Обработка металла давлением
Известны два способа гибки металла. Первый - упругое деформирование, при котором сгибающее усилие не превосходит предела упругости материала: после снятия нагрузки материал принимает первоначальную форму. Второй способ - пластическое деформирование, при котором сгибающее усилие превышает предел упругости, и в результате материал меняет свою форму. Мы остановимся только на втором способе - пластической деформации материала. Усилие, которое требуется приложить для гибки, зависит от поперечного сечения обрабатываемой детали, а также от упругости материала (предела текучести при растяжении). Кроме того, очень важно, в каком состоянии находится материал - холодном или нагретом, когда подвергается гибке.
Пластичность
Для холодной обработки давлением пригодны только те металлы, которые остаются пластичными и после того, как напряжение в них превысит предел текучести. Это свойство материалов оценивается в процентных долях относительного удлинения при разрыве. Для конструкционной стали - это около 20%, для алюминия - 10-16%, для большинства литых металлов - менее 5%. Домашнему мастеру от этих абстрактных чисел мало пользы. Поэтому советуем определять пригодность материала для холодной гибки на небольшом образце.
Жесть, например, настолько тонкий материал, что ее всегда гнут в холодном состоянии. Более толстый по сравнению с жестью листовой металл называют полосой.
Отбортовку тонких листов начинают, как правило, с внешнего края и загибают внутрь по направлению к себе. При обработке заготовки для ящика сначала загибают края - делают бортик, который придает жесткость конструкции. Затем следует гибка соединительных накладок, если стороны ящика не будут соединяться пайкой или сваркой встык. Только после этого отгибают боковые и фронтальные стороны ящика.
План работы
Продумайте последовательность операций и составьте план действий. Если вы пропустите какой-либо этап, то потом не сможете правильно зажать деталь, и работа пойдет насмарку. "Как и при других слесарных работах, при отбортов-ке жести вам потребуются подкладки из твердой древесины (цулаги). Подкладка распределяет давление равномерно по всей ширине, в результате получаются ровные и острые сгибы.
Спиральные пружины, которые играют роль цулаг, надвигают снаружи на трубы малого диаметра; при гибке последних пружина служит для выравнивания изгибающего давления.
Загибка края
Отбортовка
Отбортовка (заворачивание края) придает жесткость краям тонкого листа. Начинайте всегда с гибки под углом 90 градусов. Затем приложите к листу стальную полоску и заверните на нее край заготовки. По окончании работы вытащите полоску и подбейте наружную кромку - но не переломите сгиб!
Если вы хотите повысить жесткость какой-то конструкции, то перед загибкой сторон сделайте отбортовку.
ПОМОЖЕТ ОТВЕРТКА
Разгонка
Для разгонки больше всего подходят листы из латуни и меди, другие металлы в большинстве случаев оказываются слишком вязкими или ломкими. Они требуют предварительной обработки.
Так, стальной лист сначала нагревают до красного каления (это лучше сделать с помощью газовой горелки). Затем лист какое-то время нужно подержать в холодной воде, чтобы снять внутренние напряжения в металле.
Существуют негативный и позитивный методы разгонки. При негативном в подкладку из твердой древесины, имеющую форму чаши, загоняют обрабатываемую деталь ударами молотка с шаровидным бойком. При позитивном методе потребуется подкладка в форме гриба заданной кривизны.
Правила гибки стальной полосы
Стальные полосы можно гнуть с нагревом и без нагрева. Какой способ выбрать, зависит (как всегда при обработке металла давлением) от толщины материала и требуемого гибочного усилия. Известно, что холодная гибка требует больших усилий. Что же касается толщины материала, то полосы из обычной конструкционной стали можно подвергать гибке холодным способом при условии, что их сечение не превышает 50 х 8 мм. За этим пределом сталь слишком сильно пружинит, и растяжение на внешней стороне полосы становится так велико, что материал трескается или ломается.
Для гибки полос вам понадобятся тяжелые тиски и слесарный молоток с головкой весом 400-500 г. Чтобы раскалить металл, потребуется мощная ацетиленовая горелка. В процессе обработки материал должен быть разогрет до красного каления.
Нанося удары молотком, проявляйте осторожность: стальная полоса может спружинить и поранить вас. Поэтому сначала подгибайте материал,насколько можно, вручную.
Скручивание
Квадратная стальная полоса (профессиональное название стержней квадратного сечения) легко поддается скручиванию. Как всегда, без приложения силы не обойтись.
В качестве вращающего инструмента применяют вороток. Прилагаемое усилие можно уменьшить, если в вороток с левой и с правой сторон вставить металлические трубки подходящего диаметра: это усилит эффект рычага. Если стальной стержень слишком толстый для воротка, изготовьте заменяющее его приспособление с нужным проемом.
Напряжения
Как у всех металлов, у меди при воздействии на нее давлением или гибкой возникают внутренние напряжения, которые затрудняют обработку материала. Необходимо эти напряжения уменьшить, что достигается с помощью паяльной лампы. Деталь из меди нагревают до красного каления.
Необходимо принять меры предосторожности и защитить близко расположенные предметы от пламени. Поставьте своего рода "экран" из кирпича или шамотного камня. В помещении не должны находиться легковоспламеняющиеся предметы. Руки защитите рукавицами.
Точная гибка медных труб
Медные трубы, которые используются при монтаже санитарно-тех-нического оборудования (к примеру - в смесителях), изготавливают, как правило, из ненапряженного материала. Такие трубы легко гнутся. При работе с другими трубами не обойтись без предварительного снятия в них внутренних напряжений. Шоковое воздействие - жарким пламенем и холодной водой - лишит материал жесткости, и он будет легко поддаваться гибке.
Напряжения материала
Главная проблема при гибке металлической трубы - напряжения в стенке с внешней стороны закругления. Здесь возникают огромные напряжения, и, когда превышается допустимый предел (у разных материалов он различен), металл рвется. Благодаря снятию напряжений этот предел повышается.
Иногда при гибке трубы ломаются с внутренней стороны изгиба. На внутренней кривой материал уплотняется, а на внешней - растягивается, что приводит к изменению поперечного сечения трубы в участке сгиба. Если не перераспределить возникающие при этом напряжения, труба деформируется.
Чем меньше радиус трубы, тем сильнее сжатие в участке сгиба, и, если нет опоры, которую обеспечивает гибочная пружина, сечение трубы в этом участке из круглого превращается в овальное.
Восприятие гибочных усилий
Как правило, для восприятия гибочных усилий достаточно одной надвинутой на трубу пружины. Она позволяет сгибать дугой трубы с очень малыми радиусами, не изменяя при этом их сечения. Выполняйте работу, двигаясь от середины сгиба к краям. После завершения операции снимите гибочную пружину со всех закруглений.