Гибка тонколистового металла

Гибка металла. Способы, инструмент для гибки металла

Процессом гибки называют слесарную операцию, с помощью которой заготовка из металла при деформации принимает требуемую пространственную форму. В практике слесарного дела слесарю часто приходится изгибать заготовки из листового, полосового и круглого материала под углом, с определенным радиусом, выгибать разной формы кривые (угольники, петли, скобы и т.д). Для выполнения данной работы необходимо предварительно определить длину развернутой заготовки.

Когда толщина заготовки превышает 4 мм применяют горячую гибку.

В процессе гибки металл подвергается одновременному воздействию растягивающих и сжимающих усилий. На наружной стороне детали в месте изгиба волокна металла растягиваются и длина их увеличивается; на внутренней же, наоборот, волокна сжимаются и длина их укорачивается. И только нейтральный слой, или, как принято называть, нейтральная линия, в момент сгиба, полагают, не испытывает ни сжатия, ни растяжения, и поэтому длина нейтральной линии после изгиба детали не изменяется.

При гибке металла приходится преодолевать силы упругости заготовки из металла.

Упругостью называется свойство заготовки из металла, благодаря которому деталь восстанавливает после снятия нагрузки свои первоначальные форму и размеры. При нормальных температурах, ограниченных скоростью и продолжительностью деформации, деталь с достаточной точностью можно считать

упругой до тех пор, пока возникающие в ней напряжения и деформации не превзошли определенного значения предела упругости. Поэтому согнутая на определенный угол деталь после снятия напряжения стремится, как пружина, расправиться, т.е. угол загиба всегда несколько увеличивается, а деталь немного выпрямляется. Поэтому при изготовлении деталей гибкой следует учитывать пружинящие свойства металла.

Пластичностью называется способность материала сохранять полностью или частично деформацию, получившуюся под действием приложенных сил и по прекращении действия этих сил. В зависимости от соотношения величин остаточной и упругой деформаций, получаемых перед наступлением разрушения, материал можно считать пластичным или хрупким. Однако пластичность и хрупкость не могут быть отнесены только к свойству материала. Один и тот же материал в зависимости от характера напряженного состояния, температуры и скорости деформирования может проявляться как пластичный или как хрупкий.

Различают следующие стадии пластических деформаций:

• а) начало текучести – пластические деформации одного порядка с упругими;
• б) пластическое состояние при малых деформациях – пластические деформации велики по сравнению с упругими, но малы по сравнению с первоначальными изменениями размеров или формы детали;
• в) пластическое состояние при больших деформациях (технологические пластические деформации) – размеры или формы детали меняются значительно.

Гибка сопровождается упругими и пластическими деформациями, что вызывает искажения первоначальной формы поперечного сечения заготовки, и уменьшением ее площади (утяжка) в зоне изгиба (рис. 1).

Рис. 1. Искажение формы заготовки при изгибе: а – круглого сечения; б – прямоугольного сечения; в – утяжка

Кроме того, возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Напряжения внешних волокон при относительно малом r в этих волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины). Эти дефекты тем вероятнее, чем меньше радиус закругления и чем больше угол загиба. Чтобы исключить появление дефектов, необходимо выдержать минимальный радиус гибки.

Минимальный радиус гибки приближенно определяется по формуле: r=S·k, где r – радиус гибки, k – коэффициент, зависящий от материала и направления проката, S – толщина материала. При гибке поперек волокон для меди, цинка, латуни и алюминия k=0,25–0,3, для стали мягкой – k=0,5 и для стали средней твердости – k=0,8. При гибке вдоль волокон для меди, цинка, латуни и алюминия k= 0,4–0,45, для стали мягкой – k=1,2 и для стали средней твердости – k=1,5. Зачисткой кромок перед гибкой можно снизить k в 1,5, а иногда и в 2 раза.

Длина заготовки L при гибке определяется суммой длин прямых участков и длин нейтральных осей изогнутых участков, например, L= l1+ l2+ l (рис. 2).

где φ – угол дуги f в градусах (φ=180° – β ); x – расстояние от внутренней плоскости до нейтральной оси в мм.

Рис. 2. Схема составляющих длины согнутой полосы

При относительно малом r растяжение материала в наружных волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины).

1. Основные приемы гибки деталей из полосы

При гибке деталей вручную необходимо учитывать, что в зависимости от свойств материала, толщины и размеров заготовки из полосы необходимо прикладывать различные усилия для выполнения работы. Поэтому необходимо учитывать, что:

• при гибке деталей из тонкого листового пластичного материала, толщиной 0,2 мм и менее, на поверхности деталей могут оставаться следы от ударов молотком, поэтому целесообразно при гибке использовать подкладки из деревянных брусков, отрезков стальной полосы или бруска и т.п., в некоторых случаях эта работа может быть выполнена без молотка, а обжатием заготовки вручную с использованием подкладок;
• при гибке деталей из тонкого листового пластичного материала, толщиной 0,2–0,5 мм, применяют легкие молотки, подкладки из цветного металла, из отрезков стальной полосы или бруска и т.п.;
• для деталей из листового материала, толщиной 3,0 мм и более, для предварительной гибки применяют более тяжелые молотки (кувалды – для материала толщиной 8 мм и более), а более легкие молотки для окончательной гибки и правки деталей после гибки;
• при ручной гибке в зависимости от усилий, которые прилагают для гибки заготовок, выбирают менее или более тяжелые тиски;
• при ручной гибке с увеличением толщины металла возрастают усилия, с которыми необходимо зажимать заготовку в тисках. В результате на поверхности заготовок каленые губки тисков оставляют следы рифления накладок губок, что портит внешний вид деталей. Поэтому при закреплении заготовок в тисках используют подкладки из цветного металла, мягкой стали и т.п.;
• при ручной гибке симметричных деталей возможно смещение оси симметрии по длине заготовки, поэтому целесообразно по концам заготовки симметрично оставить припуск, который удаляют по окончании гибки;
• при гибке коротких полок (например, у хомутиков из материала толщиной 4–6 мм), которые меньше ширины бойка молотка, целесообразно по концам заготовки симметрично оставить припуск, который удаляют по окончании гибки.

Гибку деталей выполняют по образцу готовой детали, либо по образцу-макету, который более удобен для работы.

Для выполнения макета рабочий вычерчивает на листе бумаги или на листе металла (чертилкой) профиль детали в натуральную величину, который нужно будет согнуть. Затем из проволоки или тонкой полосы при помощи плоскогубцев по рисунку сгибают контур профиля детали (с учетом радиусов и углов наклона плоскостей).

Для гибки детали подбирают оправки с минимальным радиусом гибки и с радиусами, которыми должны соединяться прямолинейные участки детали.

На заготовке детали чертилкой размечают линии, по которым будут производить гибку.

При выполнении гибки полок заготовку 1 (рис. 3, а) зажимают в тиски между двумя оправками 2 и 3 так, чтобы линия гибки была обращена в сторону загиба, на уровне верхней кромки оправки 3. Молотком ударяют по верхней полке детали 1. Ударять молотком нужно равномерно всей поверхностью бойка.

Рис. 3. Гибка заготовки детали в тисках: а – под углом; б – по радиусу

Угол наклона полки проверяют, прикладывая шаблон к вертикальной грани детали 1. Грань оправки 3, на которой производится гибка заготовки, должна быть запилена по радиусу больше критического для данной толщины заготовки.

При выполнении гибки по радиусу заготовку 1 (рис. 3, б) зажимают в тиски между губкой и оправкой 2 так, чтобы линия гибки была обращена в сторону загиба и выступала над образующей оправки 2 на величину А мм, если необходимо, чтобы полки были равной длины.

где r – радиус оправки.

Направление ударов молотком показано стрелками.

Для гибки заготовок из листового материала применяются ручные листогибочные машины и машины с механическим приводом. Принцип работы заключается в том, что на столе машины прижимом закрепляется заготовка, которая выставляется местом изгиба относительно прижима. Затем поворотная траверса приводится в движение, поворачивается на установленный угол и тем самым изгибает на нужный угол заготовку. Машина имеет оснастку, которая позволяет гнуть различные профили.

2. Основные приемы гибки деталей из труб

Гибку деталей из труб производят в холодном и горячем состояниях ручным и механизированным способами, с наполнителями и без наполнителей.

Наполнители применяют для исключения образования складок и сплющивания стенок труб. В качестве наполнителей используется просушенный мелкий песок или синтетические гранулы.

Для каждой трубы в зависимости от ее диаметра и материала установлен минимально допустимый радиус гибки. При меньшем радиусе гибка недопустима (табл. 1).

Таблица 1. Значения минимально допустимых радиусов гибки труб в холодном состоянии, мм

Как проводится гибка листового металла?

Такая технологическая операция, как [гибка листового металла], позволяет при минимальных физических усилиях сформировать заготовку требуемой конфигурации.

Альтернативой гибки металлического проката является сварочный процесс, однако в этом случае он занимает гораздо больше времени, да и в финансовом плане стоит несколько дороже.

Гибка листового металла может быть произведена ручным или автоматическим способом, однако и в том, и в другом случае технология самого процесса остается неизменной.

В том случае, когда осуществляется гибка проката, который имеет большой радиус, как правило, нейтральный слой располагается в средней части толщины.

В свою очередь, если взят минимальный радиус, то вышеупомянутый слой уже смещается непосредственно в сторону области сжатия материала.

На промышленных производствах технология гибки листового металла осуществляется при помощи специального оборудования, при этом производится предварительный расчет и учитывается соответствующий ГОСТ.

Технология гибки проката своими руками имеет свои особенности, притом, что также должен быть произведен необходимый расчет и взят во внимание ГОСТ.

В этом случае используется специальное приспособление, а чтобы изменить конфигурацию металлического листа, необходимо приложить определенные усилия и обязательно взять во внимание расчет.

Основные принципы гибки металла

Для изменения формы металлического проката можно использовать несколько различных методик.

Очень часто в этом случае используют сварку, однако такое тепловое воздействие на металл не только сильно влияет на его структуру, но и значительно снижает показатели его прочности, а соответственно, и уменьшает срок службы.

В этом случае изменить форму листового металла можно за счет определенного усилия, при котором в заготовке не происходят структурные изменения.

Особенности гибки металлического проката заключаются в том, что при выполнении этой слесарной операции происходит растяжение наружных слоев материала и соответственно сжатие внутренних.

Технология гибки любого листового металла заключается в том, что часть проката перегибается по отношению к другой на строго определенный угол.

Получить величину заданного угла перегиба позволяет расчет.

Конечно, за счет прилагаемого усилия сам металл определенным образом подвергается деформации, которая имеет допустимый предел, который согласно ГОСТ зависит от таких параметров, как толщина материала, величина угла изгиба, а также хрупкости и скорости проведения операции.

Данная технологическая операция проводится на специальном оборудовании, которое дает возможность получить в итоге изделие без каких-либо дефектов.

В условиях, когда работа выполняется своими руками, для гибки металла используется специальное приспособление.

И в том, и в другом случае необходимо обязательно учитывать то, что если изделие будет согнуто с нарушениями, то на поверхности материала образуются микротрещины, которые впоследствии станут причиной ослабления металла непосредственно в месте изгиба, что может привести к серьезным последствиям.

Современные возможности позволяют проводить изгиб проката самой разной толщины, при этом создаваемое напряжение должно превышать такой параметр, как предел упругости.

В любом случае, деформация листового металла должна носить пластический характер.

Следует отметить, что получаемая таким образом бесшовная конструкция, будет иметь высокую прочность и обладать определенной устойчивость к воздействию коррозии.

Виды и типы гибки

Любая гибка металла может быть произведена как своими руками, так и с использованием специального профессионального оборудования, предназначенного для этих целей.

Следует отметить, что при выполнении данной технологической операции своими руками придется затратить определенные физические усилия и время.

В этом случае гибка осуществляется при помощи плоскогубцев и молотка, в некоторых отдельных случаях используется специальное приспособление.

Следует отметить, что изгибание своими руками тонкого металлического листа, а также алюминия осуществляется с использованием киянки.

На промышленных предприятиях этот процесс стараются всячески автоматизировать и используют непосредственно для гибки вальцы ручного или гидравлического типов, а также специальные роликовые агрегаты.

К примеру, чтобы придать изделию цилиндрическую форму, изгиб металла осуществляют при помощи вальцев. Таким образом получают трубы, дымоходы, желоба и многое другое.

Наиболее часто на промышленных предприятиях гибка металла производится на специальных листогибочных прессах.

В зависимости от функциональных возможностей такие прессы могут иметь различное устройство и, соответственно, размеры.

Следует отметить, что современное оборудование позволяет выполнять высокотехнологичные операции с металлом.

Так, новые промышленные станки дают возможность за один рабочий цикл произвести одновременно загиб листа по нескольким линиям, что дает возможность выпускать детали любой сложности.

Как правило, такое оборудование достаточно легко эксплуатировать.

Перенастроить его на работу с другим материалом можно достаточно быстро.

Данная операция требует особого внимания при необходимости выполнить изгиб листового алюминия.

Связано это, прежде всего, с тем, что у листового алюминия параметры прочности и упругости имеют несколько отличные величины от других типов металлов.

Самостоятельная гибка

Каждый металл имеет свой ГОСТ, который следует обязательно учитывать, когда проводится расчет, при котором получается минимальный радиус изгиба листа.

Расчет, в котором указаны параметры, всегда индивидуален. Особенности гибки металлического листа учитывают не только минимальный радиус изгиба, но и коэффициент упругости, а также прочностные характеристики.

Гибка металлического листа позволяет получить профиля с различной конфигурацией, сборные перегородки, откосы, а также многие другие изделия.

Перед тем как перейти к гибке металла, необходимо сделать соответствующий расчет в соответствии с ГОСТ и определить минимальный радиус линии изгиба.

Также обязательно определяется и длина изгибаемой полосы, при этом необходимо сделать минимальный припуск непосредственно на каждую линию изгиба.

Сам листовой металл из алюминия, нержавейки и пр. следует при необходимости выровнять и разрезать в соответствии с чертежом. Резка своими руками, как правило, осуществляется ножницам по соответствующей технологии. если не приложить усилия, то ничего не получится.

Далее следует на заготовку нанести в определенных местах риски, по которым и будет производиться изгибание.

Металлическая заготовка прочно зажимается в тисках подходящих размеров по начерченной линии изгиба, после чего при помощи увесистого молотка производится первый загиб.

Далее металлическая заготовка переставляется к следующему месту технологического загиба, вместе с деревянным бруском плотно зажимается, после чего производится следующий загиб, согласно чертежу.

После этого осуществляется разметка лапок скобы и в тисках при помощи молотка обе лапки отгибаются в заданном направлении.

По окончанию выполнения работ при помощи угольника необходимо убедиться в том, что заготовка соответствует всем заданным параметрам.

Если есть некоторые расхождения с предварительными расчетами, то их следует исправить в той же последовательности.

Более подробно о том, как своими руками осуществляется гибка металлических листов при помощи тисков и молотка, рассказано на видео, которое размещено ниже.

Порядок резки металла

Как правило, перед тем как производить изгиб металлических заготовок, им придают форму, заданную чертежом, что позволяет упростить работу и получить более точный радиус загиба.

Резка металлического листа представляет собой отдельную техническую операцию, которая производится по своей технологии.

В большинстве случаев резка заготовок из металла осуществляется при помощи листовых ножниц, которые носят название гильотина.

Такие станки, как правило, устанавливаются на предприятиях и позволяют быстро выполнить необходимую работу, учитывая при этом радиус изгиба и плотность материала.

В домашних условиях резка металла осуществляется при помощи специальных слесарных ножниц.

Стоит отметить, что ручными ножницами выполняется резка металла с минимальной толщиной.

Для более толстого металла следует использовать стуловые или кровельные типы ножниц.

Резка металла в домашних условиях при необходимости может быть произведена и при помощи ножовки.

В этом случае придется затратить определенные физические усилия и следить за качеством получаемого среза.

Если резка металла выполняется ножовкой, то при выполнении работы следует контролировать натяжение полотна, так как от этого во многом зависит ровность разреза.

О том, как своими руками разрезать металлический лист, рассказано на видео, которое размещено ниже.

Гибка листового металла – возможна и в домашних условиях!

Гибка листового металла (ГЛМ) представляет собой технологическую операцию, направленную на получение объемной заготовки либо изделия в процессе деформации листа. Такой процесс дает возможность ускорить и упростить процедуру производства металлоконструкций.

1 Технология ГЛМ – в чем суть операции?

Гибка стали в листах подразумевает приложение давления или нагрузки (то есть определенной внешней силы) к заготовке, в результате чего она пластически деформируется в форме изгиба (смотрите видео). При этом сплошность металла не нарушается. Самым элементарным типом такого процесса считается прямолинейная ГЛМ без нагрева металлического листа, которая выполняется приложением давления на заготовку по заданной линии сгиба.

Технология гибки основывается на естественной ковкости (пластичности) стали и различных металлов.

Указанные материалы без проблем сгибаются при помощи простых механических приспособлений и более сложных производственных прессов в холодном состоянии. А вот балочный прокат чаще всего гнут по методике горячего деформирования.

Сущность процедуры ГЛМ состоит в том, что лист размещают между нижней и верхней плитами специального пресса либо между фигурными валками механического станка и подвергают его строго контролируемой деформации. Технология процесса хорошо видна на видео. Лист металла после такой операции может иметь практически любую конфигурацию (в том числе и достаточно сложную). При желании на специальном гибочном оборудовании можно получить даже замкнутый профиль.

Гибка листового металла своими руками выполняется по определенным правилам. Обязательным является предварительный расчет величины усилия, с которым можно воздействовать на листы стали. Этот показатель определяется сравнением предельной пластичности металла с показателем нагрузки, которую планируется приложить к сгибаемой заготовке.

Расчет сам по себе несложен. Необходимо принять во внимание геометрические размеры листов стали и пределы их ковкости и, базируясь на этих значениях, выбрать по стандартным графикам либо табличкам рекомендованную рабочую нагрузку. Важно подобрать показатель усилия так, чтобы он не приближался слишком близко к пределу пластичности металла. Если расчет будет выполнен неграмотно, в листе стали останутся усталостные напряжения или же заготовка просто-напросто «порвется».

2 Коротко о профессиональном оборудовании для гибки

Сейчас создано немало станков и сравнительно простых приспособлений для ГЛМ. Самые элементарные из них дают возможность получать в домашних условиях П-образные (швеллеры) и Г-образные (уголки) изделия. О них речь пойдет ниже. А вот промышленные предприятия обычно эксплуатируют разное по конструкции гибочное оборудование, называемое прессами. Они могут быть:

• Ротационными. Такие вальцовые агрегаты гнут листы в процессе их передвижения между специальными валками. Ротационные станки бывают стационарными и переносными. Их применяют для изготовления малых количеств больших по длине и габаритам заготовок.
• Поворотными. Листовой металл в этих прессах гнется за счет наличия в их конструкции гибочных балок и двух плит – неподвижной снизу и поворотной сверху. Такое оборудование идеально годится для обработки изделий с не очень сложным рельефом и с небольшими геометрическими размерами.
• Обычные прессы с пневматическим либо гидравлическим приводом. Они подходят для производства массовых и мелкосерийных партий изделий. Изгиб листов в них выполняется между пуансоном и матрицей, что дает возможность работать даже с толстыми металлическими заготовками. Гидравлические листогибы эксплуатируются чаще, чем их пневматические «собратья».

Ротационное оборудование считается самым современным. Оно работает автоматически (смотрите видео). Для его использования оператору не нужно выполнять расчет требуемого для операции усилия. Станки с поворотной балкой также являются высокоавтоматизированными. Обычные же прессы требуют активного участия человека в работе. Оператор должен подавать листы по одному на станок, контролировать положение заготовки на матрице в строго определенном положении. Такое оборудование часто используется на небольших предприятиях, работающих с металлическими изделиями.

3 Самостоятельная ГЛМ – возможна ли она в домашних условиях?

Гибку тонколистового металла можно выполнять своими руками. Для этих целей совсем необязательно покупать дорогостоящие прессы или специальные листогибочные агрегаты. Простой способ ГЛМ требует наличия уголка из металла и обычной киянки. Заготовку нужно поместить на край уголка, выдвинуть часть листа, которую требуется загнуть, а затем аккуратными ударами молотка придать желаемый изгиб. Понятно, что данная методика точность загиба не гарантирует, даже если вы будете соблюдать все правила выполнения операции (учтете особенности материала, проведете расчет нагрузки и так далее).

Более качественные результаты гибочной процедуры можно достичь, используя автомобильный домкрат. Он позволяет весьма эффективно и точно осуществлять гибку арматуры, тонких и толстых листов, а также труб. Заготовку помещают на подводимую снизу выдвижную штангу. Упирают ее в зафиксированные сверху штыри, между которыми будет перемещаться штанга, выгибая по время движения листовую металлическую деталь или стальную трубу.

Также любой домашний мастер способен самостоятельно сконструировать удобный станок для сгибания ГЛМ. Для этого ему понадобятся следующие элементы:

• поверхность, выполняющая функцию рабочего стола;
• струбцины;
• 8-сантиметровый уголок;
• болты, рукоятки и петли;
• 8-сантиметровая стальная балка.

Основой конструкции станет двутавровый профиль из металла. К его верхней части следует присоединить при помощи болтов уголок, который нужен для удерживания листов при их изгибании. Под этим элементом при помощи агрегата для ручной дуговой сварки крепят три петли (подходят те, которые монтируются на металлические современные двери). С другой стороны их приваривают непосредственно к уголку.

К столу получившееся приспособление следует прижать двумя струбцинами. Стальной лист для гибки укладывают под прижимной уголок: откручивают его, а после размещения заготовки – ставят обратно. Обратите внимание – полностью демонтировать прижимной элемент не нужно. Его достаточно приподнять на высоту, которой достаточно для укладки под него металлического листа. Как это делается, хорошо видно на видео. Листовую заготовку монтируют между уголком и профилем и тщательно выравнивают по краю прижима.

Специалисты советуют немного усовершенствовать такую конструкцию, чтобы ее применение было максимально удобным. Для этого достаточно приварить две рукоятки к уголку. Они позволят без проблем поворачивать уголок, тогда сгибать листы будет быстрее и удобнее.

На таком простеньком агрегате вам станет доступна гибка тонколистового металла в домашних условиях. Большие по толщине листы самодельный станок, к сожалению, не осилит. Но в быту потребность в их сгибании возникает крайне редко.

Технология гибки металлов и сплавов

Виды гибки

Гибка определяется как процесс обработки металлов давлением, в результате которого изменяется продольная ось деформируемой заготовки. Различают следующие варианты реализации гибки:

Виды гибок Одноугловая или V -образная (рис.1 а) – двуугловая или U- образная (рис.1 б ) – многоугловая (рис.1 в, г); – криволинейная (рис.1 д, е, з) и позволяющая получать изделия типа труб (рис.1 ж)

• П-образную (двухугловую).
• М-образную (одноугловую).
• Многоугловую гибку.

Все эти разновидности могут выполняться следующими способами:

Гибка калибрующим ударом

• Свободной гибкой, при которой центр симметрии заготовки не фиксируется, а сама гибка металла происходит путём нажима рабочего инструмента – пуансона на поверхность изгибаемой заготовки. Конфигурация деформированной заготовки зависит от формы пуансона;
• Гибка калибрующим ударом, при которой заготовка укладывается в матрицу. Конфигурация матрицы и определяет конечную форму заготовки;
• В роликовых матрицах, когда поворачивающиеся части рабочего инструмента постепенно формируют ось изогнутой заготовки.

Характерная особенность гибки – резко различное положение сетки макроструктуры в зависимости от направления гибки. Поэтому для мало- и среднепластичных металлов и сплавов направление волокон существенно важно: при совпадении такого направления с направлением перемещения оси деформируемой заготовки разрушение её в ходе штамповки маловероятно. В противном случае происходит расслаивание частиц в некоторых объёмах заготовки; в таких ситуациях гибка металла считается неисправимым браком.

Параметры гибки и их определение

Для выяснения принципиальной возможности гибки заготовки из конкретного металла или сплава требуется знать:

• Величину предельного радиуса гиба, и сравнения его с фактической толщиной деформируемой заготовки.
• Направление волокон прокатки.
• Исходное значение предела текучести металла.
• Допускаемые отклонения формы готового изделия после гибки.

Гибка тонколистового металла

Указанные исходные данные необходимы в случае гибки тонколистовых заготовок. Для гибки труб, а также некоторых видов профильного проката – круга, шестигранника, уголка и пр. – необходимо знать также допустимую относительную деформацию профиля после гибки.

Гибка металлов не относится к числу энергоёмких операций штамповки. Усилие процесса невелико, поэтому основным критерием для выбора деформирующего оборудования являются длина рабочей зоны обработки, и скорость перемещения деформирующего инструмента. Во многих случаях тонколистовая гибка заготовок возможна даже на ручных станках – профилегибах, трубогибах и т.д.

Дефекты и трудности при гибке

Гибка малопластичных сталей (в частности, содержащих более 0,5% С) усложняется, главным образом, из-за явления пружинения – несоответствия конфигурации готовой детали требованиям чертежа. Пружинение – основная проблема при разработке технологического процесса гибки.

Суть явления состоит в упругом последействии материала после снятия рабочей нагрузки. В результате форма заготовки искажается (в некоторых случаях фактический угол пружинения может доходить до 12…15 0 , что впоследствии резко сказывается на точности сопряжения гнутой детали со смежной).

Пружинение ликвидируют или уменьшают использованием следующих технологических приёмов:

Пружинение при гибке

• Компенсацией угла пружинения соответствующим изменением параметров рабочей части пуансона и матрицы. Метод эффективен, если точно известна марка металла/сплава или его прочностные характеристики, в частности, предел временного сопротивления. В особо ответственных ситуациях потребуется проведение технологических проб на загиб. Если, например, угол пружинения составляет 12 0 , то рабочую кромку пуансона увеличивают на такой же угол.
• Изменением рабочего профиля матрицы, в результате чего гибка металлов по всей длине зоны деформирования должна постоянно происходить при контакте с активным рабочим инструментом. Для этого в матрице выполняют технологические поднутрения или выемки, если это возможно.
• Повышением пластичности металла, для чего его перед штамповкой подвергают отжигу. Для высокоуглеродистых сталей температуру отжига обычно устанавливают в пределах 570…600 0 С, а для низкоуглеродистых 180…200 0 С.
• Проведением гибки в горячем состоянии, когда пластические характеристики металла заведомо лучше. Правда, при этом в технологический процесс вводится дополнительная операция очистки поверхности детали, а рабочую поверхность матрицы после каждого хода пуансона необходимо очищать от частиц окалины.

Оборудование для гибки

В производственных условиях гибку ведут на так называемых листогибочных прессах серии И13. Они могут изготавливаться с механическим или гидравлическим приводом. Механические двухкривошипные прессы состоят из следующих узлов:

Механический листогибочный пресс серии И – 13

• Сварной двухстоечной станины;
• Электродвигателя;
• Клиноременной передачи;
• Пневмофрикционной системы управления прессом, которая включает в себя сблокированные муфту и тормоз (ввиду относительно небольшого крутящего момента муфта и тормоз часто выполняются однодисковыми);
• Промежуточного вала, на котором размещается понижающая зубчатая передача;
• Главного вала, к которому присоединяется основной исполнительный механизм кривошипно-шатунного типа (число шатунов – обычно два);
• Ползуна, к которому в нижней его части крепится активный рабочий инструмент – пуансон (их может быть несколько) и направляющая плита со втулками.
• Стола, к которому крепится неподвижная часть штампового блока с матрицами, направляющими колонками и устройствами фиксации заготовки в штампе.
• Системы смазки и блока управления листогибочным прессом.

Пресс иб1430Б-02

Гибка профилей

Ввиду того, что данные профили имеют повышенное значение момента сопротивления, традиционные способы гибки тут неприемлемы. Поэтому для гибки используют преимущественно машины ротационного действия. По сравнению с листогибочным оборудованием они имеют то преимущество, что приложение усилия происходит не одновременно по всей поверхности заготовки, а последовательно. В результате усилие гибки снижается, а требуемый для выбора электродвигателя крутящий момент снижается.

Для небольших заготовок ротационные машины вообще могут иметь ручной привод. Поскольку гибка выполняется по последовательной схеме, то одновременно с деформацией может производиться и правка изделия, что способствует снятию внутренних напряжений в материале.

Правильно-гибочные машины различают по количеству рабочих валков – их может быть три или четыре. Валки могут устанавливаться по симметричной или асимметричной схеме. Регулировка параметров гибки заготовок производится соответствующим изменением положения оси приводного валка, а также изменением их диаметров и профиля рабочей части.

Валы профилегибочного станка

Несмотря на некоторые сложности автоматизации процесса валковые машины конструктивно очень просты и неэнергоёмки. Для них не требуется также изготовление специализированного инструмента – штампов.

Гибка металла: что это такое, назначение, правила и приемы выполнения обработки

Фигурное литье – трудоемкий процесс, который редко применяют. Чаще используют обычный стальной лист или профиль, жгут, который потом деформируют, придавая ему нужную форму. Об этой процедуре поговорим в статье. Расскажем о механической гибке металла – что это такое, дадим определение.

Что это за технология металлообработки

Это процедура, в процессе которой на заготовку оказывается воздействие. Давление может быть осуществлено посредством пресса или тисков и молотка, особенных приспособлений. В результате достигается изогнутый элемент. Особенность в материале – это может быть только достаточно практичный металлический пруток, лист, проволока, но не хрупкий сплав, так как при воздействии киянок или плоскогубцев он просто раскрошится.

Это очень распространенная операция как в домашних мастерских, так и на крупных цехах. Поэтому есть как кустарные станки, изготовленные своими руками, так и аппараты для точного производства. Преимущества обработки металла гибкой:

• Экономичность – весь материал претерпевает деформацию, но не остается обрезков, стружки и прочего лома.
• Из-за того, что не применяется сварка или другие способы соединения частей, вся конструкция отличается максимальной прочностью – нет участков, где присутствует риск образования дефекта.
• Устойчивость к коррозии. По той же причине, что отсутствует сварочный шов, нет и очага, откуда проще всего пойти ржавчине. Химический состав материала остается прежним.
• Эстетичный внешний вид.

Не все заготовки можно гнуть. Мы представим три разновидности процедуры в соответствии с исходным образцом.

Технология гибки листового металла

Станки называются листогибочными, коротко – листогибы. Они могут быть различные по конфигурации и способу действия – прессовые, ручные, поворотные, механические и другие. Приведем пример на самом классическом аппарате, оснащенном прессом. Сверху и снизу находятся две форму, зеркально повторяющие друг друга. Это матрица (угол или паз) и пуансон. Между ними помещается стальной лист. Затем оказывается мягкое давление, происходит деформация.

Второй не менее популярный вариант – поворотный прибор со статичной станиной и подвижной траверсой, которая закрепляется с помощью прижимной балкой. Необходимо движение рукой (из-за рычага силу нужно прикладывать минимальную), чтобы рабочий элемент пришел в движение и произошло сгибание. Такой аппарат можно сделать в домашних условиях, как показано на следующем ролике:

Процесс гибки труб из металла

Трубогибочные станки обычно устанавливаются на заводах и редко применяются в домашних условиях. Процедуру можно проводить с нагревом и с неизменной температурой. В первом случае деформация получается ровнее и быстрее. Разновидности трубогибов:

• рычажные – имеют название из-за ручного привода в виде рычага, ими можно обработать только тонкостенные полости небольшого диаметра;
• арбалетные – заготовка опирается на два конца (зажим производится тисками), а воздействие накладывается посередине с помощью давления;
• валковые – это стандартный способ помещения образца между тремя валами и для листогибов, если нужен плавный зигзаг.

Последняя разновидность наиболее востребована. Второе название – вальцовка. Особенность – возможность производить процедуру без предварительного нагрева. Если слесарь имеет дело с тонкостенными трубами, которые могут сильно деформироваться в момент сгиба, то он использует дорн. Это оснастка, которая помещается внутрь полости, чтобы оказывать противодействие на стенки изнутри.

Работаем с металлопрокатом

Профиль гнется путем проката через несколько валков. Их количество зависит от желаемого угла изгиба. Минимальное – три, максимальное – пять. Обычно процесс проходит без разогрева, но если происходит выполнение гибки металла с повышенной прочностью, то возможна предварительная прокалка электрическим током.

Сейчас очень востребована металлообработка нержавейки. Сперва берется стальной лист, раскраивается, с помощью лазерных резаков производится резка, а только затем заготовка деформируется. Также популярен титан, но он более твердый, поэтому нужно дополнительное давление пресса.

Разновидности способов обработки листовой стали

Так как с листами работают чаще всего, остановимся на них подробнее. Основа классификации – в зависимости от привода. Он может быть:

• Ручной – это занимает достаточно много времени, поэтому чаще используется на небольших производствах и в частных целях. Основные инструменты – молоток и плоскогубцы или киянка, если слой очень тонкий. О высокой точности говорить не приходится, все делается практически на глаз, но для маленьких деталей этого часто оказывается достаточно.
• Автоматический – применяется оборудование, оснащенное пультом управления и электроприводом. Отлично подходит для серийного производства. Оператор только устанавливает заготовку и следит за правильностью выполнения процесса.

Ключевые принципы сгибания и приемы гибки металла

• Для соединения элементов можно использовать сварку, но высокая температура сильно меняет физические свойства, поэтому теряется прочность. растет риск образования коррозии.
• Чтобы предварительно угадать правильный угол и необходимые усилия, следует произвести расчет, учитывающий прочность заготовки и материал.
• Сверьтесь с ГОСТами, чтобы узнать максимально допустимую деформацию. Она зависит от стали, толщины стенок, скорости и прочих параметров.

Типы гибки металла в зависимости от инструментов, применяемых при процессе

Для ручной процедуры применяются любые тиски. Это могут быть пассатижи. Второе приспособление – молоток или киянка. Первый более крепкий, работа с ним идет быстро, но если образец имеет хрупкую структуру или очень тонкие стенки, то следует использовать деревянный мягкий молот.

Более сложные операции возможно производить на специализированном оборудовании – листогибах или вальцах. Они бережнее относятся к материалу, а также позволяют добиться точности процесса. Очень удобно, если одна станина подходит для ряда методов металлообработки и может быстро подстраиваться под необходимость, например, совмещать и резку, и изгиб.

Гибочное оснащение – основное приспособление для гибки металла

Практически любой аппарат предполагает наличие пресса. Он дает возможность распространять усилие и увеличивать давление на нужную область. Он может быть нескольких видов:

• Ротационные, они же вальцовые. Образец проходит между вальцами – стальными валиками.
• Поворотные. Есть две плиты – сверху и снизу. Нижняя закреплена и остается неподвижной, в то время как верхняя оказывает воздействие на материал всей своей массой.
• Обычные пневматические или гидравлические. Это устройство классической штамповки мелких деталей – есть матрица и пуансон, которые сжимаются, чтобы деформировать лист.

Правила собственноручной гибки металла

В домашних условиях стоит учесть качество материала, с которым предстоит работать. Испытания на прочность, пластичность давно приведены и результаты записаны в ГОСТ. При работе с тонким листом можно использовать специальные ножницы – отметьте нужный участок, затем найдите поверхность и зафиксируйте на ней часть полотна. Возьмите массивный молоток и начните постепенно бить им по краю. Для второго загиба и фиксации изделие можно прижать деревянным бруском, чтобы не допустить непреднамеренных деформаций, таким образом давление будет оказано с двух сторон – сверху и снизу.

Промышленные приспособления с назначением в виде гибки металла

Особенность заводских листогибов в том, что за один нажим пресс может производить не один изгиб, а несколько. Эффективность и производительность намного выше. Например, так производятся профилированные листы. Уникальность трубогибов на заводах заключается в наличии у станков электрического привода, что значительно увеличивает максимальную массу, прочность изогнутой трубы. Вручную можно согнуть только небольшой пруток.

Технологии, представленные на выставке

Металлургия и отрасль металлообработки не стоит на месте. Чтобы увеличить информированность производителей и дать возможность выдвинуть новые идеи, ежегодно проводятся выставочные мероприятия, на которых выставляются ноу-хау и усовершенствования имеющихся систем. Рекомендуем следить за программами выставок, чтобы первыми узнавать новые станки.

Параметры гибки и их определение

Перед началом процедуры следует узнать или измерить самостоятельно:

• предельный радиус изгиба – зависит от толщины стенок;
• как расположены волокна – гнуть можно вдоль них, а не поперек;
• текучесть стали;
• разрешенные отклонения итоговой формы.

Дефекты и трудности

Первое, с чем сталкивается слесарь, это возможность пружинить. Каждый металл имеет свою упругость, то есть значение возвратных деформаций. Из-за этого эффекта заготовка может не достичь нужных параметров и немного (или полностью) распрямиться обратно, когда рабочая нагрузка будет убрана.

Следует произвести пробу на аналогичном материале, чтобы компенсировать эти изменения. Увеличить показатель рекомендуется с помощью предварительного отжига. В целом нагретый элемент лучше поддается деформированию, но потребуется снимать окалины и зачищать поверхность.

Оборудование

Популярны в промышленной среде листогибы с прессом серии И13. Они могут быть на гидравлике или с механическим приводом. Вторые имеют следующие узлы:

• прочная станина на двух параллельных стойках;
• электрический двигатель;
• ремень для передачи движения;
• пульт управления прессом – муфта и тормоз;
• несколько валов для распределения нагрузки;
• один или несколько пуансонов;
• фиксированные матрицы;
• смазочная система – подача вещества и его распределение.

Также имеет значение перемещение ползуна, который управляетскорстью процесса – сперва она должна быть небольшой, а затем нарастать.

Процедура своими руками

Мы предлагаем посмотреть ролик, в котором в домашних условиях слесарь покажет, как в мастерской можно использовать самодельный переносной листогиб:

В статье мы рассказали про гибку металла: применение оборудования и его разновидности. Заказывайте станки для металлообработке в компании «Роста», если хотите получить высокое качество и доступную стоимость.