок плиты в начале приводят в плоское состояние, а затем придают ему обратный прогиб. Величина обратного прогиба устанавливается ориентировочно в соответствии с таблицей 27 и должна обеспечивать получение требуемой плоскостности плиты.
Таблица 27
Указанные в таблице 27 величины обратного прогиба могут корректироваться в процессе правки плит с учётом характера плоскостности и других неучтённых факторов.
9 Сдача и отгрузка металла
9.1 После получения удовлетворительных результатов механических испытаний производят сдачу металла на участок листоотделки.
9.2 Принятый работниками ОТК на стеллажах №№57 и 59 металл выдаётся на участок листоотделки.
Сортировщик-сдатчик совместно с контролёром ОТК проверяют боковые и торцевые кромки проката на наличие недопустимых дефектов, проверяют данные формировочной карточки и соответствие проката НД и подписывают формировочную карточку.
В случае производства проката с отклонениями от требований технологии и НД решение об отгрузке его принимается директором по качеству-начальником ОТК на основании карты-разрешения, форма которой приведена в приложении Е.
9.3 Оформленная формировочная карточка поступает в отгрузку и служит основанием для выписки сертификата.
После получения удовлетворительных результатов испытаний контролёр механических испытаний вносит всю необходимую для выписки сертификата информацию в формировочную карточку. При получении результатов механических испытаний на продукцию экспортного назначения (предел текучести, временное сопротивление и ударная вязкость) на нижних значениях, предусмотренных НД или требованиями заказчика, по этому виду проводят повторные испытания. Результаты повторных испытаний являются окончательными. После выписки сертификата качества контрольный мастер ОТК проверяет соответствие указанных в нём данных формировочной карточки и визирует её, после чего передаёт формировочную карточку мастеру отделения листоотделки для отгрузки.
9.4 Отгрузку металла со склада в вагоны производят только после оформления всех документов. Перед отгрузкой проверяют соответствие документов фактическому наличию металла.
Отгрузка листов и плит производится как по фактической, так и по теоретической массе.
Порядок погрузки и крепления проката - в соответствии с правилами, действующими на данном виде транспорта.
Ответственным за формирование проката по партиям и оформление металла в сдачу является бригадир формирования.
Ответственным за получение протоколов испытаний - бригадир участка отбора проб.
9.5 В формировочных карточках на листы с полуобрезной или с катаной кромкой указывают фактическую и теоретическую массу отгружаемого металла. Отгрузку металла производят по фактической массе.
9.6 Основные виды и причины дефектов толстолистового проката и меры по их устранению приведены а приложении Ж
