Гибкий.ру § 26. общие сведения
Гибка — способ обработки металла давлением, при котором заготовке или ее части придается изогнутая форма. Слесарная гибка выполняется молотками (лучше с мягкими бойками) в тисках, на плите или с помощью специальных приспособлений. Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм — плоскогубцами или круглогубцами. Гибке подвергают только пластичный материал.
Рис. 93. Напряжения в заготовке при простом изгибе (а), при изгибе с растяжением (б), схемы для определения длины заготовок (в, г)
Гибка деталей — одна из наиболее распространенных слесарных операций. Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инструменте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).
Сущность гибки заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на заданный угол. Происходит это следующим образом: на заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения, и если эти напряжения не превышают предел упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, является упругой, и по снятии нагрузки заготовка принимает первоначальный вид (выпрямляется).
Однако при гибке необходимо добиться, чтобы заготовка после снятия нагрузки сохранила приданную ей форму, поэтому напряжения изгиба должны превышать предел упругости и деформация заготовки в этом случае будет пластической, при этом внутренние слои заготовки подвергаются сжатию и укорачиваются, наружные слои подвергаются растяжению и длина их увеличивается.
В то же время средний слой заготовки — нейтральная линия — не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 93,а). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.
При гибке деталей под прямым углом без закруглений с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину заготовки детали.
Рис. 94. Схемы для определения длины заготовок: а — угольника с внутренним закруглением, б — скобы с закруглением, в — кольца
Пример 1. На рис. 93, в, г показаны угольник и скоба с прямыми внутренними углами.
Размеры угольника (рис. 93, в): а = 30 мм, b = 70 мм, t = 6 мм. Длина развертки
Размеры скобы (рис. 93, г): а = 70 мм, b = 80 мм, с = 60 мм, t = 4 мм. Длина развертки заготовки скобы
Пример 2. Подсчитать длину развертки угольника с внутренним закруглением (рис. 94, а).
Разбиваем угольник по чертежу на участки. Подставляем их размеры а = 50 мм, b = 30 мм, t = 6 мм, r = 4 мм в формулу
Пример 3. Подсчитать длину развертки заготовки скобы с закруглением (рис. 94, б).
Разбиваем скобу на участки, как показано на чертеже. Их размеры: а = 80 мм, h = 65 мм, с = 120 мм, t = 5 мм, r = 2,5 мм.
Пример 4. Подсчитать длину развертки из стальной полосы толщиной 4 мм и шириной 12 мм для замкнутого кольца с наружным диаметром 120 мм (рис. 94, в).
Сгибая в окружность эту полосу, получим цилиндрическое кольцо, причем внешняя часть металла несколько вытянется, а внутренняя сожмется. Следовательно, длине заготовки будет соответствовать длина средней линии окружности, проходящая по середине между внешней и внутренней окружностями кольца.
Зная диаметр средней окружности кольца и подставляя его числовое значение в формулу, находим длину заготовки:
В результате предварительных расчетов можно изготовить деталь установленных размеров.
Рис. 95. График для определения радиуса загиба листового и полосового материала
В процессе гибки в металле возникают значительные напряжения и деформации. Они особенно ощутимы, когда радиус гибки мал. Чтобы не появились при этом трещины в наружных слоях, радиус гибки не должен быть меньше минимально допустимого радиуса, который выбирается в зависимости от толщины и рода изгибаемого материала (рис. 95).
Источник
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
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.
Источник
Процессом гибки называют слесарную операцию, с помощью которой заготовка из металла при деформации принимает требуемую пространственную форму. В практике слесарного дела слесарю часто приходится изгибать заготовки из листового, полосового и круглого материала под углом, с определенным радиусом, выгибать разной формы кривые (угольники, петли, скобы и т.д). Для выполнения данной работы необходимо предварительно определить длину развернутой заготовки.
Когда толщина заготовки превышает 4 мм применяют горячую гибку.
В процессе гибки металл подвергается одновременному воздействию растягивающих и сжимающих усилий. На наружной стороне детали в месте изгиба волокна металла растягиваются и длина их увеличивается; на внутренней же, наоборот, волокна сжимаются и длина их укорачивается.
При гибке металла приходится преодолевать силы упругости заготовки из металла.
Упругостьюназывается свойство заготовки из металла, благодаря которому деталь восстанавливает после снятия нагрузки свои первоначальные форму и размеры. При нормальных температурах, ограниченных скоростью и продолжительностью деформации, деталь с достаточной точностью можно считать
упругой до тех пор, пока возникающие в ней напряжения и деформации не превзошли определенного значения предела упругости. Поэтому согнутая на определенный угол деталь после снятия напряжения стремится, как пружина, расправиться, т.е. угол загиба всегда несколько увеличивается, а деталь немного выпрямляется. Поэтому при изготовлении деталей гибкой следует учитывать пружинящие свойства металла.
Пластичностьюназывается способность материала сохранять полностью или частично деформацию, получившуюся под действием приложенных сил и по прекращении действия этих сил. В зависимости от соотношения величин остаточной и упругой деформаций, получаемых перед наступлением разрушения, материал можно считать пластичным или хрупким.
Различают следующие стадии пластических деформаций:
- а) начало текучести — пластические деформации одного порядка с упругими;
- б) пластическое состояние при малых деформациях — пластические деформации велики по сравнению с упругими, но малы по сравнению с первоначальными изменениями размеров или формы детали;
- в) пластическое состояние при больших деформациях (технологические пластические деформации) — размеры или формы детали меняются значительно.
Гибка сопровождается упругими и пластическими деформациями, что вызывает искажения первоначальной формы поперечного сечения заготовки, и уменьшением ее площади (утяжка) в зоне изгиба (рис. 1).
Рис. 1. Искажение формы заготовки при изгибе:а — круглого сечения; б — прямоугольного сечения; в — утяжка
Кроме того, возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Напряжения внешних волокон при относительно малом r в этих волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины).
Минимальный радиус гибки приближенно определяется по формуле: r=S·k, где r — радиус гибки, k — коэффициент, зависящий от материала и направления проката, S — толщина материала. При гибке поперек волокон для меди, цинка, латуни и алюминия k=0,25–0,3, для стали мягкой — k=0,5 и для стали средней твердости — k=0,8.
Длина заготовки L при гибке определяется суммой длин прямых участков и длин нейтральных осей изогнутых участков, например, L= l1 l2 l (рис. 2).
где φ — угол дуги f в градусах (φ=180° – β ); x — расстояние от внутренней плоскости до нейтральной оси в мм.
Рис. 2. Схема составляющих длины согнутой полосы
При относительно малом r растяжение материала в наружных волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины).
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