Гибка металла на холодную

Обновлено: 04.05.2024

Трубы, согнутые под углом, нашли применение в нефтяной и химической отраслях, машино- и аппаратостроении. Без них не обходится ни один архитектурный или строительный проект.

Для поворотов можно использовать всевозможные фитинги, но тогда возможно возникновение течи, а иногда это просто недопустимо из эстетических соображений. Более привлекательный внешний вид и высокую надежность обеспечивает гибка труб — процесс, не нарушающий их целостность.

Мы расскажем, как лучше согнуть металлическую трубу как по холодной, так и по горячей технологии. В представленной нами статье описана специфика сгибания труб, выполненных из различных материалов. Приведены особенности работы с профильными и обычными круглыми трубами.

Особенности процесса гибки

Каждый металл обладает своими особенностями, без их учета невозможно придать металлическому прокату сложную форму. На изгибаемую трубу воздействуют радиальные и тангенциальные силы.

Первые деформируют сечение, а последние способствуют появлению складок. Основное требование к окончательному результату — сечение трубы должно остаться без изменений, а на стенках не должно быть гофр. Гибка позволяет свести к минимуму число сварных швов при прокладке трубопроводов со всяческими отводами.

Гибка труб чаще всего востребована в сфере сооружения каркасов для устройства теплиц, навесов, входных групп, веранд, садовой мебели. В результате получается наиболее износостойкая основа для крепления деревянных, металлических, поликарбонатных деталей

Гибка труб для сборки трубопроводов позволяет сократить число фитингов, а значит, и количество угрожающих протечкой точек. Однако без использования специализированного инструмента гнуть трубы нежелательно. В итоге усилий дилетанта уменьшается сечение, следовательно изменяется давление среды и пропускная способность магистрали

Для получения идеального радиуса гибки без существенной деформации сечения трубы используют гибочные приспособления и установки

Если гибку трубы производят нечасто, достаточно соорудить плиту с дорнами для опоры трубы или сделать ручной инструмент из подручных материалов

Для фигурной деформации труб по одному заданному радиусу можно сделать оправку - приспособление с округлым краем, форму которого придают сгибаемой трубе

По способу привода в действие все гибочные станки делятся на механические и электрические. По принципу действия они подразделяются на вальцовые (роликовые) и гидравлические

Включение в схему станка домкратов, рычагов, гидравлических поршней позволяет существенно облегчить выполнение гибка, сократив прилагаемые физические усилия

Ручные гибочные инструменты и стационарные станки с гидравлическим гибочным механизмом можно приводить в действие с помощью электропривода

Способы сгибания труб

Исходя из требуемого угла загиба, материала и диаметра трубы, гибку можно осуществить вручную или с применением специального оборудования. Различают также горячую и холодную гибку, с наполнением полости трубы и без ее наполнения.

Здесь схема, формулы и рекомендации по расчету параметров гибки труб, следование которым является гарантией хорошего результата

После прекращения воздействия нагрузки возникает такое явление, как пружинение, прямо пропорциональное модулю упругости материала. Величина возможной деформации также зависит от примененного метода гибки и геометрии объекта.

Специфика горячей технологии

Выбирают этот метод, когда нужно согнуть трубу диаметром от 10 см. Деформируют трубы горячим способом как вручную, так и с применением механизмов. Существует такое понятие, как минимальный радиус изгиба.

Протяженность зоны трубы, которую необходимо нагреть, определяют исходя из диаметра трубы и угла изгиба. При этом закругление не может быть меньшим, чем диаметр трубы, умноженный на 3.

Находят длину нагреваемого участка по формуле:

L = α х d / 15

В формуле: L — искомая длина в мм, α — угол изгиба в градусах, d — диаметр трубы снаружи в мм, 15 — коэффициент. Допустим, трубу диаметром 200 мм нужно изогнуть под углом 60⁰, тогда L = 60 х 200/15 = 800 мм, т.е. 4 диаметра.

Минимально допустимую величину радиуса изгиба для водогазопроводных труб в соответствии с требованиями ГОСТ 3262-92 можно взять из таблицы

Чтобы согнуть трубу, ее нужно нагреть до 900⁰. Оптимальная температура для начала гибки 760⁰, а на конец — 720⁰С. При пережоге ухудшаются прочностные характеристики материала.

В процесс горячего изгиба входит несколько операций:

изготовление шаблона;
набивка песком;
разметка участка;
нагрев;
изгибание.

Чтобы не деформировалось сечение трубы и на внутренней ее части в месте изгиба не образовывались сладки, внутреннее пространство набивают кварцевым песком.

Предварительно песок сушат и прокаливают, с целью удалить органические примеси при температуре от 150 до 500⁰, а после пропускают через мелкое решето с размером ячеек 3,3 х 3,3 мм. Перед тем как начать набивку трубы, нужно заглушить один ее конец.

В качестве заглушек применяют деревянные или металлические пробки, имеющие отверстие для выхода газов. Мелкий и влажный песок использовать нельзя, т.к. первый при термическом воздействии спекается и крепко пристает к стенкам труб.

Второй, в результате образования пара, способствует возникновению высокого внутреннего давления, что может стать причиной вылета пробки. Недопустимо наличие в набивке камешков, они могут продавить стенку трубы.

Процесс набивки трубы очень трудоемкий, поэтому ее транспортируют к вышке и придают ей слегка наклонное или вертикальное положение. Так как качество изгиба находится в прямой зависимости от уплотнения набивки, трубу на протяжении процесса непрерывно обстукивают. Глухой звук свидетельствует о хорошем наполнении заготовки.

Перед тем как приступить непосредственно к главной операции, на набитой песком трубе прорисовывают участки будущих изгибов, приложив шаблон. Нагревают трубы в печах или горнах. Сгибают как вручную, так и механизированным способом.

В последнем случае используют специальные плиты, оснащенные упорными стойками, с помощью которых фиксируется нагретый участок трубы и прижимами, служащими для удержания конца трубы на плите. На противоположный торец трубы надевают трос, натяжение которого с помощью лебедки или шпиля и заставляет трубу изгибаться.

Чтобы стенки трубы не деформировались, в пространство стойка-труба помещают прокладки — прямые или изогнутые. Свободный конец с надетым на него тросом подстраховывается при помощи подставки. Во время процесса осуществляют контроль геометрии трубы, периодически прикладывая к ней шаблон.

Изогнув трубу под нужным углом, из нее удаляют пробки путем выжигания или просто выбивают их. Песок высыпают, трубу очищают и промываю. Выполняют окончательную проверку изгиба при помощи шаблона.

Гибка холодным методом

Для изменения конфигурации труб небольших диаметров используют различные ручные приспособления, для больших — механизированные трубогибы. В домашних условиях чаще всего требуется гибка водогазопроводных стальных труб, применяемых в устройстве систем водоснабжения и отопления.

Гибка трубы под 90⁰ называется отводом, 180⁰ — калач, с образованием уступа — утка, в виде петли — скоба.

Если гибка труб будет производиться редко, достаточно запастись простейшими приспособлениями. Металлической плитой с отверстиями, в которые в зависимости от радиуса устанавливаются штыри (рис.2) или оправкой — установленной вертикально двойной плоскопараллельной плитой с вариациями угла загиба (рис.3)

Для ручной гибки существуют и другие приспособления. В домашних условиях для изготовления змеевика для нагрева воды, трубку из нержавейки диаметром около 20 мм просто наматывают на отрезок трубы большого диаметра. Предварительно на большую трубу наваривают скобу, укладывают ее на опоры и зажимают.

Трубку плотно набивают песком и закрывают пробками, затем вставляют в скобу и начинают навивку. Трубу, используемую в качестве шаблона, нужно прокручивать, поэтому потребуются усилия как минимум двух человек. Закончив навивку, змеевик ровняют.

На таком приспособлении сгибают трубы диаметром до 2 см. Его крепят к верстаку посредством плиты (1) и ступицы. Ролик-шаблон (6) закреплен на общей оси плиты и ступицы. Подвижный ролик (2) зафиксирован скобой (4), имеющей рукоятку (3).Трубу размещают между роликами с таким расчетом, чтобы конец ее вошел в хомут (7). Скобу посредством рукоятки поворачивают вокруг шаблона до получения нужного угла загиба

Гибку трубы из нержавеющей стали или другого материала в домашних условиях можно выполнить и на самом простом приспособлении. Его целесообразно применять при небольших объемах работ.

Несложный механический станок для сгибания трубы можно соорудить собственными руками, особенно, если вы владеете навыками сварщика и знакомы со сварочным аппаратом:

Принцип действия самого распространенного варианта станка для гибки трубы основан на воздействии трех роликов, вращающихся одновременно

Для изменения радиуса сгибания один или два ролика должны быть жестко закреплены на корпусе, один или два перемещаться

Все три ролика должны снабжаться приспособлениями с закрепленными в них подшипниками. Желательно их установить внутри металлических втулок, чтобы избежать попадания во вращающиеся элементы посторонних предметов и сора

Вращающиеся ролики одновременно приводятся в движение за счет цепи (или ремня) соединяющего все три элемента

Если есть место для стационарной установки гибочной машины, ее лучше установить на чугунную или стальную сварную станину, которую рекомендовано крепить анкерами к полу

Тем, кому не нужно постоянно гнуть трубы, достаточно сделать небольшой станок для гибки. В его основе рекомендовано сделать отверстия для прочной фиксации на рабочем столе струбцинами

В ряде конструкций возможно перемещение всех трех вальцов. Положение верхнего регулируется верхним стопором с винтом, нижних - банальной перестановкой в отверстия корпуса

Гнуть трубу роликовый станок начинает, когда мастер вращает рукоятку. Ее подключают к одному из стационарных роликов

Технология гибки листового металла в холодном состоянии

Металлоконструкции произведенные на листогибной установке

Гибка листового металла – неэнергоёмкая операция листовой штамповки. Поэтому во многих случаях, когда не требуется высокая производительность, её выполняют на оборудовании с ручным приводом. Это снижает затраты на подготовку и организацию производственных площадей, упрощает управление станками, удешевляет производимые изделия.

При этом, ввиду высокого качества листогибочных агрегатов, точность гибки остаётся на прежнем уровне.

Особенности ручной гибки плоских листовых заготовок

Любой изгибаемый металл обладает упругими свойствами. Поэтому в процессе приложения к заготовке кратковременного деформирующего усилия пластические характеристики материала заготовки не успевают реализоваться должным образом. В результате имеет место пружинение – частичное восстановление формы согнутой заготовки после отвода рабочего инструмента в исходное положение. К сожалению, обработка листового металла гибкой с использованием механических прессов не предоставляет возможности увеличить время контакта пуансона с заготовкой.

Гибка листового металла

Виды различных конструктивных и технологических приёмов, при помощи которых можно компенсировать пружинение металла, следующие:

Станки для гибки, оснащённые ручным приводом, таких проблем не создают, ибо время выдержки металла под давлением задаётся самим оператором.

Вальцовочный станок

В практике выполнения гибочных операций на подобном листогибочном оборудовании чаще встречаются такие его разновидности, как гибочный и вальцовочный агрегат. Технологическое отличие между ними заключается в том, что гибочный станок производит последовательное деформирование по всей поверхности контакта инструмента с заготовкой, а вальцовочный – лишь по части такой поверхности. Вальцовка требует для своей реализации меньшего усилия, чем гибка, зато её рабочий цикл – длиннее.

Разновидности технологических операций при ручной гибке

Поскольку крутящий момент с применением мускульной силы ограничен физическими возможностями оператора, то чаще всего применяется гибка листового металла по следующим схемам процесса:

Свободная гибка непрофилированным инструментом, когда заготовка фиксируется на двух противоположно размещённых опорах и деформируется пуансоном, имеющим строго определённый радиус рабочей части. Способ применяется преимущественно для одноугловой V-образной гибки. Такая технология отличается минимально необходимым для этого усилием;
Калибрующая гибка, при которой деформация листовой заготовки происходит в матрице. Гибочный станок, предназначенный для этих целей, должен обладать более жёстким столом и, соответственно, станиной;
Гибка с одновременным растяжением – применяется при деформировании малопластичных сплавов (например, Гибка калибрующим ударом

Обработка листового металла с использованием операций гибки выбирается в зависимости от следующих факторов:

Возможностями, которыми обладает станок для гибки металла. Гибка металла
Марками применяемого в производстве листового проката.
Требуемой производительностью оборудования (необходимо учитывать, что, кроме самой гибки, часто требуется выполнять ещё отрезку, пробивку отверстий и другие операции).
Максимальными усилиями, которые потребует для своего управления гибочный или вальцовочный станок.
Точностью процесса, что определяется конструкцией фиксирующих приспособлений, которыми обладает гибочный агрегат.

Оборудование для выполнения ручной гибки листового металла

Гибочный станок с ручным приводом чаще встречается в условиях мелкосерийного производства, где часто требуется оперативная переналадка оборудования с одного типоразмера выпускаемой продукции на другой. Обработка листового металла на ручных листогибочных установках экономит производственные площади, и в большинстве случаев не требует использования дорогого специализированного инструмента – штампов.

Как сделать листогибочный станок своими руками

Ввиду резкого увеличения прилагаемого усилия и момента, толщина листовых заготовок для гибки и последующей резки стали не должна превышать 1,2…1,5 мм, а для более пластичных сплавов, например, алюминия – 2…3 мм. Этих ограничения вполне допускают, чтобы такая технология использовалась при производстве стальных строительных элементов – скосов, жёлобов, распределительных коробок, а также при производстве доборных элементов кровли зданий. При производстве данных элементов из полосы станки должны иметь боковые ножи для резки дефектных краёв изделия.

Ручной листогибочный станок

Преимуществом ручных листогибочных установок является то, что при низких скоростях деформирования не происходит отслаивания предварительного защитного покрытия заготовок. Поэтому технология ручной гибки вполне допускает наличие на исходном металле цинкового покрытия, либо слоя краски.

Виды станков для холодной гибки классифицируются по следующим признакам:

По ширине рабочего стола, что определяет предельные габариты деформируемого изделия;
По наличию дополнительного инструмента, в частности, ножа для роликовой резки кромок; Листогиб ручной
По максимальной величине момента, прилагаемого к рукоятке привода гибочного ползуна;
По виду привода: гибочный ползун может перемещаться либо поворотом рукоятки, либо педалью (возможен и комбинированный вариант).
По кинематике движения ползуна – он может перемещаться возвратно-поступательно, либо по дуге. Последнее исполнение делает гибочный агрегат более компактным; П-образный винтовой прижим
По способу прижима: для малогабаритных заготовок достаточно обычного винтового прижима, но для более мощных и универсальных агрегатов, где, наряду с гибкой, необходимо выполнение операции резки, потребуется гидравлический прижим. Иногда в конструкции имеется и боковой прижим, более всего удобный именно для осуществления резки.

Следует отметить, что ведущие производители ручных листогибов часто оснащают их и дополнительными опциями.

Одним из наиболее авторитетным производителем данного оборудования считается американская фирма Tapco (Тапко). Станки данной компании позиционируются производителем как агрегаты, которые должны заниматься выпуском наружных кровельных элементов конструкций зданий, а потому обязаны работать преимущественно вне помещений. Поэтому узлы такого оборудования выполняются исключительно из сталей с антикоррозионным покрытием.

Технология гибки на станке Tapco предусматривает возможность выполнения следующих переходов:

Резки исходной заготовки в размер (все данные станки – проходного типа, при котором перемещение заготовки производится только в одном направлении).
Последующей профилированной или сегментной гибки (определяется видом инструмента, который установлен на гибочный ползун).
Обрезки кромок с одновременной калибровкой готовой детали.

Станки легко разбираются и обслуживаются, поскольку производитель собирает их по методу модульной сборки. По этой же причине станки от «Тапко» отличаются лёгкостью при своей транспортировке на новое место использования. Вместе с тем применение высококачественного металла для изготовления инструмента и деталей таких станков соответствующим образом сказывается на их цене.

Технология гибки металлов и сплавов

Гибка – одна из распространённых операций деформирования металлов. В зависимости от сложности контуров гиба и толщины заготовки, её производят и в холодном, и в горячем состояниях, с применением ручного и механизированного инструмента.

Листогиб Metal Master LBM Изготавление колпака (дефлюгера)

Виды гибки

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

Все эти разновидности могут выполняться следующими способами:

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

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

Параметры гибки и их определение

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

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

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

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

Из-за специфики деформирования металла во время его гибки процесс лучше проходит на оборудовании, которое имеет пониженное число ходов. Поэтому механическим кривошипным прессам часто предпочитают гидравлические. В частности, профилирование – разновидность полностью автоматизированного процесса неглубокой гибки.

Дефекты и трудности при гибке

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

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

Пружинение ликвидируют или уменьшают использованием следующих технологических приёмов:

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

Оборудование для гибки

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

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

Листогибочные прессы с гидроприводом (серия И14__) конструктивно мало отличаются от кривошипных, за исключением того, что привод ползуна осуществляется от гидростанции, а сам ползун имеет плунжерное направление. Гибочные прессы с гидроприводом могут обеспечивать изменение скорости перемещения ползуна – от увеличенной на стадии холостого хода, до сниженной в момент начала операции деформирования. Это способствует снижению брака при гибке малопластичных сталей и сплавов.

Гибка профилей

Станок профилегибочный ручной

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

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

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

Валы профилегибочного станка

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

По подобному принципу изготавливаются также и станки для гибки труб. Принципиальным отличием здесь является наличие узла оправки, которая размещается в деформируемой трубе, и препятствует искажению профиля заготовки в процессе её гибки.

Гибка деталей из металла

Необходимую форму деталям можно придавать различными способами, одним из которых является гибка деталей из металла . Технология высоко ценится в промышленности, поскольку позволяет создавать высококачественные изделия со сложной конфигурацией при минимальных временных и финансовых затратах. В процессе сгибания верхний слой металла, из которого изготовлена деталь, растягивается, а внутренний – сжимается. В нашей статье поговорим об особенностях этого процесса.

Способы гибки деталей из металла

Можно выделить два основных способа гибки деталей из листового металла :

«Воздушная», или «свободная» гибка, при которой между заготовкой и стенками матрицы V-образной формы остается воздушный зазор (этот метод используется чаще всего).
«Калибровка», при которой деталь плотно прижимается к стенкам матрицы. Этот метод применяется в течение длительного времени, и в определенных случаях именно этот способ является предпочтительным.

К ее достоинствам относится пластичность, к недостаткам – ограниченная точность.

Лист вдавливается на нужную глубину канавки матрицы по оси Y при помощи траверсы с пуансоном. При этом лист не прижимается к стенкам матрицы, между ними остается зазор. Таким образом, на угол гибки деталей из металла влияет положение оси Y, а не геометрия используемого инструмента.

Современные прессы имеют точность настройки оси Y в пределах 0,01 мм. Однако точно сказать, какой угол гибки соответствует определенному положению оси Y, невозможно, так как показатель зависит от различных факторов. На разницу в положении оси Y может влиять настройка хода опускания траверсы, свойства заготовки (толщина, предел прочности, деформационное упрочнение), состояние инструмента для гибки деталей из металла .

Среди достоинств свободной гибки можно отметить:

Высокую гибкость, которая выражается в том, что один гибочный инструмент позволяет добиться любого угла, входящего в диапазон угла раскрытия V-образной матрицы (85°, 35°) и 180°.
Меньшую стоимость инструмента.
Необходимость приложения меньших усилий, чем при калибровке.
Возможность выбора усилия: чем больше раскрыта матрица, тем меньшее усилие необходимо приложить. Увеличение ширины канавки в два раза требует приложения половинного усилия. Т. е. можно выполнять гибку более толстого металла при большем угле раскрытия с аналогичным усилием.
Минимальные вложения, поскольку требуется пресс с меньшим усилием.

Впрочем, это теория. В действительности, сэкономленные на покупке пресса деньги могут быть потрачены на приобретение дополнительного оснащения, например, оси заднего упора или манипуляторов.

К недостаткам этого вида гибки деталей из металла относятся:

меньшая точность углов обработки при работе с тонкими заготовками;
вероятность неточного повторения при использовании материалов различного качества;
невозможность выполнения специфических гибочных операций.

Воздушная гибка подходит для работы с листовыми металлами, толщина которых превышает 1,25 мм; для более тонких рекомендована калибровка.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Наименьший внутренний радиус гибки должен превышать толщину заготовки. Если технические требования предполагают равенство внутреннего радиуса толщине листа, то лучше воспользоваться калибровкой. Внутренний радиус менее толщины листа возможен только при работе с мягкими, легко деформируемыми материалами, к примеру, медью.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Получить большой радиус можно, используя пошаговое перемещение заднего упора. Если же необходимым требованием, помимо большого радиуса, является его точность и высокое качество, то воздушную гибку нужно заменить калибровкой с использованием специального инструмента.

Калибровка.

К достоинствам этого способа обработки деталей из металла относится высокая точность, к недостаткам – малая гибкость. На угол гиба влияет прилагаемое усилие и используемый инструмент: обрабатываемая заготовка плотно прижата к стенкам V-образной матрицы. Упругая деформация при этом равна нулю, угол гиба не зависит от свойств металла.

Сложность заключается в расчете необходимого усилия гиба. Надежнее всего выполнить пробную гибку короткого образца, воспользовавшись испытательным гидравлическим прессом.

При калибровке прилагаемое усилие в 3–10 раз превышает напряжение, необходимое для свободной гибки.

Достоинства калибровки заключаются:

в точности углов гиба, независимо от свойств и толщины заготовки;
в небольшом внутреннем радиусе;
в большом внешнем радиусе;
в использовании Z-образных профилей;
в глубоких U-образных каналах;
в возможности создания различных форм при работе с металлами, толщина которых не превышает 2 мм, благодаря использованию стальных пуансонов и полиуретановых матриц;
в хороших показателях работы на гибочных прессах, точность которых не позволяет пользоваться свободной гибкой.

К недостаткам калибровки относятся:

необходимость приложения усилия, в 3–10 раз превышающего напряжения при свободной гибке;
отсутствие гибкости, т. е. создание определенной формы требует использования специального инструмента;
частая замена применяемых инструментов (исключение составляют большие серии).

Дефекты и трудности при гибке деталей из металла

Гибка деталей из металлов с низкой пластичностью (например, тех, в которых содержится свыше 0,5 % углерода) осложняется таким явлением, как пружинение, когда готовая деталь по конфигурации отличается от чертежей. Именно это явление является главной проблемой в процессе обработки металлов посредством гибки.

Суть пружинения заключается в том, что деталь подвержена упругому последствию после окончании рабочей нагрузки. В результате возможно существенное искажение формы заготовки, в ряде случаев возможен угол пружинения, достигающий 12–150°, что приводит к сложностям при соединении смежных деталей друг с другом.

Для ликвидации или снижения этого явления используют такие приемы, как:

При выполнении ответственной работы может возникнуть необходимость в проведении технологической пробы на загиб. К примеру, при угле пружинения в 95°, рабочая кромка пуансона должна быть увеличена на аналогичный угол.

Этапы техпроцесса гибки деталей из металла

Далее поговорим о том, как производится гибка деталей из листового металла в холодном состоянии.

Последовательность действий будет следующей:

Анализ конструкции заготовки.
Расчет усилия и рабочего процесса.
Подбор типоразмера производственного оборудования.
Разработка чертежа исходной заготовки.
Расчет переходов деформирования.
Проектировка технологической оснастки.

Возможности первоначального материала анализируются в целях уточнения его пригодности для штамповки в соответствии с размерами, указанными на чертежах готовых деталей.

Анализ проводится по следующим параметрам:

Проверяются пластические способности металла, затем результат проверки сопоставляется с возникающей в процессе гибки степенью напряжения. Работа с металлами, обладающими низкой пластичностью, требует дробления процесса на ряд переходов, между которыми требуется выполнение повышающего пластичность материала отжига.
Уточняется, возможно ли получить необходимый радиус гиба без образования трещин в материале.
Определяются возможные искажения профиля или толщины заготовки по окончании обработки давлением (этот нюанс особенно актуален для работы с деталями, имеющими сложные контуры).

Результаты анализа показывают, есть ли необходимость менять исходный материал на обладающий большей пластичностью, требуется ли проведение предварительной разупрочняющей термической обработки, нужно ли нагревать деталь, прежде чем приступить к ее деформации.

Разработка технологического процесса в обязательном порядке включает в себя пункты о расчете таких параметров, как минимально допустимый угол гиба, радиус гибки и угол пружинения.

Для расчета r_min используют данные о пластичности металла, из которого выполнена заготовка, о соотношении размеров детали и скорости деформирования (более низкую скорость перемещения ползуна демонстрируют гидропрессы, лучше пользоваться ими, чем механическими прессами с большей скоростью деформирования).

Чем меньше значение r_min, тем меньше металлы утончаются, т. е. толщина первоначальной заготовки сокращается не так сильно.

Для измерения интенсивности утончения используется коэффициент λ, процент которого показывает, насколько станет меньше толщина готовой детали. При значении, превышающем критичное, необходимо увеличить толщину исходного металла.

Определенные условия могут привести к некоторому выпучиванию металла, из которого сделаны детали.

Также важно правильно определить радиус гибки, на который влияют исходная толщина металла, расположение его волокон, пластичность материала. При слишком маленьком радиусе повышается вероятность разрыва наружных волокон, что приведет к нарушению целостности готовой детали.

Для расчета минимальных радиусов используются наибольшие деформации крайних частей изделия, при этом учитывается относительное сужение ψ обрабатываемого металла (данные можно узнать из специальных таблиц). Необходимо также учесть, насколько деформируется заготовка.

Технология горячей гибки деталей из металла

Гибка деталей из листовых черных и цветных металлов может выполняться в холодном состоянии. Исключением являются дюралюминий и качественная сталь. Они с трудом подвергаются деформации «на холодную», в связи с этим детали из таких металлов рекомендуется предварительно нагревать.

Чтобы повысить пластичность стали до требуемого уровня, ее нагревают до красного каления (при отсутствии ударных нагрузок). Если же предполагается ковка металла, то его необходимо нагреть до белого каления, после чего приступить к обработке. Красное и желтое каление увеличивают хрупкость деталей из металла, поэтому ударные воздействия молотком могут стать причиной их разрушения. Цветные металлы и их сплавы подвергаются гибке в несколько приемов. После окончания одного этапа и до начала следующего, металл подвергается отпуску.

Отпуск представляет собой способ термической обработки, при котором закаленная деталь из металла нагревается до небольшой температуры, а затем охлаждается воздухом или водой. Температура детали оценивается по ее цвету.

Во время нагревания на поверхности металла образуется оксидная пленка, которая в зависимости от температуры может быть:

светло-желтого (соломенного) цвета – значит, температура металла составляет +220 °С;
темно-желтого – температура +240 °С;
коричнево-желтого – температура равна +255 °С;
коричнево-красного – температура +265 °С;
пурпурно-красного – температура +275 °С;
фиолетового – температура составляет +285 °С;
василькового – температура +295 °С;
светло-синего – температура достигает +315 °С;
серого – температура +330 °С.

Для упрощения механической гибки деталей из металла их предварительно подвергают отжигу. Отжигание является термической операцией, которая предназначена для уменьшения твердости материала. Чтобы выполнить его, металлическая заготовка нагревается до нужной температуры, причем деталь подвергается температурному воздействию до прогревания ее по всему объему. Затем изделие медленно охлаждается до комнатной температуры. Такая операция необходима при работе с цветными и черными металлами, поскольку в процессе их жесткость существенно снижается, позволяя в дальнейшем сгибание «на холодную».

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Виды гибки металла

Разнообразные виды гибки металла используются в тех случаях, когда обработать или изготовить изделия при помощи обычных тисков попросту невозможно. К примеру, трубу маленького диаметра можно согнуть, но для больших такой метод не сработает. Гибка металла позволяет сделать это без деформаций и повреждений материала, при этом с сохранением требуемого радиуса кривизны.

Существует ручная и автоматизированная гибка металла . Однако есть и иные виды, выбор которых определяется не только типом металлической заготовки, но и техзаданием. У каждого типа свои нюансы и особенности, которые стоит знать перед выбором и началом работы.

Суть любого вида гибки металла

В процессе гибки на листовой металл воздействуют определенным образом, придавая ему нужную форму в соответствии с чертежами. Эта слесарная операция не требует дополнительной сварки или других способов соединения деталей, изменяющих структуру металла и уменьшающих его прочностные характеристики и срок службы. Во время гибки наружные слои металла растягиваются, а внутренние – сжимаются.

Суть этого способа обработки материала заключается в изгибании листа на заранее определенный угол. Заготовка в процессе деформируется, при этом на степень деформации влияет толщина металла, угол изгиба, хрупкость материала и скорость изгибания.

Для операции гибки используют специальное оборудование, с помощью которого производится необходимая обработка заготовки, при этом готовое изделие не имеет дефектов. Неправильная гибка приводит к образованию множества микротрещин, ослаблению материала в зоне гиба, и, как следствие, к вероятности разлома детали в этом месте.

Существуют различные виды гибки металла в зависимости от толщины обрабатываемых металлических листов. Необходимо, чтобы напряжение изгиба было выше предела упругости. Для того, чтобы готовая деталь после снятия нагрузки, испытываемой в процессе гибки, сохраняла заданную форму, деформация должна быть пластической.

К достоинствам разных видов гибки металла в слесарном деле относятся:

высокая производительность;
автоматизация слесарной операции;
бесшовное готовое изделие;
устойчивость детали к коррозии;
прочность полученных деталей.

Если в процессе обработки используют сварку, то со временем в свариваемой области возникает коррозия, которую невозможно полностью предотвратить даже при помощи специальных защитных покрытий. При гибке металлическая конструкция остается цельной, что защищает ее от коррозионных проявлений.

Не все заготовки могут обрабатываться посредством использования разных видов гибки металла в тисках и на другом оборудовании. Предварительному выяснению подлежат следующие моменты:

величина максимального радиуса гиба, его сравнение с фактической толщиной обрабатываемой детали;
направление волокон прокатки;
начальное значение предела текучести металла;
возможные отклонения формы готовой детали после обработки.

Эти данные необходимо учитывать при работе с тонколистовыми заготовками. При обработке труб и отдельных видов профильного металлопроката (круга, шестигранника, уголка и т. п.) учету подлежит также допустимая относительная деформация заготовки после гибки.

Основные способы и виды гибки металлов

Выделяют два вида гибки металлов в зависимости от ориентирования заготовки:

Продольная, при которой металл только изгибают.
Поперечная (например, отгибают борта, перегибают, высаживают заготовки и т. д.), при которой металл также осаживают и вытягивают.

Для продольной гибки используются соответствующие станки, на которых работают с холодными металлами. Поперечная гибка возможна:

в случаях небольшого радиуса искривления, если холодная обработка приведет к возникновению чрезмерных напряжений;
при работе с толстыми металлическими заготовками.

Нагревание заготовок большой площади повышает вероятность появления кривизны по сферической и винтовой поверхностям. При работе с холодными деталями она не образуется благодаря тому, что металл пружинит, препятствуя появлению кривизны.

Для поперечной гибки металл всегда нагревают. Кромки прямых листов (заготовки судовых корпусов) изгибаются в холодном состоянии без осаживания на специальных станках или прессах.

Если необходима обработка кромок и образование отверстий, заготовка изгибается в горячем виде, т. к. при нагревании меняется расстояние между отверстиями, а кромки в процессе вытягивания или осаживания теряют правильные очертания.

При использовании такого вида гибки металла, как холодная, в первую очередь обрабатывают кромки, далее проделывают отверстия, после этого сгибают.

В зависимости от того, каким будет контур готового изделия, выделяют несколько видов гибки листового металла:

одноугловую или V -образную;
дуговую или U-образную;
многоугловую;
криволинейную;
позволяющую получать изделия типа труб.

Перечисленные виды обработки выполняются путем:

Свободной гибки, которая не требует фиксации центра симметрии детали. В процессе обработки рабочий инструмент – пуансон – воздействует на заготовку, итоговая форма которой зависит от конфигурации пуансона.
Гибки калибрующим ударом, в процессе которой деталь располагают в матрице, определяющей конечную форму изделия.

В роликовых матрицах ось заготовки формируется в процессе поворота подвижной части рабочего инструмента.

Гибка обладает характерной особенностью – сетка макроструктуры различается и зависит от направления изгиба. При работе с мало- и среднепластичными металлами и сплавами направление волокон имеет существенное значение. При его совпадении с направлением перемещения оси заготовки вероятность разрушения в процессе обработки минимальна. Иначе существует риск расслаивания частиц в определенных объемах детали, что считается неисправимым дефектом.

Виды гибки металлов также выделяют в зависимости от исходной заготовки:

Гибочные операции выполняются не только в отношении листовых металлов. Изготовление различных металлоконструкций может потребовать использования гнутых труб или профиля.

Радиусная обработка листового металла требует выбора правильного линейного размера заготовки. Существенное значение для проектировщика имеют размеры детали, так как длина обрабатываемой заготовки должна несколько превышать длину готового изделия. Такое требование обусловлено спецификой гибочной операции. В процессе изменения положения частей металлического листа относительно друг друга происходит сжимание внутренних слоев металла и вытягивание наружных. Следовательно, перед радиусной гибкой требуется тщательный просчет геометрических параметров обрабатываемой детали.

Чтобы рассчитать радиус изгиба, подойдут данные специальных таблиц, размещаемые в различных инженерных справочниках.

Изгибание труб производится согласно требованиям технической документации. Различают следующие виды гибки металлов:

Гнутые трубы используют при изготовлении ограждений и перил в жилых домах, помещениях производственного или бытового назначения.

В большинстве случаев трубы зашивают по радиусу, формируя частичный или полный изгиб конструкции, не зависящий от формы и размера сечения. В процессе обработки полого профиля заготовка подвергается воздействию нескольких сил, одна из них действует на поверхность внутренней стенки, вторая – на внешнюю сторону детали.

В процессе изгибания труб есть вероятность деформирования заготовки при взаимодействии сил, действующих на внешнюю и внутреннюю поверхности. Это может стать причиной потери соосности. Если пренебречь рядом технологических требований, существует риск разрыва трубы. Неравномерный изгиб может привести к появлению складок в области сгиба. Это обусловлено воздействием тангенциальных сил, появляющихся при деформации трубы.

Чтобы снизить вероятность возникновения подобных дефектов, в определенных случаях используют разные виды гибки металлов: холодную и горячую. К первой технологии прибегают при работе с трубами небольшого диаметра. Однако при этом важно выяснить минимально допустимый радиус гиба, проходящий по осевой линии.

Следует отметить, что локальный нагрев места изгиба способен создать более комфортные условия для обработки заготовки. Нагретый металл обладает большей пластичностью, которой достаточно для того, чтобы выполнить необходимую деформацию. Такой вид обработки, как горячая гибка, используется при работе с трубами большого диаметра.

Гибка профильного металлопроката.

Из-за более высокого значения момента сопротивления профильный металлопрокат невозможно изгибать при помощи традиционных видов гибки. В связи с этим обработка выполняется при помощи оборудования ротационного действия. Преимущество таких станков по сравнению с теми, что используются для работы с листовыми материалами, заключается в не одновременном, а последовательном приложении усилия к поверхности обрабатываемого профиля. Это приводит к снижению гибочного усилия, а также к сокращению крутящего момента электродвигателя.

Если предполагается работа с заготовками небольшого размера, достаточно использовать оборудование с ручным приводом. Поскольку в процессе обработки используется последовательная схема, то одновременно выполняется не только деформация, но и правка заготовки, благодаря чему в металле снимаются внутренние напряжения.

Существует несколько видов правильно-гибочных станков в зависимости от числа рабочих валков, которых может быть три или четыре. Валки могут располагаться симметрично или асимметрично. Параметры изгиба деталей регулируются путем соответствующего изменения положения оси приводного валка, а также диаметра и профиля рабочей части.

Хотя автоматизация процесса гибки при помощи валковых машин несколько сложна, конструктивно оборудование простое и неэнергоемкое. Кроме того, работа с такими станками не требует использования дополнительных инструментов – штампов.

Подобный принцип применяется также при изготовлении станков для гибки труб. Разница заключается в оправке, размещаемой внутри обрабатываемой трубы и препятствующей дополнительной деформации профиля заготовки при гибке.

Области применения различных видов гибки металлов

Разные виды гибки металла применяют на небольших предприятиях, а также в быту, когда требуется изготовление профилей разных размеров, сборных перегородок, корпусных изделий, уголков, швеллеров, откосов, водосточных желобов, металлических каркасов, подвесных строительных систем и др.

Гибка труб также выполняется как в промышленных масштабах, так и в быту. В ряде случаев конфигурация их соединений бывает сложной. Чтобы уменьшить количество используемых элементов и резьбовых соединений, трубам придается определенная форма, для чего их изгибают под нужным углом. Таким образом получают канализационные, водопроводные и газовые трубы нужной конфигурации с минимальными расходами, при этом внутри сетей обеспечивается минимальное сопротивление.

Станки для разных видов гибки листового металла используются для работы со сталями, медью, алюминием, а также заготовками, имеющими цинковое или лакокрасочное покрытие. Благодаря мобильности оборудования многие виды работ можно выполнять непосредственно на объектах, что позволяет экономить время и средства, необходимые для транспортировки готовых деталей.

С помощью современных видов гибки металлов можно работать с нестандартными по форме заготовками. Наибольшего внимания требуют:

тонкие листы и ленты (из-за высокой вероятности повреждения заготовки при неправильном расчете нагрузки);
толстые и прочные заготовки (при неправильном расчете существует вероятность одностороннего разрыва металла);
детали, имеющие разную толщину или показатели прочности на месте изгиба (гибка при в этом производится в несколько этапов).

Особый подход требуется также при обработке профиля, уголков и других аналогичных заготовок.

Читайте также: