Гибка металла – это метод изменения формы заготовки. Такое изменение выполняют без какой-либо выборки материала, а именно резания или электросварки.
Требуемый результат получают за счет использования деформирования металла. При гибке сжимают внутренний слой материала и растягивают наружный. Чем-то операция гибки сродни правке, применение которой устраняет дефекты – выпуклости и волнистости.
Разновидности и конструкция гибочных станков
Гибку листового металла производят на специализированном оборудовании – листогибах. По принципу действия, станки для гибки металла, можно условно разделить на несколько видов:
Универсальный. При работе этого станка, лист укладывают в закрепленную матрицу и при содействии пуансона ему придают требуемую форму. Пуансоны выполняют в нескольких исполнения, которые отличаются друг от друга формой и размерами, например, углом. На матрице, как правило, выполняют паз в форме угла.
Универсальные прессы легко перенастраиваются и способны решить множество технологических задач.
Поворотный. Этот станок состоит из траверсы, так называют гибочную балку, гибочной балки и заднего упора. Прижимная балка необходима для фиксации листа металла к станине. Сгибание листа осуществляет гибочная балка. По сути, она и есть главный рабочий элемент этого станка.
Ротационный. В конструкцию такого оборудования может входить несколько валов (валков). Они вращаются вокруг своей оси. Кроме того рабочие валки могут перемещаться в вертикальной плоскости. Лист металла помещают в пространство между валами и перемещая их по вертикали регулируют будущий радиус гибки. После того, как лист пройдет между вращающимися валами он получит требуемую форму.
Станок для гибки металла может работать от мускульной силы человека, гидравлического, пневматического, электрического (электромеханического) или механического привода.
Для работы с металлом небольшой толщины применяют фальцегибочные или фальцепрокатные станки. Их широко применяют при работе с кровельным листом, создании вентиляционных коробов и пр.
Виды гибочных станков
Для получения полной картины работы листогибочного станка необходимо понимать, как оно устроено. В состав этого оборудования входят такие узлы, как стол, на котором размещают заготовки. Заготовка будет перемещаться по его поверхности в заданном направлении. Кроме этого, на столе может быть установлен резак, отсекающий готовые детали от листа исходного материала. В качестве резака может быть использован роликовый нож или сабельная гильотина.
В состав гибочных станков входит угломер. Его применяют при установке угла, под которым должен быть изогнут лист. Кроме этого узла, не последнюю роль играют ограничители, регулирующие предельную высоту получаемого изделия.
Рабочая длина гибки и предельная толщина металла у каждого типа станка строго индивидуальна.
На практике применяют следующие типы гибочных станков.
Ручное оборудование обладает небольшими габаритами, может быть легко перевезено из одного места в другое. Его применяют на единичном производстве. На ручных станках выполняют работы по получению деталей, выполненных из разных материалов, например, алюминия, меди, оцинкованной стали. Работа на таком станке не требует какой-либо специальной подготовки.
Механическое оборудование использует в своей работе энергию маховика, специально для этого раскручиваемый. Станки с электромеханическим приводом работают за счет приводной станции, которые включают в свой состав электрический двигатель, редуктор, ремни или цепи. Гидравлические агрегаты работают от энергии получаемой от гидравлического цилиндра.
Кстати, для бережного гиба листов, особенно тех, на которые нанесено покрытие, применяют листогибы, применяющие сжатый воздух.
Существуют и такие устройства, как электромагнитные. Их довольно часто применяют при изготовлении ящиков и коробов. Рабочим инструментом в таком оборудовании являются мощные электромагниты, под воздействием которых происходит гибка листа.
Отдельный класс гибочного оборудование – носимые (мобильные), как правило, их применяют непосредственно на рабочем месте, например, на стройплощадке.
Преимущества и недостатки гибочных станков
Как и любое оборудование для гибки обладает рядом достоинств. К ним можно отнести – прочность получаемых готовых деталей. Применение станков для гибки позволяет формировать детали без применения сварки и резки. После выполнения операции гибки, в месте ее выполнения снижается вероятность появления коррозионных явлений.
Применение гибочных станков позволяет создавать цельные конструкции, причем в составе такого изделия возможно получение разносторонних гибов и углов.
Но, надо понимать и то, что гибочное оборудование довольно дорого стоит. Операции по изгибу листов обладают высокой трудоемкостью, особенно если эти работы выполняют на оборудовании, предназначенном для ручных работ.
Но перечисленные недостатки с лихвой компенсируются качеством получаемых изделий.
Принцип работы различных листогибочных станков
Технологическое оборудование, применяемое на современном производстве по созданию металлических конструкций, позволяет получать из листового материала готовые детали с разными габаритами и формами.
Ручные листогибы
Эти конструкции имеют ряд особенностей, в частности, у них существуют ограничения на глубину закладки заготовки, максимальной толщины металла, его шириной, точнее длиной гибки. Чем тоньше металл, тем длина гибки больше. Чаще всего, их применяют для гибки тонколистового металла.
Работа ручной установки строится следующим образом:
Верхней балкой лист прижимается к рабочему столу. Необходимый угол гиба получают путем подъема нижней, поворотной балки. Используя это станок необходимо иметь в виду то, что толщина листа, который может быть обработан, не должна превышать 2 мм.
Ручные листогибы обладают небольшой массой, и это позволяет их использовать и в стационарных условиях, и непосредственно на рабочем месте, например, на строительной площадке.
Эти станки используют в качестве источника энергии жидкость. Насос, встроенный в систему, он создает избыточное давление, под действием которого плунжер, передвигает подвижную поперечную балку.
Лист, подлежащий обработке, прижимают к рабочему столу, и движение поперечной балки выполняет, правку и гибку листа.
Листогибы этого класса используют для обработки заготовок по всей длине рабочего стола, кроме того, с их помощью выполняют глубокую вытяжку металла.
Гидравлические цилиндры отличаются точностью позиционирования и высокой эффективностью работы. Их применение позволяет контролировать величину перемещения, скорость и движение частей гидравлической системы.
Станки с гидравлическим приводом применят для производства доборных комплектующих, воздуховодных коробов, деталей кровельного покрытия. С помощью этого оборудования изготавливают рекламные конструкции, выполняют внешнюю и внутреннюю отделку зданий и сооружений.
Использование гидравлического оборудования позволяет обрабатывать листы с большей толщиной, например, до 4 – 8 мм. Разумеется, эта величина зависит от марки обрабатываемого материала.
Конструкция этого оборудования состоит из станины, поворотной балки для загиба листа. Кроме поворотной балки, на станке устанавливают балку собранную из профильных сенментов, которая прижимает лист. Для безопасности оператора на станке этого типа реализовано педальное управление.
Листогибы этого типа позволяют выполнять гибку металла с большой длиной. Их используют для обработки разных материалов, в том числе оцинковку, холоднокатаную сталь толщиной 2,5 мм.
Станки этого типа задействуют на производстве отливов, подоконников, конструкций для вентиляционных систем.
Гибка металла и ее основные способы
Гибка листа
Следует понимать, что операции гиба металла не ограничиваются работой с листовым металлом. При создании металлоконструкций разного назначения возникает потребность в использовании гнутых труб или профиля.
Радиусная гибка листового металла выполняется на вышеописанном оборудовании. При ее исполнении важно подобрать правильный линейный размер заготовки. Проектировщик должен помнить о том, что длина заготовки, должна быть чуть больше, чем длина готовой детали. Это связано со спецификой гибочной операции. Дело в том, что при изменении положения одной части листа относительно другой, внутренние слои металла сжимаются, а наружные вытягиваются. То есть перед тем как выполнять радиусную гибку металла необходимо тщательно просчитать геометрические параметры заготовки.
Для расчета радиуса гиба достаточно использовать табличные данные, которые можно найти практически в любом инженерном справочнике.
Гибка труб
Трубы тоже можно изгибать в соответствии с требованиями рабочей документации. Существует несколько методов – ручной и механизированный. Кстати, в повседневной жизни гнутые трубы можно встретить на ограждениях и перилах, установленных в жилых домах и помещениях другого назначения.
Чаще всего трубы зашибают по радиусу. Этот процесс позволяет формировать частичный или полный изгиб трубы. Причем, он не будет зависеть от формы и размера сечения. Процесс деформирования труб выглядит примерно следующим образом – при изгибании полого профиля на заготовку воздействует несколько сил, одна оказывает влияние на поверхность внутренней стенки, а вторая на внешнюю сторону профиля.
При выполнении изгиба трубы существует опасность того, что при взаимодействии этих сил профиль трубы может деформироваться. В результате этого может произойти потеря соосности. Более того, при несоблюдении ряда технологических правил, труба может быть разорвана. При неравномерном изгибе возможно образование складок в месте сгиба. Причиной тому воздействие тангенциальных сил, возникающих в процессе деформации трубы.
Во избежание подобных явлений применяют холодную и горячую гибку трубы. Первый метод применяют для обработки труб с небольшим диаметром. Но в таком случае необходимо знать минимально допустимый радиус гиба, который проходит по осевой линии. Надо отметить, что применение местного разогрева трубы создает более комфортные условия для выполнения гиба трубы. Металл после нагрева получает пластичность, достаточную для выполнения заданной деформации. Метод горячей гибки применяют на трубах большого диаметра.
Гибка металла на станках с ЧПУ преимущества
Все чаще и чаще использование оборудования, работающего под управлением компьютера, становится нормой, нежели исключение. Такие станки можно увидеть практически на любом производстве, причем, вне зависимости от его масштабов. Использование специализированного ПО, позволяет не только поднять скорость обработки деталей, но и приводит к заметной экономии металла, повышению точности обработки заготовок.
Работа по обработке заготовок на гибочных станках под управлением ЧПУ выглядит следующим образом:
- при помощи носителей информации или через ЛВС в систему управления вводится управляющая программа.
- в ней закодированы необходимые для работы оборудования сигналы, на основании которых будет выполняться обработка заготовки. То есть, исполнительные механизмы, получая соответствующие команды, приводят в движение рабочий орган (пуансон) вдавливающий заготовку в матрицу.
Использование систем управления позволяет добиться определенных преимуществ, перед другими способами обработки металла:
- Качество готового изделия, оно обеспечивается, в том числе и том, что при работе ЧПУ полностью исключается влияние человеческого фактора.
- Размеры и форма получаемого изделия полностью соответствуют требованиям рабочей документации.
Кроме названных параметров нельзя не упомянуть и то, что работа по изготовлению продукцию может выполняться в режиме 7/24 без привлечения дополнительных человеческих ресурсов.
Гибка металла этапы технологического процесса
Процесс гибки металла состоит из нескольких шагов:
- Раскрой листового материала и получение заготовок, которые подлежат обработке на гибочном оборудовании, получают разнообразными способами.. Для раскроя могут быть использованы практически все виды заготовительного оборудования.
- Затем, заготовки передают на производственный участок, где оператор, у которого на руках должна быть вся необходимая рабочая документация выполняет соответствующие операции и в итоге получает готовую деталь.
После ее получения необходимо выполнить контрольно-измерительные операции. Эту работу выполняет или сменный мастер или сотрудник отдела технического контроля. Для выполнения этой операции необходимо использовать поверенный мерительный инструмент – линейку, рулетку, угломер и пр.
При выявлении каких-либо дефектов, необходимо внести изменения или в настройки оборудования или в текст управляющей программы.
Только после прохождения технического контроля деталь может быть допущена к дальнейшему использованию. В противном случае некондиционную продукцию надо отправлять или на переделку, или на утилизацию.
Гибка металла последующая обработка
По сути, гибочные операции носят промежуточных характер при изготовлении определенных узлов, например, элементов металлических лестниц. То есть, после гибки, полученные детали, отправляют на сборочное производство, где их устанавливают на место определенное в рабочей документации на изделие.
Если изделие не будет использоваться в составе других конструкций, то на ее поверхность наносят защитное коррозионно-стойкое покрытие. Это может быть грунтовка типа ГФ 21, или порошковая краска. Все зависит от назначения и условий эксплуатации готового изделия.
Зачем нужен самодельный листогиб
Гибка листового металла своими руками – это вполне осуществимая операции, которая может быть выполнена в домашних условиях. Но, многих домашних мастеров останавливает довольно высокая цена на листогибочные станки. Для нужд мелкосерийного производства или для работ по дому нет необходимости в установке сложных машин с гидравлическим проводом, а вполне хватит ручного станка.
Для того, что бы изготовить станок подобного рода необходимо иметь, как минимум эскизную документацию. Ее всегда можно найти в сети интернет, где ее можно или просто скачать, или купить. Но лучше всего изучить работу действующего ручного станка и полученные знания реализовать в металле.
На самом деле, для сооружения такого станка, потребуется некоторое количество метало проката, листового материала, сварочный аппарат и слесарный инструмент.
Листогиб своими руками
Станок для гибки листового металла состоит из следующих основных компонентов:
- станины;
- прижимной балки;
- поворотной гибочной балки;
- обжимная балка;
- нож (роликовый, сабельный) для отрезки заготовок;
- приемный лоток, который может быть изготовлен из дерева или листового металла.
При изготовлении такого станка мастер должен помнить, что он управляется мускульной силой и поэтом рассчитывать на то, что можно будет обрабатывать металл с толщиной до 2 мм.
Основание для станка
Для изготовления станины потребуется некоторое количество профильного металлопроката. Это может быть швеллер или двутавровая балка.
Станина — основание для станка
При ее сборке необходимо помнить о том, что конструкция должна обладать жесткостью. От этого параметра зависит качество обработки металла.
Прижимное устройство
В качестве прижима, в серийно выпускаемом оборудовании применяют стальные плиты. В самодельном станке можно использовать профильный прокат, например, швеллер No 12.
Роликовый нож
Для отрезания полученной детали, можно использовать несколько видов ножей, например, сабельный, или роликовый. Чаще всего их применяют для работы с тонколистовым материалом. При сборке самодельного листогиба роликовый нож целесообразно приобретать в компании, которая занимается поставками подобного оборудования.
Все дело в том, что для изготовления роликовых ножниц, как впрочем, и других, применяют инструментальные стали. Для получения рабочих органов необходимо использовать термическую обработку, а в домашних условиях это выполнить вряд ли получиться.
Обслуживание и техника безопасности
К работе на листогибах могут быть допущены лица, которые обладают квалификацией слесаря МСР. Перед началом работы персонал должен пройти соответствующее обучение и сдать квалификационные экзамены.
Персонал, который будет работать на листогиба должен пройти первичный инструктаж по безопасности.
Между тем, на станках предназначенных для гибки листового металла, предусмотрены определенные меры безопасности, например, на некоторых моделях, поворотная балка или плита могут быть приведены в движение только после нажатия оператором двух управляющих кнопок. Такое решение позволит избежать травм рук оператора.
На некоторых моделях для запуска механизма необходимо еще и нажимать педаль.
В конструкции механического оборудования, предусмотрено наличие концевых датчиков, ограничивающих ход пуансона или поворотной плиты. Кроме этого, безопасность работ обеспечивают различного вида ограждения, которые ограничивают допуск оператора в рабочую зону.
Они установлены таким образом, что даже отключение одной из них приведет к тому, что станок просто не включится.
Для увеличения жесткости металлических конструкций применяют различные конфигурации изогнутого листа а в частности уголок гнутый. Он также используется для строительства вентилированных фасадов и во многих других областях. Угол гнутый получают из холодного листа металла путем гибки на листогибочном оборудовании.
Варианты изготовления гнутого уголка:
Основным условием при получении уголка гнутого является отсутствие изменений свойств металла при обработке. Как первый, так и второй способ оставляют структуру металла на местах сгиба неизменной. При этом лист металла может иметь толщину до 10 мм.
Гибка листового металла на гидравлическом прессе.
Гибка листового металла представляет собой процесс обработки стального листа, в процессе которого им придается необходимая форма.
Стальной лист укладывают на гибочные матрицы нижнего стола. Стальной лист может иметь различную толщину до 10 мм и длину до 6 метров в зависимости от назначения. Под действием поршней цилиндров установленных на верхнем столе пуансоны приближаются к листовому металлу, уложенному на матрицах нижнего стола. После контакта пуансона с листовым металлом сила давления начинает увеличиваться, и пуансон задавливается в металлический лист или в листовой металл, деформируя его вначале в области упругой деформации, а затем в области пластической деформации, что позволяет получить определенный изгиб листового металла. Все те слои металла, что располагаются вдоль оси изгиба, по своим размерам остаются неизменными, поэтому все расчеты проводятся именно с ориентировкой на данные слои металла.
Гибка стального листа в основном применяется для изготовления деталей различных форм методом холодной гибки(пример: гнутый уголок, гнутый швеллер и др.)
Гибка листового металла на вальцах.
Известно много способов гибки заготовок в холодном и горячем состояниях. В основном используется гибка металла в холодном состоянии на гибочных машинах, листогибочных гидравлических прессах и трех- или четырех-валковых листогибочных вальцах.
На листогибочных вальцах выполняют вальцовку листовой стали для образования цилиндрических, конических, сферических и седлообразных поверхностей и кольцевую гибку (вальцовку) .На роликогибочных станках производят вальцовку уголков, швеллеров, труб и двутавровых балок. Во избежание структурных изменений, появления значительного наклепа и полной потери пластических свойств стали, при холодной гибке заготовок, остаточное удлинение не должно выходить за границы предела текучести. При изготовлении гнутых профилей на листогибочных прессах внутренние радиусы закруглений для конструкций из углеродистой стали, воспринимающих статическую нагрузку, должны быть не менее 1,2 толщины листа, а для конструкций, воспринимающих динамическую нагрузку, не менее 2,5 толщины листа. Для листовых деталей из низколегированных сталей минимальные значения внутренних радиусов закругления должны быть на 50 % больше, чем для углеродистой стали.
Листогибочные вальцы имеют три или четыре горизонтальных валка, на которых гнут листовую сталь, максимальная ширина которой 2100-8000 мм при максимальной толщине 20-50 мм. Наибольшее распространение имеют трехвалковые вальцы с пирамидальным расположением вальцов. Два приводных нижних валка вращаются в одном направлении. Верхний валок перемещается по высоте и вращается в результате трения между валками и изгибаемым листом. Один подшипник верхнего валка может откидываться в сторону, для того чтобы можно было извлечь согнутую деталь. Перед гибкой листовых деталей цилиндрической формы подгибают оба торца листа на подкладном листе. Подкладной лист должен иметь ширину, в 2 раза превышающую расстояние между осями нижних валков, а радиус гибки должен быть меньше на 10-17 % радиуса гибки детали с учетом упругой деформации стали. Толщина подкладного листа обычно принимается 25-30 мм, однако она должна быть не менее 2-кратной толщины вальцуемого листа, а мощность вальцов должна быть достаточной для гибки листа в 3 раза больше, чем вальцуемый. После подгибки подкладной лист снимают и приступают к вальцовке, для чего листы пропускают через вальцы несколько раз в обоих направлениях. Степень изгиба листа регулируется подъемом или опусканием верхнего валка.
Оба способа позволяют выполнять гибку листа до 6 метров, металл может быть при этом как черный, так и нержавеющий. Большим преимуществом уголка гнутого можно считать возможность изготовления с самыми различными размерами полок. Уголок может быть симметричным, но возможно производства разнополочного с заданными параметрами.
Тонколистовой металлопрокат нечасто используется в своем первоначальном виде. Для его дальнейшего применения необходима соответствующая обработка исходного сырья. Компания «Рушар» предлагает услуги гибки и расчета металла на современном оборудовании согласно требованиям заказчика. Такая технологическая операция позволяет сформировать из плоского проката изделия требуемой формы и размера. В отличие от сварки гибка листового металла является менее затратной и требует меньше времени.
Применяемое оборудование
Для гибки металла используются гидравлические листогибочные прессы. Их параметры, размеры, нормы точности соответствуют требованиям ГОСТ 10560-88. Данное оборудование обеспечивает регулировку усилий при гибке листового металла. Прессы оснащены средством механизации выгрузки готовых изделий.
На оборудовании, предназначенном для многопереходной гибки, установлено устройство программного управления. Тип последнего определяется особенностями конкретного заказа и видом проката.
Все прессы оснащены устройствами для выдержки готового изделия под нагрузкой, когда гибка металла завершается. Конструкция оборудования позволяет встраивать его в автоматические линии по обработке тонколистового проката.
В процессе гибки листового металла изделие получает заданную форму. При этом наружные слои растягиваются, внутренние сжимаются, средние сохраняют исходную структуру. Механическая и автоматическая гибка металла осуществляется на соответствующем оборудовании. Суть данного технологического процесса заключается в перегибании тонколистовой полосы на заданный угол. Минимальные радиусы сгиба рассчитываются согласно ОСТ 1 00286-78.
Современные виды гибки листового металла
- Воздушная (Air bending ) . Такая листовая гибка осуществляется опусканием пуансона в матрицу на заданную глубину. Их размеры и угол те же, что и в готовой детали. Радиус гибки металла зависит от свойств материала и раскрытия матрицы. Метод является универсальным, позволяет получать углы различной величины.
- Гибка металла по матрице (Bottoming ) . Такая технология несколько точнее, чем предыдущая. Она используется для тонколистового проката до 5 мм. Однако матричная листовая гибка не позволяет согнуть исходную заготовку на угол более 90 о.
- Обработка с использованием поворотной балки (Folding ) . Используется для гибки тонколистового металла (до 1 мм для конструкционной стали). Метод позволяет гнуть заготовку в обоих направлениях, как вверх, так и вниз.
- Обработка скольжением (Wiping ) . Схожа с предыдущим способом. При такой листовой гибке требуется отдельный инструмент для каждой толщины проката.
Прайс-лист с ценами гибки листового металла
| толщина,мм. | до 100 мм. | до 1250 мм. | до 3000 мм. | до 8 000 мм. |
| 0,5 - 0,8 | 5,00 руб. | 12,00 руб. | 25,00 руб. | 70,00 руб. |
| 1,0 - 1,2 | 6,00 руб. | 14,00 руб. | 25,00 руб. | - |
| 1,5 | 6,50 руб. | 15,00 руб. | 26,00 руб. | - |
| 2,0 - 2,5 | 7,00 руб. | 16,00 руб. | 26,00 руб. | - |
| 3,0 | 7,50 руб. | 17,00 руб. | 33,00 руб. | - |
| 4,0 | 9,00 руб. | 23,00 руб. | - | - |
| 5,0 | 10,00 руб. | 25,00 руб. | - | - |
| 6,0 | 12,00 руб. | 28,00 руб. | - | - |
| 8,0 | 14,00 руб. | - | - | - |
| 10,0 | 15,00 руб. | - | - | - |
Преимущества наших услуг
Компания «Рушар» предоставляет услуги по гибке листового металла толщиной 0,5–6,0 мм. К нашим основным преимуществам относятся:
- разумная стоимость . Наличие собственного производства позволяет нам поддерживать доступные цены на гибку листового металла;
- высокое качество работ . Для гибки листового металла под заказ используется современное оборудование. Гидравлические прессы обеспечивают необходимую точность размеров готовой детали;
- комплексный подход . Помимо услуг гибки листового металла мы осуществляем гидроабразивную резку, холодную штамповку и другие виды обработки под заказ.
"Гибка" звучит как простой процесс, но в действительности, он очень сложен.
"Лист" и "гибка" не очень ассоциируются с высокой технологией. Однако, для того, чтобы гнуть "непослушный" лист необходимы специальные знания и большой опыт. Объясните техническому специалисту, который не знаком с листовым металлом, что в нашем высокотехничном мире невозможно постоянно получать при гибке угол 90°, не меняя параметров настройки. То получается, а то - нет!
Без изменения программы угол будет меняться, если, например, лист толщиной 2 мм сделан из нержавеющей стали или алюминия, если его длина - 500 мм, 1000 мм или 2000 мм, если гибка производится вдоль или поперек волокон, если линия гибки находится в окружении пробитых или прорезанных лазером отверстий, если лист имеет различную упругую деформацию, если поверхностное упрочнение, вследствие пластической деформации, сильнее или слабее, если... если...
КАКОЙ МЕТОД ГИБКИ ВЫБРАТЬ?
Различается 2 основных метода:
Мы говорим о "воздушной гибке" или "свободной гибке", если между листом стенками V-образной матрицы существует воздушный зазор. В настоящее время это наиболее распространенный метод.
Если лист прижат полностью к стенкам V-образной матрицы, мы называем этот метод "калибровкой". Несмотря на то, что этот метод является достаточно старым, он используется и даже должен использоваться в определенных случаях, которые мы рассмотрим далее.
Свободная гибка
Обеспечивает гибкость, но имеет некоторые ограничения по точности.
Основные черты:
- Траверса с помощью пуансона вдавливает лист на выбранную глубину по оси Y в канавку матрицы.
- Лист остается "в воздухе" и не соприкасается со стенками матрицы.
- Это означает, что угол гибки определяется положением оси Y, а не геометрией гибочного инструмента.
Точность настройки оси Y на современных прессах - 0,01 мм. Какой угол гибки соответствует определенному положению оси Y? Трудно сказать, потому что нужно найти правильное положение оси Y для каждого угла. Разница в положении оси Y может быть вызвана настройкой хода опускания траверсы, свойствами материала (толщина, предел прочности, деформационное упрочнение) или состоянием гибочного инструмента.
Приведенная ниже таблица показывает отклонение угла гибки от 90° при различных отклонениях оси Y.
| а° /V mm | 1° | 1,5° | 2° | 2,5° | 3° | 3,5° | 4° | 4,5° | 5° |
| 4 | 0,022 | 0,033 | 0,044 | 0,055 | 0,066 | 0,077 | 0,088 | 0,099 | 0,11 |
| 6 | 0,033 | 0,049 | 0,065 | 0,081 | 0,097 | 0,113 | 0,129 | 0,145 | 0,161 |
| 8 | 0,044 | 0,066 | 0,088 | 0,110 | 0,132 | 0,154 | 0,176 | 0,198 | 0,220 |
| 10 | 0,055 | 0,082 | 0,110 | 0,137 | 0,165 | 0,192 | 0,220 | 0,247 | 0,275 |
| 12 | 0,066 | 0,099 | 0,132 | 0,165 | 0,198 | 0,231 | 0,264 | 0,297 | 0,330 |
| 16 | 0,088 | 0,132 | 0,176 | 0,220 | 0,264 | 0,308 | 0,352 | 0,396 | 0,440 |
| 20 | 0,111 | 0,166 | 0,222 | 0,277 | 0,333 | 0,388 | 0,444 | 0,499 | 0,555 |
| 25 | 0,138 | 0,207 | 0,276 | 0,345 | 0,414 | 0,483 | 0,552 | 0,621 | 0,690 |
| 30 | 0,166 | 0,249 | 0,332 | 0,415 | 0,498 | 0,581 | 0,664 | 0,747 | 0,830 |
| 45 | 0,250 | 0,375 | 0,500 | 0,625 | 0,750 | 0,875 | 1,000 | 1,125 | 1,250 |
| 55 | 0,305 | 0,457 | 0,610 | 0,762 | 0,915 | 1,067 | 1,220 | 1,372 | 1,525 |
| 80 | 0,444 | 0,666 | 0,888 | 1,110 | 1,332 | 1,554 | 1,776 | 1,998 | 2,220 |
| 100 | 0,555 | 0,832 | 1,110 | 1,387 | 1,665 | 1,942 | 2,220 | 2,497 | 2,775 |
Преимущества свободной гибки:
- Высокая гибкость: без смены гибочных инструментов вы можете получить любой угол гибки, находящийся в промежутке между углом раскрытия V-образной матрицы (например, 86° или 28°) и 180°.
- Меньшие затраты на инструмент.
- По сравнению с калибровкой требуется меньшее усилие гибки.
- Можно "играть" усилием: большее раскрытие матрицы означает - меньшее усилие гибки. Если вы удваиваете ширину канавки, вам необходимо только половинное усилие. Это означает, что можно гнуть более толстый материал при большем раскрытии с тем же усилием.
- Меньшие инвестиции, так как нужен пресс с меньшим усилием.
Все это, однако, теоретически. На практике вы можете потратить деньги, сэкономленные на приобретении пресса с меньшим усилием, позволяющего использовать все преимущества воздушной гибки, на дополнительное оснащение, такое как, дополнительные оси заднего упора или манипуляторы.
Недостатки воздушной гибки:
- Менее точные углы гибки для тонкого материала.
- Различия в качестве материала влияют на точность повторения.
- Не применима для специфических гибочных операций.
Совет:
- Воздушную гибку желательно применять для листов толщиной свыше 1,25 мм; для толщины листа 1 мм и менее рекомендуется использовать калибровку.
- Наименьший внутренний радиус гибки должен быть больше толщины листа. Если внутренний радиус должен быть равен толщине листа -рекомендуется использовать метод калибровки. Внутренний радиус меньше толщины листа допустим только на мягком легко деформируемым материале, например меди.
- Большой радиус может быть получен воздушной гибкой путем использования пошагового перемещения заднего упора. Если большой радиус должен быть высокого качества, рекомендуется только метод калибровки специальным инструментом.
Какое усилие?
По причине различных свойств материала и последствий пластической деформации в зоне гибки, определить требуемое усилие можно только примерно.
Предлагаем вам 3 практических способа:
1. Таблица
В каждом каталоге и на каждом прессе вы можете найти таблицу, показывающую требуемое усилие (Р) в кН на 1000 мм длины гиба (L) в зависимости от:
- толщины листа (S) в мм
- предела прочности (Rm) в Н/мм2
- V - ширины раскрытия матрицы (V) в мм
- внутреннего радиуса согнутого листа (Ri) в мм
- минимальной высоты отогнутой полки (B) в мм
Пример подобной таблицы
Необходимое усилие для гибки 1 метра листа в тоннах. Предел прочности 42-45 кг/мм2.
Рекомендуемое соотношение параметров и усилия
2. Формула
1,42 - это эмпирический коэффициент, который учитывает трение между кромками матрицы и обрабатываемым материалом.
Другая формула дает похожие результаты:
3. "Правило 8"
При гибке низкоуглеродистой стали ширина раскрытия матрицы должна в 8 раз превосходить толщину листа (V=8*S), тогда Р=8хS, где Р выражается в тоннах (например: для толщины 2 мм раскрытие матрицы \/=2х8=16 мм означает, что вам необходимо 16 тонн/м)
Усилие и длина гиба
Длина гиба пропорциональна усилию, т.е. усилие достигает 100% только при длине гиба 100%.
Например:
Cовет:
Если материал ржавый или не смазан, следует добавлять 10-15% к усилию гиба.
Толщина листа (S)
DIN допускает значительное отклонение от номинальной толщины листа (например, для толщины листа 5 мм норма колеблется между 4,7 и 6,5 мм). Следовательно, вам нужно рассчитывать усилие только для реальной толщины, которую вы измерили, или для максимального нормативного значения.
Предел прочности на растяжение (Rm)
Здесь также допуски являются значительными и могут оказывать серьезное влияние при расчете требуемого усилия гиба.
Например:
St 37-2: 340-510 Н/мм2
St 52-3: 510-680 Н/мм2
Совет:
Не экономьте на усилии гиба! Предел прочности на растяжение пропорционален усилию гиба и не может быть подогнан, когда вам это нужно!
Реальные значения толщины и предела прочности являются важным факторами при выборе нужного станка с нужным номинальным усилием.
V - раскрытие матрицы
По эмпирическому правилу, раскрытие V-образной матрицы должно восьмикратно превосходить толщину листа S до S=6 мм:
V=8xS
Для большей толщины листа необходимо:
V=10xS или
V=12xS
Раскрытие V-образной матрицы обратно пропорционально требуемому усилию:
большее раскрытие означает меньшее усилие гиба, но больший внутренний радиус;
меньшее раскрытие означает большее усилие, но меньший внутренний радиус.
Внутренний радиус гиба (Ri)
При применении метода воздушной гибки большая часть материала подвергается упругой деформации.
После гибки материал возвращается в свое первоначальное состояние без остаточной деформации ("обратное пружинение").
В узкой области вокруг точки приложения усилия материал подвергается пластической деформации и навсегда остается в таком состоянии после гибки.
Материал становится тем прочнее, чем больше пластическая деформация. Мы называем это "деформационным упрочнением".
Так называемый "естественный внутренний радиус гибки" зависит от толщины листа и раскрытия матрицы. Он всегда больше чем толщина листа и не зависит от радиуса пуансона.
Чтобы определить естественный внутренний радиус, мы можем использовать следующую формулу: Ri = 5 x V /32
В случае V=8хS, мы можем сказать Ri=Sх1,25
Мягкий и легкодеформируемый металл допускает меньший внутренний радиус. Если радиус слишком маленький, материал может быть смят на внутренней стороне и растрескаться на внешней стороне гиба.
Совет:
Если вам нужен маленький внутренний радиус, гните на медленной скорости и поперек волокон.
Минимальная полка (В):
Во избежание проваливания полки в канавку матрицы, необходимо соблюдать следующую минимальную ширину полки:
Упругая деформация
Часть упруго деформированного материала "спружинит" обратно после того, как усилие гиба будет снято. На сколько градусов? Это уместный вопрос, потому что важен только реально полученный угол гиба, а не рассчитанный теоретически. Большинство материалов имеют достаточно постоянную упругую деформацию. Это означает, что материал той же толщины и с тем же пределом прочности спружинит на одинаковую величину при одинаковом угле гибки.
Упругая деформация зависит от:
- угла гибки: чем меньше угол гибки, тем больше упругая деформация;
- толщины материала: чем толще материал, тем меньше упругая деформация;
- предела прочности на растяжение: чем выше предел прочности, тем, больше упругая деформация;
- направления волокон: упругая деформация различна при гибке вдоль или поперек волокон.
Продемонстрируем сказанное выше для предела прочности, измеряемой при условии V=8хS:
Все производители гибочного инструмента учитывают упругую деформацию, когда предлагают инструмент для свободной гибки (например угол раскрытия 85° или 86 ° для свободных гибов от 90° до 180°).
Калибровка
Точный - но негибкий способ
При этом методе угол гиба определен усилием гиба и гибочным инструментом: материал зажат полностью между пуансоном и стенками V образной матрицы. Упругая деформация равняется нулю и различные свойства материала практически не влияют на угол гиба.
Грубо говоря, усилие калибровки в 3 -10 раз выше усилия свободной гибки.
Преимущества калибровки:
- точность углов гиба, несмотря на разницу в толщине и свойствах материала
- возможно выполнение всех специальных форм с помощью металлического инструмента
- маленький внутренний радиус
- большой внешний радиус
- Z-образные профили
- глубокие U-образные каналы
- возможно выполнение всех специальных форм для толщины до 2 мм с помощью стальных пуансонов и матриц из полиуретана.
- превосходные результаты на гибочных прессах, не имеющих точности, достаточной для свободной гибки.
Недостатки калибровки:
- требуемое усилие гиба в 3 - 10 раз больше, чем при свободной гибке;
- нет гибкости: специальный инструмент для каждой формы;
- частая смена инструмента (кроме больших серий).
Гибка листового металла представляет собой одну из наиболее распространенных операций горячего и холодного деформирования. Процесс отличается небольшой энергоемкостью и позволяет из плоских заготовок успешно изготавливать пространственные изделия разнообразной формы и размеров.
Классификация и особенности процесса
Технология гибки листового металла разрабатывается согласно с поставленными задачами и классифицируется на:
- одноугловую (V-образной);
- двухугловую (П-образная);
- многоугловую;
- радиусную (закатка).
Гибку, как правило, выполняют в холодном состоянии, поскольку прилагаемые усилия невелики. Исключением является гибка стального листа, изготовленного из малопластичных металлов. К ним относятся стали с высоким содержанием углерода, дюралюминий, титан и его сплавы. Материалы с толщиной от 12 до 16 мм гнут, как правило, в горячую. В процессе гибки металлопрокат может получить следующие искажения формы:
- изменение толщины (преимущественно для толстолистовых заготовок);
- появление линий течения металла;
- распружинивание/пружинение (самопроизвольное изменение конечного угла гибки);
- складкообразование металлического листа.
Часто гибку комбинируют с другими операциями листовой штамповки: резка, вырубка, пробивка. Именно по этой причине для производства сложных многомерных деталей применяются штампы, которые рассчитаны на несколько переходов. Особым случаем гибки листового металла является операция с растяжением, предназначенная для получения узких и длинных деталей с большими радиусами.
В зависимости от типа и размера заготовки, а также требуемых характеристик изделий после деформирования в качестве гибочного оборудования могут быть использованы:
- горизонтальные гидропрессы с двумя ползунами;
- вертикальные листогибочные прессы с гидравлическим или механическим приводом;
- трубо- и профилегибы;
- кузнечные бульдозеры;
- универсально-гибочные автоматы.
Основными особенностями листогибочных устройств являются увеличенные размеры штампового пространства, сниженные скорости деформирования и небольшие показатели энергопотребления.
Этапы и последовательность технологии
В дальнейшем речь пойдет о процессах обработки металлопроката в холодном состоянии. Разработка технологического процесса гибки листового металла проводится в следующей последовательности:
- анализ конструкции детали;
- расчет усилия и работы процесса;
- подбор типоразмера производственного оборудования;
- подготовка чертежа исходной заготовки;
- расчет переходов деформирования;
- оформление проекта технологической оснастки.
Проверка соответствия возможностей исходного материала – важный процесс, который должен быть выполнен для определения пригодности металлопроката для штамповки согласно конкретным размерам, указанным на чертеже готовой детали. Данный этап включает:
- изучение пластических способностей материала и проверка соответствия результата с уровнем напряжений, возникающих при гибке. Для малопластичных сплавов и металлов необходимо дробить процесс на несколько переходов и использовать межоперационный отжиг, который предназначен для повышения пластичности;
- возможность получения радиуса гиба, при котором риск трещинообразования материала сведен к нулю;
- определение возможных искажений профиля или толщины заготовки по завершении обработки давлением при сложных контурах у изделия.
Согласно результатам данного анализа может быть принято решение о:
- замене исходного материала на более пластичный;
- подогреве заготовки перед началом деформации;
- выполнении предварительной разупрочняющей термической обработки.
Крайне важным пунктом при разработке технологического процесса является расчет минимально допустимого угла гибки, его радиуса и угла пружинения.
Радиус гибки (rmin ) вычисляется исходя из уровня пластичности металла заготовки, соотношения ее размеров и скорости проведения деформирования. При снижении значения rmin все металлы испытывают уменьшение первоначальной толщины заготовки. Этот процесс называется утонение. Его интенсивность определяет коэффициент утонения λ, от процента которого зависит, насколько уменьшится толщина готового изделия. В случае, если данное значение выше критичного, то необходимо увеличить исходную толщину металла заготовки (s). Соответствие между вышеуказанными параметрами:
Также важно определить минимальный радиус гибки , который зависит от пластичности, толщины и расположения волокон металлопроката. Это необходимо, если радиус гиба мал, поскольку в этом случае наружные волокна стали могут разрываться, вследствие чего целостность готового изделия нарушится. По этой причине минимальные радиусы следует рассчитывать по наибольшим деформациям крайних частей заготовки исходя из относительного сужения (ψ) подвергнутого деформации металла. При этом нужно учитывать величину деформации заготовки.
Эффект возможного пружинения учитывается посредством данных по фактическим углам пружинения (β):
Определение усилия гибки
Силовые показатели гибки напрямую зависят от пластичности металла и интенсивности его упрочнения в процессе деформации. Эти параметры имеют направление прокатки исходной заготовки. По завершении прокатки материал приобретает свойство анизотропии (в направлении оси прокатки остаточные напряжения меньше, чем в противоположном). Таким образом, если согнуть металл вдоль волокон, то при одинаковой степени деформирования риск разрушения детали значительно снижается. По этой причине ребро гиба располагают так, чтобы угол был минимальным между расположением заготовки в листе и направлением прокатки.
Для получения высокоточного расчета силовых параметров необходимо уточнить, как будет осуществляться деформирование. Существует два варианта:
- изгибающим элементом – заготовка укладывается по упорам с последующим свободным деформированием;
- усилием – в завершающий момент процесса деталь опирается на рабочую поверхность матрицы.
Первый способ является наиболее простым и менее энергоемким, второй – позволяет получать более точные детали.
