Характеристика гибочных операций и напряженно-деформированное состояние металла при гибке

Изготовление цилиндрических пружин

По своему назначению цилиндрические пружины делятся на работающие на растяжение, на сжатие и на скручивание (рис. 5).

У пружин, работающих на сжатие (рис. 5, а), витки расположены на некотором расстоянии друг от друга, шаг — t; концы пружин прижимают к смежным виткам. Основными размерами являются: внутренний диаметр — Dвн, наружный диаметр — Dнар; шаг навивки — t; диаметр проволоки — d; длина пружины — L.

Рис. 5. Цилиндрические пружины:а — сжатия; б — растяжения; в — скручивания

У пружин, работающих на растяжение (рис. 5, б) витки плотно прилегают один к другому, последние витки отгибают на 90° и загибают в виде полуколец и колец. Основными размерами являются: наружный диаметр — D; диаметр проволоки — d; радиус проушины — r; ширина зацепа — b; длина навивки пружины — L1; полная длина пружины — L2.

У пружин, работающих на скручивание (рис. 5, в), витки плотно прилегают один к другому, на концах имеются зацепы, которые воспринимают закручивающую нагрузку и закручивают пружину в целом. Основные размеры пружин, работающих на скручивание, такие же как у пружин, работающих на растяжение.

Для расчета длины заготовки, потребной для изготовления пружины, необходимо знать средний диаметр пружины D0, который равен:

Длину заготовки f пружины (без учета колец или зацепов на концах) определяют по следующей формуле:

f=πDn , где n — число витков пружины.

При подсчете витков пружины учитываются только рабочие витки. У пружин сжатия с неприжатыми витками число рабочих витков определяют путем вычитания из общего числа витков двух витков (по витку с каждого конца пружины). Если крайние витки прижаты для образования опорной плоскости, то вычитают полтора витка.

Обычно для ремонта машин навивку пружин производят на универсальном токарном станке (рис. 6).

Рис. 6. Навивка пружины на токарном станке

На резцедержателе 1 станка устанавливается держатель для проволоки. В патроне 2 станка устанавливается оправка 3, диаметр которой на 0,85–0,9 меньше внутреннего диаметра пружины. Суппорт станка устанавливают так, чтобы держатель проволоки был рядом с кулачками патрона, затем настраивают частоту вращения шпинделя не более 60 об/мин и подачу 4, соответствующую диаметру d проволоки или шагу t пружины.

Затем суппорт станка устанавливают так, чтобы держатель проволоки был рядом с кулачками патрона. Проволока пропускается через держатель и ее конец закрепляется на оправе хомутом с поводком или в отверстии, как показано на рисунке. Первый виток пружины выполняют вращением патрона от руки и после этого включают станок.

После остановки станка конец проволоки откусывают кусачками.

При навивке пружин на станке необходимо быть предельно внимательным. Освободившаяся проволока или обрыв мятой проволоки может спружинить и нанести травму.

Обычно для пружин растяжения производят непрерывную навивку на всей длине оправки, а затем ее делят на требуемые по длине пружины.

Для пружин сжатия также производят непрерывную навивку, но замечают по линейке или лимбу подачи, в каких местах нужно выключить подачу, сделать два-три сжатых витка и вновь включить подачу.

По окончании навивки вручную производят доделку пружины. При этом удаляют заделочные концы, которыми крепили проволоку в станке, и отделяют нужное число витков для пружины. Для этого делают надрез трехгранным напильником в нужном месте на проволоке и отламывают или разрубают в нужном месте проволоку на зубиле, вертикально закрепленном в тисках.

Чтобы поджать концы пружины, работающей на сжатие, пружину 2 вставляют в направляющую трубку 1 (рис. 7, а) и через отверстие трубки нагревают пламенем газовой горелки или паяльной лампы. Как только виток нагреется до красного цвета, пружину вынимают из трубки и быстро прижимают к плоскости плиты.

Рис. 7. Поджатие концов пружины сжатия:а — подогревом; б — на заточном станке

После поджатия витков пружине придают вертикальное положение на плите. Для этого надевают заготовку пружины на оправку и подшлифовывают металл на торце пружины боковой поверхностью абразивного круга на заточном станке (рис. 7, б).

Если пружину навивали с прерыванием подачи, то достаточно разделить заготовку на части и доработать торцы на заточном станке.

Заделка концов пружин растяжения в виде полуколец выполняется вручную с помощью подставки в тисках (рис. 3, а) или круглогубцев.

Для этого вручную зубилом на плите отгибают на 30–40° один виток на торце у отрубленной заготовки пружины. Затем отогнутый виток пружины отгибают далее с опорой на подставку (рис. 8) на 90° с помощью молотка. Если проволока не жесткая, то эту операцию можно выполнить круглогубцами.

Рис. 8. Заделка концов у пружины растяжения

Источник

Гибка металла

Гибкой (изгибанием) называется операция, в результате которой заготовка принимает требуемую форму (конфигурацию) и размеры за счет растяжения наружных слоев металла и сжатия внутренних. Во время изгибания все наружные слои материала растягиваются, увеличиваясь в размере, а внутренние — сжимаются, соответственно уменьшаясь в размере.

И только слои металла, находящиеся вдоль оси изгибаемой заготовки, сохраняют после изгибания свои первоначальные размеры. Важным при гибке является определение размеров заготовок. При этом все расчеты ведутся относительно нейтральной линии, т. е. тех слоев материала заготовки, которые при гибке не изменяются в размерах.

В случае, если на чертеже детали, которая должна быть получена гибкой, не указан размер заготовок, слесарь должен самостоятельно определить этот размер. Расчет производят, подсчитывая размер детали по средней линии (определяют длину прямолинейных участков, подсчитывают длину изогнутых участков и суммируют полученные данные).

Гибка может выполняться вручную, с применением различных гибочных приспособлений и при помощи специальных гибочных машин.

Инструменты, приспособления и материалы, применяемые

при гибке

В качестве инструментов при гибке листового материала толщиной от 0,5 мм, полосового и пруткового материала толщиной до 6,0 мм применяют стальные слесарные молотки с квадратными и круглыми бойками массой от 500 до 1000 г, молотки с мягкими вставками, деревянные молотки, плоскогубцы и круглогубцы.

Гибку молотком производят в слесарных плоскопараллельных тисках с использованием оправок (рис. 2.44), форма которых должна соответствовать форме изгибаемой детали с учетом деформации металла.

Молотки с мягкими вставками (см. рис. 2.33) и деревянные молотки — киянки применяют для гибки тонколистового материала толщиной до 0,5 мм, заготовок из цветных металлов и предварительно обработанных заготовок. Гибку производят в тисках с применением оправок и накладок (на губки тисков) из мягкого материала.

Плоскогубцы и круглогубцы применяют при гибке профильного проката толщиной менее 0,5 мм и проволоки. Плоскогубцы (рис. 2.45) предназначены для захвата и удержания заготовок в процессе гибки. Они имеют прорезь около шарнира. Наличие прорези позволяет производить откусывание проволоки.

Ручная гибка в тисках — сложная и трудоемкая операция, поэтому для снижения трудовых затрат и повышения качества ручной гибки используют различные приспособления. Эти приспособления, как правило, предназначены для выполнения узкого круга операций и изготавливаются специально для них.

На рис. 2.47 показано приспособление для гибки угольника ножовки. Перед началом гибки ролик 2 гибочного приспособления смазывают машинным маслом. Рычаг 1 с гибочным роликом 2 отводят в верхнее положение А. Заготовку вставляют в отверстие, образовавшееся между роликом 2 и оправкой 4. Рычаг 1 перемещают в нижнее положение Б, придавая заготовке 3 заданную форму.

По аналогичной схеме работают и другие гибочные приспособления, например, приспособление для гибки кольца из прутка круглого сечения (рис. 2.48).

Наиболее сложной операцией является гибка труб. Необходимость в гибке труб возникает в процессе сборочных и ремонтных операций. Гибку труб производят как в холодном, так и в горячем состоянии. Для предупреждения появления деформаций внутреннего просвета трубы в виде складок и сплющивания стенок гибку осуществляют с применением специальных наполнителей. Эти особенности обусловливают применение при гибке труб некоторых специфических инструментов, приспособлений и материалов.

Приспособления для нагрева труб. Гибку труб в горячем состоянии выполняют после предварительного нагрева токами высокой частоты (ТВЧ), в пламенных печах или горнах, газоацетиленовыми горелками или паяльными лампами непосредственно на месте гибки. Наиболее рациональным методом нагрева является нагрев ТВЧ, при котором нагрев осуществляется в кольцевом индукторе под действием магнитного поля, создаваемого токами высокой частоты.

Наполнители при гибке труб выбирают в зависимости от материала трубы, ее размеров и способа гибки. В качестве наполнителей используют:

• песок — при гибке труб диаметром от 10 мм и более из отожженной стали с радиусом гибки более 200 мм, если она осуществляется и в холодном, и в горячем состоянии; труб диаметром свыше 10 мм из отожженной меди и латуни при радиусе гибки до 100 мм в горячем состоянии;

• канифоль — при гибке в холодном состоянии труб из отожженных меди и латуни при радиусе гибки до 100 мм.

Применение наполнителя при гибке труб не требуется, если они изготовлены из отожженной стали, имеют диаметр до 10 мм и радиус гибки более 50 мм. Гибка в этом случае производится в холодном состоянии. Также без наполнителя гнут в холодном состоянии трубы из латуни и меди диаметром до 10 мм при радиусе гибки свыше 100 мм.

Простейшим приспособлением для гибки труб является плита, закрепляемая на верстаке или в тисках, с отверстиями, в которых устанавливаются штифты (см. рис. 2.47). Штифты выполняют роль упоров, необходимых при гибке трубы. Применяются также роликовые приспособления различных конструкций.

Технологические особенности процесса

Кроме того, что для проведения этих работ (например, гибки труб, технология изготовления которых предусматривает использование гидравлического пресса) необходимы специальные штампы. Благодаря этим штампам размещенный в прессе лист приобретает необходимую форму за счет воздействия на заготовку высокого давления.

Для того чтобы структура заготовки стала достаточно прочной и более плотной, заготовки предварительно нагревают до конкретной температуры. Технология проведения – проста, но это позволяет делать прочные изделия приемлемого качества, эффективно используя время.

Готовые гнутые изделия из металла имеют возможность стать подходящей альтернативой другим видам металлопроката. Относительно характеристик и конкретных параметров (например, устойчивости к воздействию коррозии) гнутые изделия намного лучше аналогов.

Поэтому такая металлопродукция составляет разумную конкуренцию сварным изделиям, которые не гарантируют прочности и устойчивости создаваемой конструкции. Особенных отличий в использовании автоматического или ручного листогибочного оборудования нет. Принцип работы обоих типов станков одинаковый, отличаются только усилия и скорость изготовления конкретных деталей.

При проведении ремонта или строительства, и если нужно использовать металл или изделия из него, часто возникает необходимость деталь согнуть. Гибка металла в домашних условиях – это процесс достаточно трудоемкий, но мастеру вполне подвластный. Без использования специального ручного листогибочного станка в этом случае все равно не обойтись.

  1. Струбцина.
  2. Основание и щечки.
  3. Кронштейн.
  4. Сварной прижим.
  5. Оси.
  6. Угол Пуансона.

Найти необходимые детали для изготовления подобного оборудования не сложно. После изготовления подобного станка стоит позаботиться об установке (лучше установить инструмент достаточно надежно). Удобнее всего этот станок установить на специально отведенный для него стол.

Но все это выполнимо, останется только понять, как с ним работать. Лучше попрактиковаться или попросить показать кого-то специфику процесса гибки на ручном листогибочном станке. Кстати, сами ручные станки могут отличаться по конструкции, что влияет на особенности их прямого использования.

Непосредственно сам процесс обработки металла нельзя представить без использования киянки, плоскогубцев, молотка и подобного ручного инструмента. Но такое нехитрое оборудование поможет справиться только с листами сравнительно небольшой толщины. При работе с более толстыми листами стоит приобрести специальные гидравлические вальцы или ручные роликовые прессы.

В домашних условиях не получится сделать работы высокой сложности. Также проблематично будет обработать достаточно толстые металлические листы. Но изготовить уголки, комплектующие для водоотвода и даже трубы технически возможно. Однако такая операция займет много времени, что существенно растянет сами ремонтные или строительные работы.

Гибкие материалы:  чем крепить мягкую кровлю кроме гвоздей

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *