Текст книги "Жестяницкие работы. Разрезание и гибка труб. Гибка деталей и профилей"

Жестяницкие работы
Разрезание и гибка труб. Гибка деталей и профилей

Разрезание труб и профилей на станках и пилах

Трубы разрезают поперек, наискось и в замок.

Профили разрезают поперек и наискось и вырезают в них полки.

Разрезают трубы и профили на трубы и профили на труборезных и анодно-механических станках, дисковых и ленточных пилах, а также ручной ножовкой.

При разрезании труб и профилей на станках и пилах ширина разреза получается сравнительно небольшой (1-3 мм) и поверхность его достаточно чистая.

Разрезание на анодно-механических станках по сравнению, с разрезанием на станках и пилах более экономично, так как при этом способе не требуется применять дорогие инструменты, а ширина разреза уменьшается, что сокращает отходы материала.

Кроме того анодно-механическая резка позволяет раскраивать твердые металлы.

Заусенцы, образующиеся на концах труб при разрезании, служат причиной возникновения трещин при развальцовке концов труб.

Снятие заусенцев способствует уменьшению количества случаев травматизма, так как порезы и занозы рук происходят от соприкосновения с деталями, имеющими заусенцы.

Заусенцы на кромках труб снимают напильниками или специальными инструментами – шарошками. Напильник прикладывают к кромке трубы и, одновременно поворачивая трубу и двигая напильник, снимают заусенцы с наружной и внутренней сторон.

При снятии заусенцев шарошкой ее надевают и шпиндель пневматической сверлильной машины.

Шарошка имеет ловитель, который направляет трубу в углубление (канавку) шарошки.

При попадании трубы в углубление шарошка снимает заусенцы с внутренней и наружной кромок одновременно, работа происходит быстро, кромки получаются чистыми.

Разрезание труб и профилей ручными ножовками

Ручная ножовка состоит из стальной рамы и вставленного в нее ножовочного полотна.

Полотно вставляется зубьями вперед и натягивается в рамке натяжным винтом с барашком.

Ножовочное полотно представляет собой тонкую из углеродистой или легированной стали ленту с нарезанными на одной стороне мелкими зубьями.

Зубья ножовочного полотна разведены в обе стороны так, что ширина реза получается на 0.25-0.5 мм больше толщины полотна, благодаря чему облегчается работа, так как полотно не заедает в разрезе.

Размер ножовочного полотна определяется по расстоянию между центрами отверстий. Наиболее часто применяют ножовочное полотно длиной 250-300 мм при ширине 12-15 мм и толщине 0.6-0.8 мм. Кроме того, полотна разделяются по числу зубьев.

Выбор полотна по числу зубьев зависит от размеров и формы разрезаемого металла, а также от его твердости.

Тонкостенные трубы и профили разрезают мелкозубыми полотнами имеющими 24-32 зуба на 25 мм длины полотна.

Ручка на ножовочном станке должна быть насажена прочно, иначе она может соскочить и острый хвостовик ножовки поранит работающего.

Не разрешается работать с ножовкой без ручки.

Перед разрезанием прочно зажимают трубу в тисках, избегая ее повреждения.

При разрезании ножовкой корпус рабочего должен оставаться неподвижным.

Если полотно натянуто слабо, то во время разрезания его часто уводит в сторону, в результате чего получается косой рез.

При разрезании тонких профилей применяют плоские деревянные бруски, между которыми зажимают профили.

У сильно закаленного полотна иногда выламываются зубья.

При поломке зубьев удаляют застрявшие остатки их из прорези, так как они будут мешать работе.

При разрезании труб ножовку держат горизонтально. Когда зубья полотна войдут внутрь материала, ножовку наклоняют на себя.

При дальнейшем прорезании трубу поворачивают на 45-90º от себя и продолжают разрезать.

При таком способе разрезания обеспечивается плавная работа, без рывков.

Для предупреждения быстрого износа ножовочного полотна сначала разрезают детали из мягких металлов.

Для разрезания деталей из твердых металлов полотно применяют лишь после того, как его зубья слегка притупятся.

Разрезание труб и профилей на станках

Трубы разрезают на труборезных, у прощенных токарных и револьверных станках. На труборезных станках достигается большая производительность и кромки получаются более чистыми.

Труборезные станки разделяются на виды, согласно максимального диаметра трубы (до 65 мм, до 100мм, до 135 мм,).

Ленточно-пильные универсальные станки предназначены для разрезания черных и цветных металлов и их сплавов, а также неметаллических материалов (фибры, эбонита и др.).

На этих станках разрезают профили различного сечения как поперек, так и наискось и вырезают в них полки (стенки), а также разрезают листовой металл на детали с криволинейными очертаниями.

На ленточно-пильных универсальных станках режущим инструментом является длинная гибкая стальная лента, согнутая в кольцо, на одном ее ребре по всей длине нарезаны зубья высотой 0.5-1.0 мм с разводом до 0.5 мм на сторону.

Концы ленты после гибки ее в кольцо спаивают твердым припоем.

Для работы ленту надевают на два рабочих шкива, один из которых вращается от электродвигателя, и при помощи специального устройства натягивают до необходимой жесткости.

Ленточные пилы изготавливают из углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей.

Пилы из углеродистых сталей обеспечивают эффективное разрезание мягких металлов и неметаллических материалов при пониженных режимах резания.

Ленточные пилы из легированных сталей (молибденовой, хромистой и др.) имеют значительно большую стойкость, чем ленточные пилы из углеродистых сталей, и обеспечивают большую производительность.

Пилы из молибденовой стали могут работать при температуре в зоне резания до 600ºС, тогда как ленточные пилы из углеродистой стали теряют твердость при температуре 200ºС.

Ленточные пилы из быстрорежущей стали обладают наибольшей стойкостью и применение их позволяет снизить время разрезания различных металлов не менее, чем на 60% по сравнению с ленточными пилами из углеродистой стали.

Для повышения стойкости ленточные пилы подвергают термической обработке. Закаливают только зубья на полную высоту, остальная часть пилы остается незакаленной.

Зубья ленточных пил делают острыми, одинаковыми по шагу, высоте и разводке.

У ленточной пилы каждый зуб имеет форму режущего клина. Геометрия зуба ленточной пилы определяется задним углом (альфа), передним углом (гамма), углом заострения (бэта) и углом резания (дельта).

При разрезании металлов зубья ленточной пилы снимают (срезают) стружку определенной величины.

Стружки должны размещаться между двумя соседними зубьями в стружечном пространстве до тех пор, пока острие зуба не выйдет из прорези.

Величина стружечного пространства зависит от величины заднего и переднего углов, а также от шага зубьев.

Задний угол зубьев ленточной пилы при срезании сталей принимается равным 30-33º.

Передний угол, оказывающий решающее влияние на процесс образования стружки, принимается при разрезании сталей 0-13º.

Для разрезания профилей из алюминиевых сплавов особенностью такой ленточной пилы является относительно большая ширина впадины между зубьями, что оказывает существенное влияние на производительность.

Передний угол зубьев при механической подаче в случае разрезания алюминиевых сплавов берут равным 10-25º.

При ручной подаче передний угол зубьев во избежание затягивания ленточной пилы в разрезаемый металл должен быть значительно уменьшен.

Узкие ленточные пилы применяют для разрезания листового металла на детали с криволинейными контурами и с малыми радиусами закругления.

Дисковые пилы маятникового типа изготавливают с поворотным и неподвижным столом, причем первые применяются чаще.

Эти пилы предназначены в основном для разрезания профилей, но на них можно также разрезать и трубы разного диаметра.

Пильные диски применяются диаметром 350 мм, толщиной от1 до 3.5 мм. Они вращаются со скоростью 1000 об/мин. На дисковой пиле разрезают профили с максимальным сечением 80х80 мм при максимальном наклоне плоскости среза к вертикальной оси пилы в 45º.

Приступая к работе нужно тщательно проверить инструмент и пилу. Рабочая часть пильного диска, находящегося над столом, должна быть снабжена металлическим колпаком, оставляющим часть пильного диска открытой.

Анодно-механическая обработка металлов основана на комбинированном использовании теплового и электромеханического действия тока при одновременном механическом воздействии на разрезаемый металл металлическим диском.

Инструмент-диск соприкасается с обрабатываемым металлом в нескольких точках, а жидкость, которая находится между ними, проводит электрический ток. При этом находящаяся в пространстве между инструментом-диском и обрабатываемым металлом жидкость – электролит под действием постоянного тока образует на поверхности разрезаемого металла тонкую пленку. Эта тонкая пленка удаляется быстровращающимся инструментом-диском.

Ток большой плотности, проходящий через место разреза, производит тепловое воздействие, достаточное для расплавления частиц металла. Эти частицы металла в виде снопа искр выносятся из места разреза вращающимся инструментом-диском, который продолжает углубляться в разрезаемый металл.

При этом расплавление металла происходит на незначительную глубину и плоскость разреза получается чистой.

Гибка цилиндрических деталей

Детали цилиндрической формы изготовляют в холодном состоянии на листогибочных трехвалковых станках либо на копировально-гибочных станках.

На листогибочных трехвалковых станках детали цилиндрической формы получают гибкой при опускании и поднятии заднего валка, а верхний валок устанавливается от нижнего валка на толщину листовой заготовке.

При гибке листовая заготовка перемещается силами трения, возникающими между тремя вращающимися валками и самой заготовкой.

Листовая заготовка при прокатке между валками изгибается и принимает цилиндрическую форму.

В копировально-гибочном станке листовая заготовка перемещается между верхними и двумя нижними валками. Верхний валок давит на заготовку, в результате она при перемещении изгибается.

Нижние валки могут сдвигаться и раздвигаться. При изготовлении деталей с пологими кривыми больших радиусов нижние валки сдвигаются, верхний валок вводится между ними на небольшую величину. При изготовлении деталей с крутыми кривыми малых радиусов нижние валки разводятся, а верхний валок вводится значительно ниже их вершин.

Детали цилиндрической формы изготовляют за несколько перемещений листовой заготовки между верхним и нижним валками.

Обычно за первым перемещением листовой заготовки между валками производится ряд последовательных перемещений взад и вперед со все возрастающим изгибом заготовки и заканчивается тогда, когда детали будет придана окончательная форма.

При различной установке верхнего и нижних валков на копировально-гибочных станках изготовляют детали цилиндрической формы с радиусами гибки широкого диапазона.

Гибка деталей на листогибочных трехвалковых станках

Операция гибки деталей цилиндрической формы на листогибочных трехвалковых станках состоит в том, что листовая заготовка или лист, пропущенные между нижним и передними валками, вращающимися в противоположные стороны, захватывается ими и подводится к валку, расположенному позади передних.

Заготовка, упираясь в задний валок, который может быть приподнят или опущен относительно передних валков, в процессе гибки, отклоняется от прямолинейного движения и изгибается.

Величина смещения заднего валка относительно двух передних определяет радиус гибки изготовляемой детали.

Нижний передний валок лежит в подвижных подшипниках, что дает возможность изменять расстояние между валками в зависимости от толщины изгибаемой заготовки.

Все валки станка отполированы и должны содержаться в чистоте. Царапины, забоины и другие дефекты поверхности валков могут оставлять следы на поверхности изгибаемой детали.

Для снятия со станка готовой детали верхний валок имеет в левом конце откидной подшипник, а в правом подшипник с подъемной крышкой. Приподняв крышку правого подшипника и перевернув валок с его вторым подшипником, снимают изготовленную деталь.

Гибка деталей на копировально-гибочных станках

На копировально-гибочном станке изготовляют детали цилиндрической и конусообразной формы из алюминиевых сплавов толщиной до 6 мм и длиной до 5 м.

Форма и радиус кривизны деталей, изготовляемых на гибочном станке, определяется: величиной 2а – расстоянием между осями нижних валков в горизонтальной плоскости и величиной b – расстоянием мекжду осями верхнего и нижнего валков в вертикальной плоскости.

Поэтому, прежде чем приступить к работе на станке, устанавливают величины 2а и b в зависимости от конструкции детали.

Величина 2а данного станка является постоянной и равна 110 мм.

Величина b, необходимая для настройки индикаторов станка, определяется по графикам, разработанным в зависимости от толщины листов из различных алюминиевых сплавов.

У изготовленных деталей обычно две кромки остаются неизогнутыми. Поэтому перед гибкой обе кромки листовой заготовки предварительно подгибают на станке с помощью подкатных полос.

Перед началом работы валки тщательно протирают замшей.

При гибке деталей цилиндрической формы листовую заготовку закладывают в валки так, чтобы кромка заготовки перекрыла ось заднего нижнего валка. Нажатием на кнопку включения вращения валков "вперед" рабочий включает электродвигатель привода валков и производит гибку деталей.

Для снятия изготовленной детали с верхнего валка переводят рукоятку подъема и опускания траверсы в положение "верх".

Одинаковые цилиндрические детали с переменными радиусами кривизны обычно гнут на этом станке по копирам.

Работу на станке при гибке деталей по копиру выполняют в такой последовательности:

1. Опускают траверсу так, чтобы зазор между верхними и нижними валками был не более 30-40 мм.

2. Помещают листовую заготовку между валками.

3. Устанавливают копировальный ролик в исходное положение.

4. Ставят рукоятку на пульте управления в положение "два насоса".

5. Регулируют давление масла в гидравлической сети по манометрам на пульте управления.

6. Включают электродвигатель привода валков кнопкой "вперед".

7. Гнут деталь.

8. Выключают электродвигатель привода валков кнопкой "стоп".

9. Поднимают траверсу поворотом рукоятки в положение "вверх".

10. Снимают изготовленную деталь.

На копировально-гибочных станках работают специально обученные рабочие.

При работе на этом станке необходимо соблюдать меры предосторожности.

Основной опасностью при работе на копировально-гибочных станках, а также на листогибочных трехвалковых станках является возможность затягивания рук вращающимися валками. Надо быть особенно внимательным при подходе кромки листа к валкам, отнимая своевременно руки.

Гибка профилей

В процессе гибки прямоугольного профиля заготовка подвергается совместному действию растягивающих и сжимающих усилий.

При гибке необходимо учитывать упругие и пластические деформации. В тех случаях, когда напряжения изгиба не превышают предела упругости материала, деформация, получаемая заготовкой детали, является упругой и после снятия напряжения заготовка примет свою первоначальную форму.

Для получения гнутой детали необходимо, чтобы напряжения изгиба превышали предел упругости и тогда деформация детали будет пластической.

При гибке деталей из листовых заготовок пластическая деформация всегда сопровождается упругой, поэтому в согнутой на определенный угол детали после снятия напряжения происходит явление распружинивания, т.е. угол загиба несколько увеличивается, а деталь выпрямляется.

Угол, на который распрямляется деталь вследствие упругой отдачи или пружинения, называется углом упругой деформации.

Величина этого угла зависит от марки и толщины материала, а также от радиуса гибки.

Способы гибки деталей и профилей с применением оснастки (штампов, болванок и т.п.), изготовленной с учетом пруженения, т.е. с заведомо меньшими радиусами и углами загиба, сопряжены с трудностями и не обеспечивают требуемой точности.

Это объясняется тем, что очень трудно заранее определить точно угол пруженения. Поэтому осенастку, применяемую при изготовлении деталей гибкой доводят, т.е. дорабатывают по результатам первых опытных работ, находя необходимые размеры оснастки, обеспечивающие заданные размеры изготовляемых деталей.

Детали и профили с точными контурами изготовляются изгибом с растяжением. При изготовлении данным способом заготовка изгибаемой детали или профиля одновременно подвергается растяжению с помощью добавочного растягивающего усилия, что приводит к появлению по всему сечению детали одних растянутых волокон.

Угол пруженения при этом резко уменьшается и детали получаются более точными.

Однако этот процесс требует применения значительно более сложного оборудования, чем при простой гибке.

Гибка профилей на опорном инструменте и оправках

Тонкие профили небольших размеров гнут вручную на опорном инструменте ударами молотка и сглаживанием круглым бруском. Опорные инструменты должны соответствовать форме и радиусу изгибания деталей с учетом деформации металла.

В таблице даны минимально допустимые радиусы гибки при выполнении ее вдоль волокон проката. При гибке поперек волокон радиусы губки уменьшают примерно вдвое.

Наименьшие радиусы гибки листового материала, мм:

Перед началом гибки заготовку устанавливают по линии гибки на кромку рабочей части скребка.

Гибку профилей под углом 90º выполняют обычно за две операции: сначала загибают примерно на 30-40º, затем – под углом 90º. Гнуть полку на угол 90º за одну операцию не рекомендуется, так как от ударов молотка заготовка может растянуться и на ней появятся складки.

Необходимо учитывать, что при ударе молотком по полке профиля последняя не должна изменять своего положения относительно ребра или кромки рабочей части скребка, так как при малейшем сдвиге линия гиба пройдет не по разметке и деталь будет испорчена.

Полки профилей из тонких заготовок алюминиевых сплавов (толщиной до 0.4 мм) гнут не ударами, а сглаживанием. При этом способе гибки заготовку профиля накладывают на скребок, а полки сглаживают, нажимая гладким круглым бруском.

Гибку профилей в оправках выполняют под разными углами по прямой и кривой линиям. Для гибки заготовку закладывают между двумя половинками оправки, которую зажимают в тиски, после чего выступающую полку отгибают до полного ее прилегания к верхней части оправки.

Правильное положение половинок оправки между собой обеспечивается направляющими отверстиями и стержнями, которые закрепляются по одному или по два в торцовой части каждой половинки оправки.

При гибке удары молотком наносят по всей кромке равномерно всей поверхностью бойка, иначе она может изогнуться или несколько выпучиться.

Очень часто жестянщики применяют способ гибки по две-три заготовки одновременно.

Для этого в оправку вкладывают сложенные друг с другом заготовки, и ударами молотка осуществляют гибку кромок у всех заготовок одновременно.

Производительность труда при этом способе гибки увеличивается в два-три раза, но его применяют только при гибке профилей из заготовок толщиной до 0.5 мм и при отсутствии сдвига кромок.

Кроме того, этот способ гибки может быть использован только для грубых работ, так как во всех деталях, получаются разной величины полки и радиусы гиба.

Гибка труб

В автомобилях, тракторах, самолетах, кораблях и многих других машинах применяют изогнутые трубы – трубопроводы. В системах холодного и горячего водоснабжения применяют для поворотов как угольники, так и гнутые трубы в виде «отвода», «скобы», «калача» и др.

В зависимости от назначения трубопроводов по ним могут подаваться различные газы и жидкости (горючее, смазочное, вода и т.д.).

Трубопроводы должны удолетворять основным требованиям прочности и герметичности (плотности).

Неплотность соединения концов трубопроводов, по которым подается горючее, может послужить причиной возникновения пожара.

Трубопроводы изготовляют из алюминиевых, дюралюминиевых, стальных, медных и латунных труб. Для изготовления трубопроводов берут трубы соответствующего диаметров, руководствуясь указаниями чертежа.

При ремонте или замене испорченных трубопроводов трубы подбирают таким образом, чтобы их внутренние диаметры соответствовали прежним диаметрам трубопроводов, иначе будет нарушена правильная работа системы.

Способы и минимальные радиусы гибки труб

При гибке труб внутренняя стенка трубы вместе изгиба сжимается, а внешняя, наоборот, растягивается. Величина деформации зависит от свойства металла, диаметра трубы, радиуса и угла изгиба и способа гибки. Поэтому применяют различные способы гибки.

Трубы гнут в холодном и горячем состоянии, применяя трубогибочные приспособления, и на ручных трубогибочных станках или на механических трубогибочных станках. Угол гибки труб проверяют по шаблону, который изготовляют из проволоки диаметром 5-8 мм или из низкоуглеродистой листовой стали, толщиной 1.5-2 мм.

Трубы гнут с наполнителями и без наполнителей. Наполнители при гибке труб применяют для предотвращения образования складок и сплющивания стенок. ВА качестве наполнителя применяют речной просушенный мелкий песок, канифоль, а также гидронаполнитель: масло, нагнетаемое в трубу под высоким давлением ( до 250кГ/см²).

На механических трубогибочных станках внутри трубы, непосредственно в месте ее изгиба, помещается калибрующая оправка "дорн" с размерами, соответствующими внутреннему диаметру изгибаемой трубы. Эта оправка не дает возможности трубе изменять форму сечения в момент изгиба.

Холодную гибку тру диаметром до 30-40 мм осуществляют на ручных трубогибочных приспособлениях, а труб диаметром выше 40 мм – на механических трубогибочных станках.

Горячую гибку труб применяют при диаметре труб больше 100 мм.

Гибку труб часто выполняют по групповому способу, при котором гнут длинную трубу, разрезают ее в нужных местах и получают несколько труб требуемых размеров. При групповом способе гибки снижается расход труб, уменьшается количество применяемых пробок и с меньшим усилием осуществляется операция гибки, так как длинная труба легче изгибается.

Одним из существенных моментов, влияющих на быстроту выполнения гибки и качество работы при изгибе труб, является выбор радиуса изгиба, зависящего от механических свойств металла и диаметра трубы. Если металл обладает большитм удлинением, труба лучше поддается изгибу, наоборот, если металл обладает большой прочностью, труба плохо поддается изгибу.

Для стальных и дюралюминиевых труб диаметром до 20 мм радиус изгиба берут равным двум наружным диаметрам изгибаемых труб, а для труб диаметром более 20 мм равным трем наружным диаметрам изгибаемых труб.

В исключительных случаях для труб диаметром до 20 мм радиусы изгиба берут равными диаметру или полутора диаметрам труб.