Горячая обработка деталей корпуса

Значительное большинство деталей корпуса гнут в холодном состоянии. Однако ввиду отсутствия необходимого оборудования для холодной гибки и при особо сложных формах изгиба применяют горячую обработку судовых деталей. Нагретые детали становятся пластичными, легко деформируются и теряют свои упругие свойства.

Гибка металла с предварительным нагревом в печи по сравнению с холодной механизированной гибкой имеет следующие недостатки: более трудоемка и требует выполнения тяжелых ручных работ, многократные нагревы понижают качество металла, высока стоимость горячих работ. Горячая гибка металла предшествует окончательной разметке.

В корпусообрабатывающем цехе имеется небольшой участок, на котором выполняют горячую гибку деталей с наибольшей и сложной погибью. Участок (рис. 79) оборудован приспособлениями для нагрева и гибки листового и сортового металла (плиточное оборудование) и для различных (кузнечных) работ. На участке установлены: одна или две пламенные нагревательные печи 2, плиты-площадки для гибки 1 металла, лебедка 10 для извлечения листов из печи, горны 7, плиты 8, наковальня 9 для производства кузнечных работ, малковочный станок 11 и пневматический передвижной пресс 12.

Загрузку заготовок в печь производят при обычной температуре участка, а для повторного нагрева — не выше температур для окончания гибки (табл. 2). Загрузка заготовок деталей одновременно с поковками не производят. Заготовки деталей из профильного проката располагают на поде печи в один ряд на расстоянии 30—50 мм друг от друга.

Рис. 79. Участок горячей гибки металла:
1 — плиты площадки, для гибки металла, 2 — нагревательные печи,  3 — подкрановые пути, 4 — мостовые краны, 5 — рельсы узкоколейной линии, 6 — площадка для сортировки и хранения материала и готовых изделий, 7 — горн, 8 — плиты кузнечные, 9 — наковальни, 10 — лебедки, 11 — малковочный станок, 12 — пневматический передвижной пресс

Температуру в печи контролируют автоматически приборами. Продолжительность нагрева заготовок, начиная с момента достижения в печи температуры нагрева, принимают в зависимости от толщины листа (при толщине 6—10 мм продолжительность 10— 15 мин, 11—16 мм — 16—24 мин), а продолжительность нагрева полособульбов и угольников — в зависимости от номера профиля (№ 4—12 — 20—30 мин, а № 14—18 — 25—35 мин). Количество нагревов устанавливают по технологическим картам в зависимости от кривизны и размеров деталей.

В процессе нагрева деталей нельзя допускать перегрева (пережога) их, при котором происходит обильное выделение из нагретого металла рассыпающихся искр. В результате пережога после первых ударов заготовка разрушается, а при растяжении в пережженном месте получаются поперечные надрывы с рваными извилистыми очертаниями. В местах пережога появляются широкие трещины. Длительный и многократный нагрев деталей вызывает появление окалины, что приводит к уменьшению основной толщины металла.

Гибочные работы выполняют при температурах, приведенных в табл. 2. Температуру до 450° контролируют термопарой касания или термокарандашом, а свыше 450° оптическим пирометром или термопарой касания.

Рис. 80. Двусторонняя нагревательная печь: а — общий вид, б — разрез; 1 — форсуночные окна, 2 — свод, 3 — под, 4 — каток

Нагревательные печи и горны. Нагревательная печь (рис. 80) для листового и профильного металла представляет собой большую камеру, выложенную огнеупорным кирпичом по металлическому каркасу. В обеих торцевых стенах печи имеются чугунные дверцы или заслонки для загрузки металла, которые открывают подъемным устройством снизу вверх. Печи делают двусторонними и рассчитывают для одновременного нагрева двух деталей небольшого размера. Та часть печи, на которой производят нагрев металла, носит название пода 3. Над подом, опираясь на боковые стенки, лежит свод 2. Отверстия для подачи топлива форсунками 1 устраивают в боковых стенках печи. Внутри печи перед отверстиями выкладывают перегородки или пороги из огнеупорного кирпича, образующие камеры горения, в которых происходит сгорание топлива. Горячие газы поднимаются к своду и, отражаясь от него, спускаются вниз, нагревая при этом металл, находящийся на поду печи. Затем продукты горения через боров удаляются в атмосферу. Необходимый для процессов горения воздух нагнетается вентиляторами или поступает от пневматической сети завода. Нагревательные печи работают на нефти, мазуте или бытовом газе.

Для нагрева деталей при производстве мелких поковок, гибки мелких профилей, рамочных работ и местных нагревов используют кузнечный горн; применяют прямоугольные и круглые кузнечные горны, работающие на нефти, коксе, древесном угле или на каменном спекающемся угле (с низким содержанием серы), природном газе или электроэнергии.

Плита для производства горячих работ. Рабочую плиту устанавливают перед печами, а часто и вдоль боковых стен их. Рабочая плита состоит из чугунных плит толщиной 200—250 мм, в которых имеются сквозные квадратные или круглые отверстия со стороной квадрата или диаметром около 40 мм, расположенные в шахматном порядке.

Перед горном для гибки нагретых деталей устанавливают плиту (размером примерно 1 м²), наковальню и другие приспособления.

Инструмент и оборудование для горячей гибки. При выполнении гибочных и кузнечных работ применяют инструмент, который можно разделить на основной и вспомогательный.

К основному инструменту (рис. 81) относят: кувалды (а, б) и молоты (в)у ручники (г), подбойники (5), гладилки (е), разводку (ж) и мушкель (з).

Рис. 81. Основной инструмент для гибки:
а — тяжелая кувалда для осадки материала сверху, б — нормальная кувалда, в — малковочный молот, г — ручники, д — подбойка, е — гладилка, ж — разводка, з — мушкель

Для гибки толстых листов или для осадки крупного профильного материала применяют кувалды до 15 кг, для более легких работ— кувалды массой 6—8 кг, для отгибания полки профиля или малковки — молоты массой 3—4 кг, для гибки тонкого листового металла — дубовые молоты. Легкие работы и подправку тонкого листового материала производят ручниками массой 0,5—1,5 кг.

К вспомогательному инструменту (рис. 82) относят: прижимы (а), упоры (б), вилки-державки (в), лопаты для гибки профилей (г).

Рис. 82. Вспомогательный инструмент для гибки:
а — плитовые прижимы, б — упоры, в — вилка-державка, г — лопата для гибки профиля

Прижимы и упоры применяют для закрепления на плите деталей и штампов; лопату овальной формы — для гибки  профильного металла; клещи разных форм и размеров —для схватывания и удержания детали во время работы. При производстве гибочных и кузнечных работ применяют различного рода мерительные инструменты: кронциркуль, металлический метр и др.

Участок горячей гибки корпусообрабатывающего цеха оснащается малковочным станком и пневматическим передвижным прессом (толкачом).

Малковочный станок предназначен для образования малок (тупого или острого углов) профильной стали. Малкующий механизм станка состоит из двух дисков и направляющих приспособлений.

Основные операции ковки. Основными операциями ковки являются: осадка, вытяжка (протяжка), прошивка (пробивка), рубка, гибка, кузнечная сварка.

Осадкой называют операцию, посредством которой уменьшается высота исходной заготовки за счет увеличения площади ее поперечного сечения. Осадку, осуществляемую на части заготовки,— высадкой.

Вытяжкой (протяжкой) — операцию, посредством которой увеличивается длина исходной заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения. Раскатка — разновидность операции вытяжки, служащая для увеличения ширины исходной заготовки за счет уменьшения ее высоты.

Прошивкой (пробивкой) называют операцию, посредством которой в заготовке получают отверстие (сквозная прошивка) или углубление (несквозная прошивка). Прошивка сопровождается искажением формы прошиваемой заготовки, а при сквозной прошивке — отходом металла в выдру. Рубка — операция, посредством которой заготовку разделяют на части (рубка): от заготовки отделяют часть материала по наружному (обрубка) либо внутреннему (вырубка) контуру.

Гибкой называют операцию, посредством которой заготовке придается изогнутая форма по заданному контуру. Кузнечная (горновая) сварка — операция, посредством которой соединяют в одно целое отдельные части или концы заготовок.

Горячая гибка листовой стали. Процесс горячей обработки листа состоит из следующих операций: погрузки листа в печь, нагрева его, выгрузки из печи и выгибания нагретого листа по каркасу.

Каркас воспроизводит форму детали и представляет собой постель, собранную из профильного металла и прикрепленную к плите прижимами или болтами. Каркас и отдельные его детали изготовляют по шаблонам и эскизам, снятым с плаза; при этом учитывают, что размеры деталей каркаса должны отличаться от размеров шаблона на толщину обрабатываемого листа. Каркас должен быть достаточно прочным, чтобы при ударах молотом по листовым деталям, уложенным на него, он не разрушался.

Загрузку в нагревательную печь и выгрузку из нее листов производят электрической или ручной лебедкой. Для загрузки листа применяют также пневматический толкач.

Нагретый лист укладывают на металлический каркас, а сверху на него — груз, под действием массы которого лист выгибается, приобретая необходимую форму. В процессе гибки лист закрепляют прижимами, которые переставляют по мере осадки листа. Участки листа, неплотно прилегающие к постели, подбивают кувалдами и производят полную гибку детали. После придания необходимой формы, кромку приглаживают гладилками. Проверку гибки производят шаблонами, полученными с плаза. Части листа, не подвергающиеся обработке, закрывают листовым асбестом. При необходимости форму листа доводят до надлежащей погиби в холодном состоянии. После окончания гибки лист отжигают.

Гибку листов для придания им особо сложной формы практически возможно выполнить на гидравлических прессах с подогревом, однако этот метод в настоящее время на судостроительных и судоремонтных заводах почти не применяют. Такие листы предварительно изгибают на прессах, а затем нагревают и выполняют гибку листа в горячем состоянии.

Горячая гибка профильной стали. Процесс гибки профильной стали заключается в следующем. Предварительно на плиту укладывают гибочный шаблон, представляющий собой стальную полосу, изогнутую по форме детали; шаблон закрепляют к плите прижимами. Нагретую в печи профильную сталь укладывают на плиту и выгибают по шаблону пневматическим толкачом или вручную приспособлением, называемым лопатой. По мере изгиба профиль прижимают к плите прижимами.

Наиболее сложной операцией при горячей гибке профильной стали является придание профилю погиби с одновременной малковкой полок. После нагрева профиля в печи и укладки на плите его прижимают к металлическому шаблону и отгибают вертикальную полку на заданный угол с помощью вилок и ударами кувалдой через гладилку. Окончательную доводку малки до заданного угла производят в холодном состоянии. Если малка образуется малковочным станком, то сначала выполняют малковку, а затем — гибку профиля. Согнутую и отмалкованную деталь держат на плите до полного ее остывания.

Для гибки и закалки профильного проката используют также станки с нагревом токами высокой частоты.