Изготовление деталей из фасонного, сортового проката и труб

Сборка деталей из фасонного, сортового проката и труб обычно производится в специализированных приспособлениях и сборочно- сварочных стендах, поэтому к качеству .таких деталей предъявляются повышенные требования.

При изготовлении деталей из фасонного, сортового проката и труб применяют следующие технологические операции: разметку, резку, правку, гибку, пробивку и сверление отверстий. Если требования, предъявляемые техническими условиями изделия, оказываются более высокими, чем обеспечивается установленным заготовительным оборудованием, в технологический поток вводят дополнительные операции обработки резанием: фрезерование, строжку, точение на токарном станке. При этом в заготовках предусматривают припуски для выполнения таких операций.

При изготовлении заготовок и деталей из фасонного, сортового проката и труб разметку применяют для нанесения центров отверстий, контура вырезов, размеров и мест снимаемых фасок, мест гибки. Разметку выполняют на специально организованных рабочих местах. На рабочих местах для удобства разметки установлены специальные столы или разметочные плиты, размеры которых соответствуют габаритным размерам изготовляемых деталей. Операции разметки весьма трудоемки, и при их выполнении требуется большое внимание и соответствующий опыт рабочего. Для облегчения процесса разметки там, где это возможно, вместо универсального мерительного инструмента применяют шаблоны. Шаблоны изготовляют из тонколистового металла. На рабочих местах предусмотрены специальные площадки для их хранения.

Основным технологическим процессом, определяющим качество будущей детали, является мерная резка исходного металлопроката на заготовки. При выборе метода резки руководствуются техническими возможностями оборудования и нормативным временем на резку. Из приведенных графиков видно, что наиболее высокую точность по длине возможно получить при резке фасонного проката на пресс-ножницах. При резке весьма важно обеспечить точность по перпендикулярности реза. Наиболее высокую точность по перпендикулярности реза труб можно получить на трубоотрезных станках и при резке фасонного проката на отрезных станках с вулканитовым диском. При выборе методов резки следует учитывать величину загрузки оборудования, а следовательно, его окупаемость.

Кислородную резку фасонного проката и труб в современных сварочных цехах применяют сравнительно редко из-за низкого качества и трудоемких вспомогательных операций по очистке и доводке отрезанных заготовок. В цехах сварочного производства наиболее широко используют механическую резку металлопроката, а кислородная резка носит только вспомогательный характер. Распространенными и прогрессивными способами механической резки являются абразивный, круглыми пилами, на пресс-ножницах и трубоотрезных станках.

Абразивная резка — это процесс, при котором отрезной инструмент (абразивный отрезной круг) вращается на станке с высокой скоростью (v > 80 м/с). Вследствие быстрого вращения абразивного круга, возникновения высоких температур в зоне резки и соответственного повышения пластичности разрезаемого материала осуществляется эффективный режим резания при малом мащинном времени. Для резки стали применяют абразивные круги преимущественно из электрокорунда на связке из искусственных смол, армированные волокнистыми материалами.

Для абразивной резки выпускают специальные абразивно- отрезные станки. Для небольших сечений фасонного и сортового проката и труб станки имеют ручную подачу, а для больших сечений — пневматические и гидравлические подающие устройства. В некоторых моделях станков предусмотрено бесступенчатое регулирование скорости вращения и подачи абразивного круга, что позволяет компенсировать потери первоначальной окружной скорости в процессе износа абразивного круга. Абразивно-отрезные станки оснащают кругами диаметром до 800 мм. Некоторые станки снабжены устройствами для резки под углом до 45°. Современные отечественные и зарубежные отрезные станки имеют большую производительность.

Абразивно-отрезные станки можно встраивать в автоматизированные и механизированные поточные линии с комплексной механизацией основных и вспомогательных операций. Несмотря на экономическую эффективность этого вида механической резки металлопроката, широкого применения при изготовлении деталей сварных конструкций он не получил и применяется в основном для резки труб и сортового проката небольших размеров. Это объясняется главным образом отсутствием достаточного количества качественных и дешевых абразивных кругов.

Сравнительно широко в цехах сварочного производства применяют резку дисковыми пилами, выполняемую на круглопильных станках. Эти станки оборудованы пильными дисками из быстрорежущей стали или сегментными дисками, оснащенными твердым сплавом. Применение таких дисков повышает производительность резки в 3—8 раз по сравнению с дисковыми пилами из быстрорежущей стали. Резку на станках можно вести с подачей металла как единичной, так и пакетом.

Выпускаемые отрезные станки можно встраивать в механизированные поточные линии, оснащенные следящей системой управления. При подаче металла до упора включается автоматический цикл. В этот цикл входят подача и зажим материала, рабочая подача пильной каретки, быстрый отвод пильной каретки на маршевой скорости (до 10 000 мм/мин), разжим материала, подача его отрезанной части на выходной рольганг, измерение и сортировка отрезанных частей по длине, подача нового материала с разгрузочного стола на входной рольганг.

Линия имеет счетчик для подсчета числа отрезанных заготовок. Счетное устройство может работать двумя методами: показывать фактическое число отрезанных заготовок и настраиваться на необходимое число заготовок, при выполнении которых станок автоматически отключается. Весь технологический процесс управляется с пульта управления. На линии также предусмотрена возможность применения автоматического управления с помощью числового программного устройства. Современные линии оснащены логическими системами, позволяющими делить исходный материал на оптимальное число разрезаемых деталей заданного размера. С целью получения косого реза отрезной станок, встроенный в линию, поворачивается на необходимый угол.

Наиболее распространенным и производительным методом резки сортового и фасонного проката является резка на пресс- ножницах. Резка на пресс-ножницах осуществляется путем скалывания металла в плоскости реза перемещением верхнего подвижного ножа относительно неподвижного нижнего. При таком процессе вначале происходит смятие, а затем разрушение металла в зоне, прилегающей к плоскости реза. Глубина слоя с измененной структурой зависит от толщин полок проката, качества и настройки ножей.

Указанные дефекты — это основной недостаток резки на пресс-ножницах. Отечественная промышленность выпускает гамму пресс-ножниц разных усилий. Как правило, пресс-ножницы являются комбинированными, т. е. они включают в себя устройства, позволяющие кроме резки сортового и фасонного проката производить резку листового металла и пробивку отверстий.

Операция правки осуществляется на горизонтальных правильно-гибочных прессах. Для механизации вспомогательных операций прессы оснащают механизмами подачи исходной заготовки и выдачи выправленной. Эти механизмы проектируют и изготовляют предприятия, выпускающие сварные конструкции, так как заводы- изготовители выпускают прессы без средств механизации. В условиях единичного и мелкосерийного производств применяют также кузнечную правку с общим нагревом.

Для гибки фасонного проката и труб используют различное технологическое оборудование: трубогибочные машины для гибки в холодном состоянии, станки с местным нагревом токами высокой частоты (ТВЧ), рихтовально-гибочные станки с использованием универсальных гибочных штампов и приспособлений, углогибочные машины и др. Ручную гибку в холодном и горячем состоянии применяют в том случае, когда проектирование и изготовление приспособлений и штампов экономически нецелесообразно и требуется длительное время для их изготовления.

Операции сверления небольших деталей выполняют на обычных радиально- и вертикально-сверлильных станках. Для сверления длинномерных деталей применяют специальные передвижные сверлильные станки, которые перемещаются вдоль уложенных на столе деталей и сверлят по разметке.

Для крупносерийного производства создают специальные линии для сверления и пробивки отверстий в швеллерах и балках. Часто сверление и пробивку отверстий в уголках выполняют в линиях мерной резки.