Калиброванная гибка мелких сложных листовых деталей. Как выполняется гибка листового металла своими руками? Технология гибки метала

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:

1. Качество готового изделия, оно обеспечивается, в том числе и том, что при работе ЧПУ полностью исключается влияние человеческого фактора.
2. 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.

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.

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.

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.

Существует несколько способов гибки листового металла, все они имеют определенные особенности. Автоматизированный способ позволяет придавать заготовкам нужную форму без использования сварочной техники. Основное преимущество методики гибки заключается в отсутствии швов, что способствует улучшению внешнего вида и повышению прочности изделий. Метод гибки способствует ускорению производственного процесса. В результате гибки значительно снижаются масса изделий, металлоемкость, уменьшаются трудозатраты, себестоимость, повышается рентабельность.

Гибка листового металла имеет следующие преимущества:

• экономия – достигается за счет отсутствия отходов;
• сохранение прочности изделия – сварные швы и другие соединения отсутствуют;
• устойчивость к коррозии – достигается за счет отсутствия изменений структуры материала;
• привлекательный внешний вид.

Цена гибки металлического листа

Cтоимость гибки листового металла зависит от толщины и длины изделия. Важную роль играет также форма детали, тип стали, особенности контуров сгибания и т. д.

Где применяется гибка листового металла

Эта технология обработки металлических листов широко используется в разных сферах благодаря ее приемуществам. Гнутые элементы при одинаковой прочности с цельнокатаным трубопрокатом и профилями отличаются легким весом. Сферы применения гибки:

• строительная сфера (кровля, комплектующие, вентилируемые фасады);
• машиностроение;
• транспортная промышленность (обшивка);
• металлопрофили;
• изготовление раздвижной мебели;
• детали корпусов оборудования, бытовой техники.

Основные методы гибки листового металла

Гибка листового металла возможна различными методами в горячем и холодном виде. Самыми распространенными способами является трансформация холодных изделий на гибочных машинах, вальцах. Ручной способ используется достаточно редко, применяется для гибки тонколистового металла толщиной до 0,6 мм. Автоматические методы гибки:

• На гидравлическом прессе (воздушная универсальная). Металлическая полоса (толщиной до 10 мм, длиной до 6 м) устанавливается на нижний стол с матрицей. Изделие нужной формы получается из-за направленного сверху действия пуансона на необходимую глубину.
• На вальцах. Металл проходит через вальцы, эффект сгибания достигается за счет их постепенного смещения, такой подход применяется для получения формы в виде конуса, цилиндра, сферы и др.
• По матрице. Технология отличается повышенной точностью, применяется при обработке листового металла до 5 мм, деформируя заготовку на угол менее 90 градусов.
• С применением поворотной балки. Применяется для гибки листа до 1 мм, чтобы гнуть изделия в разные стороны.
• Обработка скольжением. При проведении процедуры используется отдельный инструмент для заготовки каждой толщины.

Перечисленные методы гибки листового металла обеспечивают неизменную структуру металлической пластины на участках сгиба. Толщина листового металла может достигать 12 мм. Технология позволяет сформировать из листа изделия требующихся размеров и формы. Путем гибки наиболее просто можно придать материалу нужную форму. Способ является более легкой в исполнении и недорогой альтернативой сварке. Выбор технологии зависит от использующегося материала и требований к получаемой продукции. Перед проведением процедуры производятся расчеты с применением специальной формулы.

Дефекты и трудности при гибке

В ходе деформации металлов могут появляться дефекты. Самые распространенные это косые изгибы, механические повреждениях поверхности. Это явление происходит вследствие ошибок при проведении разметки или закреплении заготовок выше/ниже разметочной линии. Распространенной ошибкой при гибке считается также разрыв (трещина) металла. Она возникает по причине недостаточной пластичности материала. Гибка тонколистового металла наиболее часто подвержена данному типу дефекта, из-за чего ее зачастую приходится делать ручным способом. Еще однойим частым дефектом гибки является нарушения размеров. Оно проявляется при нехватке или излишке листа на концах детали, что происходит при нарушениях расчета длины заготовок.

Видео: Листогибочный станок

Для трансформации металлического листа используется листогибочный пресс, что значительно повышает технологичность производственного процесса. Такой подход предполагает снижение себестоимости продукции. Программируемые упоры значительно ускоряют изготовление без потери точности, все возможные дефекты легко корректируются.

Преимущества обращения к нам

• доступная стоимость;
• соблюдение всех норм, правил и стандартов;
• высокое качество проведения работ;
• использование современной техники;
• комплексный подход, возможность изготовления деталей разной сложности.

Компания предоставляет услуги по гибке листового металла в Москве. При проведении гибки металла используется современное оборудование, применение которого позволяет проводить все с максимальной точностью. Гибка листового металла полностью автоматизирована, что значительно ускоряет и упрощает дело.