Ohýbání oceli

Tenčí oceli se ohýbají zastudena, tlustší zatepla. Před ohýbáním ocel zahříváme na kovací teplotu. Ohýbáním lze vyrobit i poměrně složité součásti. Nářadí, které se používá při ručním ohýbání, je nejčastěji svěrák s různými vložkami a upínacími pomůckami, různé kleště, vratidla a některá speciální zařízení.

Při ohýbání dochází ke změnám průřezu – materiál se v místě ohybu zeslabuje, proto se musí před ohýbáním napěchovat, aby měl správný průřez i v místě ohybu:

• Okrajová vlákna se na vnější straně prodlužují – a

• Okrajová vlákna se na vnitřní straně zkracují – b

• Vlákna uprostřed, tedy v ose materiálu, svou délku nemění – toto pásmo se označuje jako neutrální – c

Obr. 1: Pěchování materiálu před jeho ohybem

Určení délky materiálu na ohyb – neutrální pásmo v ose^?

• Při větších ohybech se neutrální pásmo posouvá k vnitřnímu okraji – vypočítává se v první třetině tloušťky materiálu

Určení délky materiálu na ohyb – neutrální pásmo v první třetině ?

• Při ohýbání se tedy vyskytuje namáhání na tah a tlak

Zásady snadného ohybu

Ohýbáním klade materiál určitý odpor – má tzv. svou pevnost v ohybu. Síla potřebná k ohybu bude tím větší:

• Čím bude materiál tvrdší:

  • Snadněji se uskutečňuje ohyb zatepla – zahřátím materiál měkne a ztrácí pevnost

  • Totéž platí pro neželezné kovy

• Čím budou okrajová vlákna dále od neutrální osy:

  • Proto se ploché a tenké oceli ohýbají snadněji naplocho než na výšku

  • Okrajová vlákna se prodlužují tím více, čím jsou dále od neutrální osy, a naopak zkracují tím více, čím jsou blíže k neutrální ose

  • Nejvíce se tedy prodlužují na vnější straně a pěchují na vnitřní straně

  • Čím blíže jsou vlákna k neutrálnímu pásmu, tím je jejich prodloužení nebo zkrácení menší a k ohybu nebude zapotřebí tak velká síla

• Čím bude více materiálu v okrajových vláknech:

  • Proto se vyrábí oceli různého tvaru

  • Tzv. profilová ocel – např. I, L, T, U, trubky apod.

  • Má velkou pevnost v ohybu a používá se proto jako nosníky různých konstrukcí

Způsoby ohýbání

Polotovary malých průřezů – zakružují se na vlčku, tzv. růžku, vloženém do kovadliny.

Větší profily – zakružují se přes kuželový roh kovadliny a dokončují se pomocí trnu na dráze kovadliny.

Ohýbání přes kuželový roh kovadliny:

http://www.youtube.com/watch?v=xYckjUldG3A

http://www.youtube.com/watch?v=wD90sq_aKCo

Ostré ohyby – používá se tupý plochý roh, tedy hranu kovadliny.

Válcovaný materiál – plechy, pásky a tyče:

• Ohýbá se kolmo na směr vláken vzniklých válcováním, aby se namáhání při ohybu rozdělilo na větší počet vláken

• Při ohýbání ve směru vláken vzniká nebezpečí, že se materiál zlomí

Ve svěráku:

• Tenké plechy a páskový materiál menších rozměrů

• Delší materiály se ohýbají tahem, na kratší se použije kladivo nebo pryžová palička

• Do čelistí svěráku se vkládá podle potřeby vložka se zaoblenou hranou nebo s hranou ostrou

• Je-li ohýbané rameno dlouhé, přitlačuje se levou rukou přes hranu a dřevěnou palicí se lehce poklepává na místo ohybu tak, aby byl ohyb přesný

• Je-li ohýbané rameno krátké, nasadí se těsně k místu ohybu špalík z tvrdého dřeva, na který směřují silné údery kladivem

Prstence z páskového a profilového materiálu se zhotovují vytahováním vnější strany do oblouku:

• Páskový materiál – zpracovává se nosem kladiva, jehož údery směřují na vnější stranu tak, aby byly vnitřní okraje silnější

• Úhelníky:

  • Zakružují se údery kladivem na vnější horní stranu vodorovného ramena při použití zápustkové kovadlinky

  • Zakružují se údery kladivem na spodní stranu téhož ramena při práci na rovnací desce

• Profily U – zakružují se na kovadlinkách, přičemž se střídavě vytahují jejich ramena údery na vnější stranu

Ohyby s definovaným zaoblením:

• Dělají se přes vhodně zvolenou šablonu, např. řemenici, kolečko apod.

• Ohýbají se tak různé menší obruče, které se po svaření jejich konců vyrovnávají na kuželu vhodné velikosti

Ohýbání přes vhodně zvolenou šablonu:

http://www.youtube.com/watch?v=LBA6l9B-GnI

http://www.youtube.com/watch?v=Wd7HgO_lL3I

http://www.youtube.com/watch?v=MQzu808tvhc

Výpočet – kroužek z válcové oceli UC5-P1-420³

Prohnutí plechového pásu – stáčení:

• Provádí se u jednodušších výrobků nosem kladiva v půlkruhové zápustce nebo na válcových ohýbačkách

Zhotovení většího počtu stejných výrobků – používají se různé ohýbací přípravky.

Ohýbání profilových ocelí:

• V místě, kde se bude materiál pěchovat, se vyřízne klín ve tvaru písmene V, jehož velikost se řídí velikostí ohybu ramen

• Rovný materiál má úhel 180° – chceme-li např. ohnout ocel tak, aby ramena svírala úhel 140°, vyřízneme klínek o úhlu 40°

• Součet úhlu vyříznuté oceli s úhlem ohnuté oceli tedy musí dát dohromady vždy 180°

• Po ohnutí se boky vyříznutého materiálu k sobě svaří

Obr. 2: Vyříznutí klínu před pěchováním

Zdroj: ČERMÁK, Miloslav. Technologie kovářských prací pro 1. ročník učebního oboru kovář. 1. vyd. Praha: Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství České republiky, 1994, 110 s. ISBN 80-710-5077-6.

Ohýbání drátu:

• Ohýbá se ručně špičatými kleštěmi

• Je-li potřeba ohnout oko, ohýbá se po krátkých úsecích a nakonec se konec stočí k drátu

Ohýbání tyčového materiálu menších průřezů:

• Ohýbá se ve svěráku s použitím tvarových vložek

• Oko se ohýbá kladivem podle trnu příslušného průměru

• Lehké údery kladivem směřují od upnutého místa směrem ke konci, čímž se příslušný úsek ohne do půlkruhu

Ohýbání trubek:

• Trubky do průměru asi 12 mm lze ohýbat zastudena, větší  zatepla

• Nejmenší poloměr ohybu má být větší než čtyřnásobek průměru trubky

• Trubky o průměru větším než je 12 mm by se při ohýbání zploštily, proto se musí plnit:

  • Ocelové trubky – jeden konec trubky se uzavře dřevěnou zátkou, dovnitř se střásáním napěchuje suchý jemný písek tak, aby dutinu zcela vyplnil, zátkou se uzavře druhý konec trubky, potom se se v místech ohybu trubka ohřeje, ohýbá se tahem a po dokončení se písek z trubky vysype – k plnění trubek se musí používat pouze suchý písek, protože vlhký písek může při ohřevu způsobit explozi

  • Měděné, mosazné a hliníkové trubky – před ohýbáním se plní roztavenou kalafunou, která se z nich po ohnutí opět vytaví

Obr. 3: Stáčení materiálu za tepla

 

Obr. 4: Stáčení materiálu za tepla pomocí přípravku na stáčení

Zpětné pružení

• Po ukončení ohýbání se po uvolnění nástroje vrátí materiál vlivem pružnosti o malý úhel zpět

• Proto musí být při ohýbání úhel trochu větší o velikost elastické deformace a poloměr válcové plochy opěrné části ohýbačky trochu menší než poloměr ohybu hotového výrobku

Obr. 5: Průběh ohybu a zpětného pružení

Minimální poloměr ohybu

• Poloměr ohybu je vnitřní poloměr hotové součásti

• Pro každý profil je stanovený minimální poloměr ohybu, při kterém materiál v místě ohybu nepraská – nezlomí se

• Tento poloměr závisí na:

  • Jakosti materiálu nebo druhu oceli

  • Tloušťce plechu

  • Průměru trubky a tvaru profilu

Ohybová pevnost

Porovnávat různé profily mezi sebou z hlediska ohybové pevnosti umožňuje výpočet ohybového modulu průřezu Wo (mm³) pro jednotlivé profily.

Ohybový modul průřezu UC5-P1-420⁴

Pro duté a složené průřezy je výpočet složitější. Pro válcované profily, např. I, L apod., a trubky lze hodnoty W_ox a W_oy najít ve strojnických tabulkách.

Příklad – ohybová pevnost UC5-P1-420⁵

Pracovní postup při ohýbání některých kovářských výrobků:

Ohýbání probíjené výplně:

http://www.youtube.com/watch?v=mEiR8rb2qHg

Ohýbání – hák:

http://www.youtube.com/watch?v=i9gAZ1Jq7Aw

Ohýbání – podkova:

http://www.youtube.com/watch?v=KEMT__1Z74A

 

Zdroje

• BOTHE, Otakar. Strojírenská technologie 2 pro strojírenské učební obory. 1. vyd. Praha: SNTL, 1980, 164 s.
• ČERMÁK, Miloslav. Technologie kovářských prací pro 1. ročník učebního oboru kovář. 1. vyd. Praha: Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství České republiky, 1994, 110 s. ISBN 80-710-5077-6.
• FISCHER, Ulrich. Základy strojnictví. 1. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2004, 290 s. ISBN 80-867-0609-5.
• GOŇA, Karel, Pavel RÉVAY a Šimon VONDRUŠKA. Umělecké kovářství. 1. vyd. Praha, 2005, 200 s. Řemesla, tradice, technika. ISBN 80-247-0918-X.
• OUTRATA, Jiří. Technologie ručního zpracování kovů pro 1. ročník OU a UŠ kovodělných oborů. 3. vyd. Praha: SNTL, 1981, 188 s.

Obrázky a videa

• Obr. 1 - 2: ČERMÁK, Miloslav. Technologie kovářských prací pro 1. ročník učebního oboru kovář. 1. vyd. Praha: Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství České republiky, 1994, 110 s. ISBN 80-710-5077-6.
• Obr. 3 - 4: fotografie z dílny MgA. Jaroslava Křížka
• Obr. 5: FISCHER, Ulrich. Základy strojnictví. 1. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2004, 290 s. ISBN 80-867-0609-5.
• Použito video z archivu školy.

Testy