Гибка (листы 18 … 20)
Холодную гибку листовых элементов толщиной до 60 мм для получения цилиндрических и конических поверхностей осуществляют на листогибочных вальцах с валками длиной до 13 м. При вальцовке в холодном состоянии отношение радиуса изгиба к толщине листа ограничивают допустимой величиной создаваемой пластической деформации. Так, если для низкоуглеродистых и низколегированных сталей это отношение оказывается меньше 25, то обычно вальцовку рекомендуют производить в горячем состоянии.
При гнбке в вальцах концевой участок а листа (лист 18, рис. 1,а) остается почти плоским. Ширина этого участка при использовании трехвалковых вальцов определяется расстояниями b между осями валков (рис. 1, б) и может составлять 150 ... 200 мм и более. В четырехвалковых вальцах несвальцованным остается только участок шириной (1 ... 2) s (где s — толщина листа), зажатый между средними валками (рис. 1, в). Более правильное очертание концевого участка листа может быть получено или путем калибровки уже сваренной обечайки, или путем предварительной подгибки кромок под прессом (рис. 2, а), или на листогибочных вальцах с толстым подкладным листом 1 (рис. 2, б), согнутым по заданному радиусу. После подгибки кромок лист устанавливают в гибочные вальцы, выверяют параллельность оси вала и кромки листа и начинают гибку со средней части листа (рис. 1, г). Использование двухвалковых гибочных вальцов с эластичным полиуретановым покрытием нижнего валка позволяет устранить необходимость в дополнительной операции подгибки кромок при вальцовке обечаек из листов толщиной до 6 мм. Упругое покрытие обжимает листовую заготовку вокруг жесткого верхнего валка (рис. 1, д) и обеспечивает равномерный изгиб по всей длине.
Примером универсального оборудования, позволяющего изготовить различные по размерам обечайки, служит установка для свободной гибки (рис. 3, а, б, в). Заготовку обечайки зажимают в струбцинах, установленных на специальных тележках, одна из которых неподвижна, а вторая движется по направлению к первой. Одновременное движение тележки и поворот струбцин вокруг собственной оси позволяют получить обечайку заданной цилиндрической формы. На рис..4 представлены возможные дефекты гибки обечаек: перекос кромок (рис. 4, а), перегиб обечайки (рис. 4, б), конусность (рис. 4, в), бочкообразность с выпуклой (рис. 4, г) или вогнутой (рис.4,д) образующими.
При гибке листов в нагретом состоянии листы деформируются под действием силы тяжести, отстающая от листа окалина попадает между листом и валком и портит поверхность металла. Исключить эти недостатки можно применением вертикальных листогибочных машин (рис. 5), на которых гибка листа производится между цилиндрическим валком 7 (рис. 5,а) и боковыми опорами 2, расстояние l между которыми можно менять. Гибка производится периодически при движении опор к цилиндрическому валку. Затем опоры отводятся назад, валок 1 поворачивается, перемещая лист на величину A l (рис. 5,б), и производится изгиб следующего участка (рис. 5, в).
При большой толщине листа обечайки изготовляют из двух половин штамповкой в нагретом примерно до 1000 °С состоянии. Гибка заготовок производится на гидравлическом прессе в несколько переходов. Сначала осуществляется предварительная гибка на 1/3 высоты (рис. 6, а), затем — полная гибка с выдержкой в течение 2 ... 3 мин под давлением (рис. 6, б). Траверса поднимается, выдвигаются продольные брусья и производят окончательную гибку полуобечайки (рис. 6, в).
Сечения, получаемые продольной гибкой из листа или полосы, чрезвычайно разнообразны. Для изделий крупносерийного и массового призводства заготовки требуемой формы поперечного сечения целесообразно заказывать на металлургических заводах, имеющих цехи гнутых профилей с высокопроизводительным специальным оборудованием. Если число одинаковых деталей недостаточно велико, холодную гибку из листа можно производить на кромкогибочных станках и прессах (рис. 7, 8). Кромкогибочные прессы позволяют гнуть листы толщиной до 18 мм и длиной до 5 м. Схемы работы и последовательности гибки различных профилей приведены на рис. 7, 8.
На зигмашинах (лист 19, рис. 9, а... е) осуществляют гибку кромок, закатку соединений кромок и рельефную формовку тонколистовых заготовок толщиной до 4 мм двумя вращающимися роликами, профиль которых зависит от производимой операции.
Гнутые профили экономичнее профилей проката. Их применение дает большую экономию металла. Поэтому гнутые профили широко используют в различных конструкциях, вагоностроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности.
Гофрирование (рис. 10) повышает жесткость листов. При гофрировании гибкой (рис. 10, а) поперечные кромки листов теряют плоскую форму, что затрудняет присоединение их к другим элементам конструкции. При гофрировании штамповкой, если выступы на поверхности листов получают вытяжкой, кромки остаются плоскими (рис.10, 6).
При холодной гибке профильного проката и труб используют роликогибочные машины и трубогибочные станки. Роликогибочные машины имеют сменные фасонные ролики с ручьями, соответствующими профилю изгибаемой заготовки. Гибка в роликах аналогична гибке в валках листовых заготовок. Сортогибочные машины выполняются трехроликовыми симметричными (рис. 11, в), трехроликовыми асимметричными (рис. 11, б) и четырех роликовыми. В трубогибочных машинах (рис. 11, в) труба 1 зажимается между зажимом 2 и шаблоном 3 и изгибается при вращении шаблона и зажима.
При гибке труб и профилей иногда возникают трудности, связанные с нарушением формы поперечного сечения. В этом случае целесообразно использовать специальные гибочные станки с индукционным нагревом непрерывно перемещаемой и изгибаемой заготовки (рис. 12). Ограничение зоны нагрева со стороны выхода из индукторов (рис. 12) достигается охлаждением водой. Узкий де
формируемый участок, нагретый до 1000 °С, заключенный между жесткими холодными частями заготовки, обладает малым сопротивлением пластическим деформациям и повышенной устойчивостью, что предотвращает образование гофров в зоне сжатия.
При гибке с индукционным нагревом изгибаемая заготовка 3 (рис. 12) закрепляется в каретке 2 и направляющих роликах 4, упираясь в упор 1. Гибка производится гибочным роликом 5 при перемещении заготовки кареткой и нагреве ее на узком участке индуктором 6. На таких станках можно выполнять гибку различных профилей, устанавливая нужные направляющие и гнущие ролики (рис. 13).
На рис. 14 (лист 20) показан трубогибочный станок с индукционным нагревом трубы, содержащий следующие основные узлы: механизм продольной подачи 1, каретку зажима 2, устройства 3 и 5 для поддержания трубы, механизм 6 перемещения нажимного ролика, трансформатор 4 с индуктором.
Формообразование с использованием взрывчатых веществ 1 (рис. 15, а) и воды в качестве передаточной среды позволяет изготовлять как небольшие детали 2 сложной формы, так и крупногабаритные с практически неограниченными размерами. Электрогидравлический способ формообразования (рис. 15, б) использует ударную волну, образующуюся при электрическом разряде между электродами 1 в жидкой среде. Энергия формовки легко дозируется, установки бесшумны и безопасны.
Холодная листовая штамповка обеспечивает высокую точность и производительность, меньшую массу сварных конструкций и применяется для изготовления деталей из листов толщиной до 10 мм. Основными видами холодной штамповки являются вырубка (рис. 16, а), пробивка отверстий, гибка — од - но-угловая (рис. 16, б) и двух угловая (рис. 16, в), вытяжка (рис. 16, г) и формовка (рис. 17). Для изго
товления листовых деталей (рис. 17, в) с отбортовкой применяют приемы формовки, показанные на рис. 17, а, б. Деталь 1 формуют с помощью эластичного пуансона 2 из резины и матрицы (формоблока) из текстолита и других дешевых материалов.
Горячая гибка толстого листового металла применяется при изготовлении барабанов котлов, сосудов высокого давления, зубчатых колес, барабанов, лебедок и tji. Ее осуществляют с помощью гибочных вальцов, а также под прессом. Последовательность операций штамповки днища показана на рис. 18.