В процессе масштабного строительства часто возникает вопрос о том, как произвести сгиб листового металла или металлических элементов, например, труб. Для того чтобы согнуть трубы небольшого диаметра, часто используют тиски. Трубы, имеющие большой диаметр, сгибают на специально предназначенных станках. Также их применяют в том случае, если во время строительства возникла необходимость согнуть листовой металл.
При строительстве иногда возникает необходимость в том, что бы согнуть лист металла, например, сделать трубы или конек крыши.
При сгибании листового металла с помощью гибочного станка применение сварки не требуется, что гарантирует абсолютную сохранность структуры материала. Металлический лист сгибают обязательно с учетом его толщины и пластичности, предварительно определив радиус изгиба.
Немного о технологии гибки листового металла
Самодельный гибочный станок состоит из:
Сгибать листовое металл можно закрепив его в тисках, и применив простое приспособление из двух уголков и ручки-рычага.
- Станины.
- Гайки-маховика.
- Листа для сгибания.
- Прижима.
- Струбцины.
- Пуансона для обжима.
Для того чтобы согнуть листовой металл в нужную вам форму, необходимо выполнить определенные действия. Преимуществом гибочного станка является возможность сохранить металл целым, в отличие от, например, сварочных стыков, за счет которых срок эксплуатации и прочность материала значительно снижается.
В процессе сгибания металла происходит растяжка наружных его слоев и сжатие внутренних. Результатом применения гибочного станка является перегнутая часть листового металла или металлического элемента на задуманный угол.
Как вы понимаете, при сгибе происходит деформация металла. Ее степень будет зависеть от того, какую толщину имеет материал, с которым вам предстоит работать. Немалую роль здесь играет угол изогнутой части и скорость, с которой вы будете сгибать металл. При этом стоит взять во внимание степень пластичности материала.
Для того чтобы согнуть листовой металл, требуется специальное оборудование, с помощью которого можно избежать каких-либо повреждений материала. Если вы решили справиться с данной задачей самостоятельно, стоит учесть тот факт, что неправильные действия могут привести к различным дефектам. Неправильная технология гибки металлического листа может навредить всей готовой конструкции. С помощью гибочного станка можно согнуть лист, имеющий любую толщину.
Наименование деталей листогиба.
При изгибе листового металла напряжение должно превышать его максимальную упругость. С помощью гибочного станка можно добиться пластической деформации листа. Форма готовой конструкции не поменяется.
Гибка листового металла с помощью специального гибочного станка имеет ряд неоспоримых преимуществ, среди которых можно отметить следующие:
- высокая прочность готовой конструкции;
- возможность получить цельную конструкцию;
- исключение образования коррозии в области сгиба;
- возможность получить нужный вам угол без шва.
Гибка листового металла с применением станка также имеет свои недостатки:
- высокая стоимость оборудования;
- выполнение работы своими руками — процесс достаточно трудоемкий.
Несмотря на наличие некоторых минусов, листовой металл, согнутый с помощью станка, отличается своим высоким качеством. В отличие от конструкции со сварным швом он не «боится» ржавчины.
Вернуться к оглавлению
Технология гибки металлических листов
Схема и наименование деталей листогибочного станка в разрезе.
Гибка металла выполняется вручную, при этом используется оборудование. Эта работа требует применения силы. При этом вам потребуются плоскогубцы и молоток. Для того чтобы согнуть листовой металл, имеющий небольшую толщину, можно воспользоваться киянкой.
Для того чтобы согнуть металлический лист, необходимы следующие материалы и инструменты:
- листовой металл;
- вальцы;
- пресс (или роликовые станки);
- механические гидравлические вальцы (необходимы в том случае, если листовому металлу нужно придать форму цилиндра).
Применяя гидравлические или электроприводные вальцы, можно изготовить трубы. Часто гибка бывает нужна во время домашнего строительства, когда изготавливаются водостоки, металлические каркасы, профили, трубы и т.д. Сгибая листовой металл своими руками, у вас есть возможность сделать трубу нужного вам диаметра. Применяя станки, можно легко придать задуманную форму материалу, имеющему оцинкованное покрытие.
Если покупка специального гибочного станка вам не по карману, а строительные работы часто требуют выполнения изгиба, воспользовавшись инструкцией, можно изготовить оборудование самостоятельно. Станок выполняется с помощью заранее подготовленного шаблона, сделанного из дерева. При этом он должен быть выполнен в изогнутой форме.
Ручная гибка производится в тисках с помощью молотка.
Определяясь со сгибом будущего изделия, следует учесть его размер. Длина, которую будет иметь будущая конструкция, вычисляется в соответствии радиусом листового изгиба. Делая заготовки, для прямоугольных сгибов (если закругления не требуются) оставляются припуски для загиба, которые составляют 0,5 от толщины материала.
Работать самостоятельно наиболее удобно с такими пластичными металлами, как латунь, алюминий и медь. Что касается возможного радиуса изогнутой части, он полностью будет зависеть от того, каким способом была выполнена гибка, а также от качества самого металла. Для изделий, имеющих небольшой радиус закругления, требуются пластичные материалы.
Вернуться к оглавлению
Как изогнуть металл своими руками: изготовление скобки
Для того чтобы изготовить скобку своими руками, вам потребуются:
- В первую очередь с помощью схемы вычисляется длина полосы, которую будет иметь заготовка, далее, необходимо рассчитать гибку листа. Выполняя расчет, следует помнить о том, что для каждого загиба требуется оставить запас, толщина которого составляет 0,5, а сгибы торцов по 1 мм.
- Соответственно схеме следует выпилить заготовку, далее, отметьте на ней участки для будущего изгиба. Для того чтобы сделать изгиб, применяются угольники и тиски.
- Заготовку следует зафиксировать в тисках примерно до уровня изгиба. Воспользовавшись молотком, можете приступить к выполнению первого загиба.
- Далее, переставив заготовленный элемент, зажмите в тисках и выполните следующий загиб.
- Следующим вашим действием будет определение отметок для длины лапок будущей скобы. Для того чтобы согнуть скобу с бруском оправой, тоже применяются тиски. Для этого необходимо отогнуть сразу две ее лапки.
Если вам необходимо уточнить изгиб, можете применить треугольник. В случае неправильного изгиба, исправить ошибки можно, воспользовавшись молотком и бруском оправы. Добившись нужного вам изгиба, отпилите излишки материала, так, чтобы получить нужные размеры.
"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).
Трубы небольшого диаметра, безусловно, можно согнуть и используя для этого самые обыкновенные тиски. Но как же поступить с трубами, которые имеют достаточно большой диаметр? Для этих целей существуют специальные станки, позволяющие проводить гибку листового металла и труб без деформации и повреждений, с учетом толщины и пластичности металла, из которого они сделаны, а также с определением радиуса кривизны, что очень важно.
Понятие гибки металла
Слесарная операция гибки листового металла представляет собой проведение ряда воздействий, в результате чего лист металла принимает необходимую форму согласно чертежу без использования сварки или других методик соединения, которые существенно влияют на структуру металла, снижая уровень его прочности и срок службы. В процессе совершается растяжение наружных слоев листового металла и сжатие внутренних.
Сущность технологии кроется в том, что часть заготовки по отношению к другой перегибается на определенный, предварительно заданный угол. Металл в процессе гибки подвергается деформации. Уровень допустимой деформации находится в зависимости от толщины металла, его угла изгиба, хрупкости материала и скорости, с которой происходит процесс изгибания.
Процедуру осуществляют при помощи специального оборудования для гибки листового металла, которое позволяет получить на выходе готовое изделие без наличия дефектов. Если металл будет согнут неправильно, то появление многочисленных микротрещин спровоцирует ослабление материала в месте изгиба, поэтому готовое изделие в самый неподходящий момент может сломаться на этом месте.
Технологию гибки металла принято использовать для металлических листов, которые имеют разную толщину. Напряжение изгиба должно превышать предел упругости. К тому же деформация заготовки должна являться пластической. Только в этом случае заготовка будет сохранять после снятия нагрузки приданную ей форму.
Среди преимуществ подобного метода обработки металла необходимо отметить высокую производительность, возможность автоматизации процесса и получение бесшовной конструкции в результате, что повышает устойчивость к коррозии и прочность изделия.
А вот на сварных конструкциях по истечению определенного времени в зоне сварки начинается коррозионный процесс, от которого нельзя защититься даже с помощью специального покрытия. А технология гибки листового металла способна обеспечить металлической конструкции цельность, защищая её от преждевременного формирования ржавчины.
Виды гибки металла
Гибку металла можно производить вручную или с применением специализированного оборудования. Гибка металла собственными руками представляет собой достаточно трудоемкий процесс, который занимает немало времени и заключается в работе плоскогубцами и молотком. Изгибание тонкого металла проводят киянкой.
Для механизации процедуры используют специальные приспособления для гибки листового металла - вальцы, листогибочные прессы и роликовые станки для гибки. Для придания листу цилиндрической формы принято использовать гидравлические или ручные вальцы, либо вальцы с электрическим приводом. С их помощью можно получить такие объемные детали, как дымоходы, трубы и желоба.
Чаще всего производят гибку листового металла с помощью листогибочного пресса. Развитие оборудования на сегодняшний день дошло до такого уровня, то листогибочные станки способны изготовить за один рабочий цикл сложные детали с несколькими линиями гиба. Смена гибочного инструмента происходит быстро, поэтому станок можно быстро перенастроить в максимально сжатые сроки на другое изделие.
Область применения
Процедура изгибания металла, как правило, используется, на небольших производствах и в домашнем хозяйстве для изготовления профилей разных размеров, сборных перегородок, корпусных изделий, уголков, швеллер, откосов, водосточных желобов, металлических каркасов и подвесных строительных систем и других изделий из металла.
В промышленности и быту не обойтись в наше время без труб. Однако следует заметить, что конфигурация их соединений бывает иногда достаточно сложной. Для сокращения числа стыкуемых элементов и уменьшения резьбовых соединений можно трубам придать определенную конфигурацию, изогнув их под требуемым углом.
Процедура гибки листового металла своими руками позволяет получить необходимую геометрию канализационных, водопроводных и газовых сетей с минимальными расходами, обеспечив внутри каналов самое меньшее сопротивление.
Станки для гибки металла в листах предназначены для обработки стали, меди и алюминия. Подобное оборудование позволяет изгибать материал, который имеет цинковые или лакокрасочные покрытия. Мобильность оборудования для процесса гибки металла предоставляет возможность многие работы осуществлять прямо на объектах, экономя средства и время на его транспортировку.
Функциональные возможности станка
Самодельный станок для изгибания металла является отдельной категорией представителей подобного вида станков. Такой станок вы можете изготовить самостоятельно для использования в частном хозяйстве, к примеру, для прокладки водопровода и строительства теплицы. Создание станка для гибки металла не нуждается в разработке детальных чертежей. Но для этого вам нужно заготовить шаблон из древесины или другого материала, который повторяет контур определенной формы изгиба.
Выполняя изгибание заготовки, важно её размеры определить правильно. Расчет длины заготовки рекомендуется выполнять, учитывая радиусы гибки листового металла. Для деталей, которые изгибаются под прямым углом без создания с внутренней стороны закруглений, припуск заготовки на изгибание должен составлять 0,6 - 0,8 от показателя толщины металла.
Изгибать своими руками можно только детали и заготовки из пластичных металлов - алюминия, латуни, незакаленной стали и меди. Размер минимального радиуса изгиба зависит от технических свойств материала заготовки, методики гибки и качества поверхности. Детали с малым радиусом закруглений рекомендуется изготовлять исключительно из пластичных материалов, также их можно предварительно подвергнуть отжигу.
Гибка труб своими руками
Существует несколько разновидностей гибки труб: «калач», когда труба изгибается полукругом при обеспечивает поворот на 180 градусов; «скоба» - изогнутая труба напоминает букву «П»; «компенсатор», что используется для обвода препятствий; «утка» - изгиб по типу английской буквы «N» и другие.
Гибке можно подвергать сварные и цельнотянутые трубы, трубы без наполнителя и с наполнителем (сухой речной песок), который предохраняет стенки труб от образования морщин и складок в местах изгиба. По теории гибку листового металла и труб в домашних условиях выполняют исключительно в холодном состоянии.
Для гибки труб, которые имеют диаметр 10-15 миллиметров, используют плиту с отверстиями, в которые устанавливают в соответствующих местах штыри, что являются упорами при гибке. Трубы, которые имеют диаметр до 40 миллиметров и большие радиусы кривизны, принято гнуть в холодном состоянии при помощи неподвижной оправки. Существуют и другие способы изгибания стальных труб, но они нуждаются в создании специального приспособления.
Гибка дюралюминиевых, медных и латунных труб в холодном состоянии отличается некоторыми особенностями. До начала процедуры трубы принято отжигать - медные при температуре 600-700 градусов по Цельсию с охлаждением в воде, трубы из латуни - при температуре 600-700 градусов с охлаждением на воздухе, изделия из дюралюминия - при температуре 350-400 градусов с охлаждением на воздухе. Посмотрите видео о гибке листового металла, где показано, как это делается.
Трубу необходимо заполнить расплавленной канифолью, парафином или стеарниом, а потом дать заполнителю остыть. После процедуры гибки заполнитель нужно выплавить, начиная с концов, потому что нагрев середины трубы, в которой содержится заполнитель, вызывает ее разрыв.
Принципы гибки
Главные принципы изгибания рассмотрены на примере создания скобы. Непосредственно перед началом гибки необходимо по чертежу определить длину полосы металла или заготовки, а также провести расчет гибки листового металла. При этом нужно сделать припуски на каждый изгиб по 0,5 толщины полосы и по 1 миллиметру на опиливание торцов на сторону. Заготовку при необходимости выровняйте на наковальне, опилите по чертежу и нанесите риски мест загиба.
Гибку полосы производят в тисках с угольниками-нагубниками в следующей последовательности. Зажмите в тисках заготовку на уровне загиба, ударами молотка сделайте первый загиб, переставляя заготовку в тисках и зажимая ее отправкой вместе с бруском. Затем сделайте второй загиб.
Нужно достать заготовку и разметить длину лапок скобы. Скобу с бруском-оправкой принято загибать в тисках, отгибая обе лапки. Проверьте изгибы по угольнику, при необходимости исправьте их, используя брусок-оправку и молоток. После окончания изгибания опилите деталь до необходимых размеров.
Вы уже поняли, что изгибание металла большое значение имеет и в бытовых условиях. Но для этого понадобится специальный станок и умение им пользоваться. Помните, что на цену гибки листового металла влияют многие факторы. Если процесс изгибания производится с нарушением технологии и правил, а также не учитывая особенностей, которые характерны именно для этого типа работ, то готовое изделие вы получите некачественным.
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.
Гибка листового метала производится с помощью пресса, с возможностями установки различных матриц и пуансонов. Габариты оборудования зависят от их технических характеристик и методов гибки металла.
Калибровка
: металлический лист фиксируется между матрицей и пуансоном, затем сгибается до нужного вам угла. Угол определяется особенностями оснастки. Свойства метала на процесс не влияют, так как точность загиба зависит только от примененных усилий. Недостаток: необходима смена оснастки при смене вида заготовки.
Гнется листовой металл путем упругопластической деформации, которая различно протекает со всех сторон выгибаемой заготовки. Внутри изгиба слои металла укорачиваются и сжимаются в продольном направлении, а в поперечном слои растягиваются. Между этими двумя слоями (укороченным и удлиненным) находится нейтральный слой, равный длине первоначальной заготовки.
Свободная — воздушная гибка
Один из самых практичных методов гибки металла, является Воздушная гибка. Путём заранее заданной глубины, пуансон опускается в матрицу без необходимости иметь радиус и угол таковыми, как в готовой детали. В силу этого, инструмент очень универсальный. Возможность выполнить гибку множества спектров углов, путем точно заданной глубины движения пуансона, что позволяет воздержатся от частой смены инструмента.
Из-за небольших усилий, которые требуются для такого вида гибки, открывается возможность применять сложные по форме и узкие пуансоны (для различных видов профилей). Точность обработки, используемая таким методом гибки, в среднем ±15’–30’. Все зависит от точности движения пуансона, колебания толщины металла от заранее заданной и от того, как будет пружинить металл в процессе гибки.
- Достоинства: высокая производительность, одна матрица для разных углов.
- Недостатки: Нельзя использовать метал тоньше 1.2 мм, смена метала требует дополнительной настройки.
Штамповка
Штамповка или чеканка (Coining) — это метод который является самым точным, но не самым популярным в силу того, что требует больших затрат на оборудование и инструменты. Матрица и пуансон производятся строго по форме нужного угла гибки.
Прилагаемые усилия в таком способе гибки до 25 раз больше, чем в воздушной, а значит, что какие-либо отклонение в толщине материала, не влияют на точность чеканки. Максимальная толщина металла 2мм.
Так же, в силу своей массивности, не позволяет выполнять гибку сложных элементов. Главным минусом такой гибки, является необходимость иметь набор инструментов для разных углов и радиусов.
Прочие способы гибки листового металла на производстве
Довольно таки популярным методом гибки является Folding . Принцип заключается в том, что прижим на столе, удерживает деталь во время процесса гибки, поэтому уменьшается возможность повреждения поверхности детали. Колебание толщины метала не влияет на точность угла. Максимальная толщина металла 2мм.
Гибка листа, при помощи матрицы, с заранее заданной формой, называют — Bottoming
. Весьма затратный, по своей сути метод, поскольку для каждого угла гибки и толщины металлических листов, необходимо иметь целый набор инструментов. Имеет более высокую точность чем воздушная гибка ±15’. Толщина листового металла для такой гибки не более 5мм.
Гибка металла осуществляется на станках с ЧПУ. Также это могут быть листогибы: прессовые, поворотные и ротационные, 3-4 валковые станки и автоматические гибочные комплексы.
Оборудование для гибки листового металла
- Листогибы — позволяют изготавливать профиль или металлочерепицу, металлические каркасы, комплектующие элементы вентиляционных систем, сборные перегородки, подвесные строительные элементы, облицовки кабельных систем.
- Фальцепрокатные станки — предназначены для производства кровли.
- Зиг-машины — применяются для зиговки, гибки металла, а также прямой и круговой с большой толщиной листа. Зиг-машина делает загибку в углов, круглый фальц, гофрирование, фальцовку специального профиля, вытягивание, обжим замков и резку и развальцовку водосточной трубы.
- Вальцовочные станки (машины) — предназначены для производства изогнутых форм.
- Станки для нанесения параллельных рёбер жёсткости — могут делаь как U, так и Z-образные профили.
- Разматыватели — вспомогательное оборудование — предназначено для размотки металлических рулонов и металлической ленты и подачи её на устройство сгибки, резки.
