Згинання металу

 Згинання металу

Згинання – спосіб обробки металу тиском, при якому заготовці або її частині надається зігнута форма. Слюсарне згинання виконується молотками (краще з м’якими бойками) в лещатах, на плиті або за допомогою спеціальних пристосувань. Тонкий листовий метал згинається киянками, вироби з дроту діаметром до 3 мм – плоскогубцями або круглогубцями. Згинанню піддають лише пластичний матеріал.

Згинання деталей – одна з найбільш поширених слюсарних операцій. Виготовлення деталей згинання можливо як вручну на опорному інструменті, так і на згинальних машинах (пресах).

Суть згинання полягає в тому, що одна частина заготовки перегинається по відношенню до іншої на заданий кут. Відбувається це таким чином: на заготовку, вільно лежачу на двох опорах, діє вигинаюча сила, яка викликає в заготовці вигинаючу напругу, і якщо ця напруга не перевищує межу пружності матеріалу, то деформація, що отримується заготовкою, є пружною і після зняття навантаження заготовка набирає первинного вигляду (випрямляється).

Проте при згинанні необхідно добитися, щоб заготовка після зняття навантаження зберегла надану їй форму, тому напруга вигину повинна перевищувати межу пружності і деформація заготовки в цьому випадку буде пластичною, при цьому внутрішні шари заготовки піддаються стисканню і коротшають, зовнішні шари піддаються розтягуванню і довжина їх збільшується. В той же час середній шар заготовки – нейтральна лінія – не випробовує ні стискування, ні розтягування і довжина його до і після вигину залишається постійною (мал. 3.13, а). Тому визначення розмірів заготовок профілів зводиться до підрахунку довжини прямих ділянок (полиць), довжини укорочення заготовки в межах закруглення або довжин нейтральної лінії в межах закруглення.

Мал. 3.13. Напруження в заготовці при простому згинанні

При згинанні деталей під прямим кутом без закруглень з внутрішньої сторони припуск на загин береться від 0,5 до 0,8 товщини матеріалу, Складаючи довжину внутрішніх сторін косинця, або скоби, отримуємо довжину заготовки деталі.

Мал. 3.14. Прийоми згинання тонкого смугового металлу та дроту: а – згинання хомутика плоскогубцями, б – згинання вушка з дроту круглогубцями, в – відрізання дроту гострогубцями.

Мал. 3.15. Прес для згинання листового металлу (а, б) та приклади пуансонів і матриць, що застосовуються для згинання (в)

Мал. 3.16. Листозгинальні валки

Мал. 3.17. Трьохроликовий (а) та чотирьохроликовий (б) станки для згинання профілів

Мал. 3.19. Згинання кутника в лещатах

Мал. 3.20. Прийоми виготовлення скоби в лещатах

Згинання і вальцювання труб. При виготовленні вузлів трубопроводів (наприклад, паропроводів для підведення і відведення пари, водопроводів, газопроводів, повітропроводів і маслопроводів) часто необхідно отримати велике число криволінійних ділянок труб, зігнутих під різними кутами в одній або декількох площинах. Всі існуючі способи виготовлення таких ділянок можуть бути в основному розбиті на три групи: без нагріву заготовки – холодне згинання труб; з нагрівом заготовки – гаряче згинання труб; за допомогою зварювання сегментів. Згинання труб виконують вручну за допомогою різних пристосувань або на спеціальних трубозгинальних верстатах.

Згинанню піддають суцільнотягнуті і зварні сталеві труби, а також труби з кольорових металів і сплавів.

Залежно від матеріалу, радіусу вигину і діаметру труб згинання здійснюють з наповнювачем або без наповнювача. Наповнювач при згинанні оберігає стінки труби від утворення в місцях вигину складок, зморшок (гофрів). Як наповнювач застосовується дрібний, добре просушений річковий пісок або каніфоль, яку заливають в трубу в розплавленому стані.

Якість згинання залежить від правильного вибору радіусу, який, у свою чергу, залежить від діаметру, товщини стінки і матеріалу труби. Для сталевих і дюралюмінієвих труб діаметром до 22 мм радіус вигину приймається рівним двом зовнішнім діаметрам (Rнайм = 2D). Для труб діаметром більше 20 мм Rнайм = 3D. Труби невеликого діаметру (до 20 мм) при великому радіусі вигину можна гнути в холодному стані з попереднім відпалом (товстостінні без наповнювача, тонкостінні з наповнювачем).

Холодне згинання труб з наповнювачем рекомендується виконувати таким чином. Один кінець труби щільно забити дерев’яною пробкою, а через другий наповнити трубу піском. При наповненні трубу потрібно повертати і простукувати молотком знизу доверху, аби пісок ущільнився усередині труби. Наповнивши трубу піском, другий кінець її також потрібно забити дерев’яною пробкою. Після цього крейдою намічають місце вигину і потім встановлюють трубу в пристосування так, щоб зварний шов (якщо труба не суцільнотягнута) знаходився збоку. При такій установці труби потрібно узяти її обома руками за довгий кінець і обережно зігнути на заданий кут. Перевіривши правильність згинання за зразком і шаблоном, вибити пробки, звільнити трубу від піску і продути її стиснутим повітрям.

Згинання труб в нагрітому стані, як правило, виконується з наповнювачем. Підготовка (виготовлення пробок, їх забивання в отвори труби, наповнення труби і ін.) виконується так само, як і в попередньому прикладі. Для виходу газів в пробках необхідно зробити невеликі крізні отвори, інакше може статися розрив труб або можуть вилетіти дерев’яні пробки.

Мал. 3.21. Згинання труб в нагрітому стані

Довжина ділянки труби (мал. 3.21), що нагрівається, визначається залежно від кута вигину і зовнішнього діаметру труби по формулі

L=(αd)/15,

де L – довжина ділянки, що нагрівається, в мм; α – кут вигину труби в град; d – зовнішній діаметр труби в мм.

При згинанні труб довжину ділянки, що нагрівається, приймають: при вигині під кутом 90° рівною 6d; при куті 60° рівною 4d; при куті 45° рівною 3d.

Мал. 3.22. Прийоми ручного згинання труб за допомогою пристосувань

Нагрів сталевих труб виконують полум’ям паяльної лампи, газового пальника, в горні і струмами високої частоти до вишнево-червоного кольору, після чого встановлюють трубу в оснастку і згинають до заданого кута. Знявши трубу з оснастки, дають їй остигнути, а потім вибивають з отворів пробки і висипають пісок. Контроль правильності вигину здійснюється за шаблоном або еталонною трубою (зразком).

Згинання труб вручну часто виконують за допомогою оснастки, наприклад на плиті з отворами, в які в необхідних місцях встановлюють штирі (мал. 3.22, а). Штирі служать як упори, необхідні при згинанні труби. Ця оснастка може бути використана при згинанні труб різних діаметрів.

Застосовують також роликові пристосування різних конструкцій. На мал. 3.22, б показано спеціальне пристосування для згинання труб одного діаметру. Воно складається з двох роликів – нерухомого 3 і рухомого 5, вмонтованих у вилку 4. Вилка і нерухомий ролик сидять на загальній осі, укріпленій в основі 6. Кінець труби 1 притискається скобою 2 до нерухомого ролика і при повороті рукоятки згинає трубу роликом 5 по заданому радіусу. Канавки (струмки) на роликах відповідають діаметру труби, що згинається. Пристосування кріпиться до верстака основою 6.

Вальцювання труб є операцією розширення (натягу) внутрішнього діаметру кінців труб з метою закріплення на них фланців, ніпелів і інших деталей, що виконується за допомогою спеціального інструменту – вальцювання. Вальцювання можна виконувати вручну, за допомогою вальцювальних машинок і на верстатах.

Вальцювання має конусні ролики 2 (мал. 3.23, а), насаджені на сталевий стержень, на одному кінці якого утворений конус 1, а на іншому – квадратна голівка 4 для захвату воротком. Стержень періодично подасться вперед порожнистим гвинтом 3, який угвинчується в різьбу корпусу. Подача здійснюється по мірі ослаблення тиску роликів на стінку труби. Гвинт стримується від переміщення настановним кільцем.

В процесі розвальцьовування на кінець труби 1 (мал. 3.23, б) надівають фланець 2 з виточеними в його отворі канавками, потім в трубу вставляють вальцювання з роликами і передають їй обертання. При цьому ролики 4, насаджені на конус 3, будуть виконувати розкачування труби, вдавлюючи її метал в канавки фланця. Ролики вальцювання змащують мінеральним маслом.

Мал. 3.23. Розвальцьовування труб: а – ручнее вальцювання, б – схема розвальцьовування труби

Безпека праці

Безпека праці при виправлянні (правці) і рихтуванні металу.

Працювати лише справним інструментом (правильно насаджені молотки, відсутність на рукоятках тріщин і сколів на молотках); для оберігання рук від ударів, вібрацій металу працювати в рукавицях, заготовку на плиті або ковадлі тримати міцно.

Безпека праці при згинанні металу.

З метою забезпечення безпеки заготовки закріплюють в лещатах або інших пристосуваннях міцно, працюють лише на справному обладнанні.

Перед початком роботи на згинальних верстатах знайомляться з інструкцією; роботу виконують обережно, щоб не пошкодити пальці рук. Працюють в рукавицях і застібнутих халатах.