Обработка металлов давлением гибка

Обновлено: 17.05.2024

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

Когда толщина заготовки превышает 4 мм применяют горячую гибку.

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

При гибке металла приходится преодолевать силы упругости заготовки из металла.

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

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

Различают следующие стадии пластических деформаций:

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 2. Схема составляющих длины согнутой полосы

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

1. Основные приемы гибки деталей из полосы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

где r — радиус оправки.

Направление ударов молотком показано стрелками.

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

2. Основные приемы гибки деталей из труб

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

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

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

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

При гибке в холодном состоянии труб диаметром до 25 мм применяются ручные приспособления.

На рис. 4, а показан ручной станок, предназначенный для гибки труб диаметром от 12 до 20 мм. Станок имеет ось 1 и опорную плиту 2, с помощью которых он крепится болтами к верстаку. Рабочими органами станка являются неподвижный ролик 4 с хомутиком 5, укрепленный на оси 1, и подвижный ролик 3, закрепленный на скобе 6 с рукояткой 7. Изгибаемую трубу концом закладывают в хомутик между роликами, затем вращают скобу с подвижным роликом вокруг оси неподвижного ролика до получения требуемого изгиба, после чего возвращают скобу в исходное положение и вынимают трубу.

Рис. 4. Гибка на ручных приспособлениях

Для гибки медных трубок разных диаметров при сборке машин применяют многоручьевой трубогиб (5.66, б). В этом случае трубку пропускают между роликами 1 и 2 до соприкосновения с упором, затем при повороте вилки 3 подвижный ролик 2 обкатывается вокруг неподвижного, изгибая трубку по радиусу, равному радиусу ролика 1.

С помощью ручного рычажного трубогиба (5.66, в) можно изгибать стальные газовые трубы диаметром 1/2 , 3/4 и 1» в холодном состоянии без наполнителя.

Для ручной гибки стальных труб диаметром до 50 мм на угол 180° без наполнителя в холодном состоянии может использоваться специальная головка с ручным приводом.

3. Изготовление цилиндрических пружин

По своему назначению цилиндрические пружины делятся на работающие на растяжение, на сжатие и на скручивание (рис. 5).

У пружин, работающих на сжатие (рис. 5, а), витки расположены на некотором расстоянии друг от друга, шаг — t; концы пружин прижимают к смежным виткам. Основными размерами являются: внутренний диаметр — Dвн, наружный диаметр — Dнар; шаг навивки — t; диаметр проволоки — d; длина пружины — L.

Рис. 5. Цилиндрические пружины: а — сжатия; б — растяжения; в — скручивания

У пружин, работающих на растяжение (рис. 5, б) витки плотно прилегают один к другому, последние витки отгибают на 90° и загибают в виде полуколец и колец. Основными размерами являются: наружный диаметр — D; диаметр проволоки — d; радиус проушины — r; ширина зацепа — b; длина навивки пружины — L1; полная длина пружины — L2.

У пружин, работающих на скручивание (рис. 5, в), витки плотно прилегают один к другому, на концах имеются зацепы, которые воспринимают закручивающую нагрузку и закручивают пружину в целом. Основные размеры пружин, работающих на скручивание, такие же как у пружин, работающих на растяжение.

Для расчета длины заготовки, потребной для изготовления пружины, необходимо знать средний диаметр пружины D0, который равен:

Длину заготовки f пружины (без учета колец или зацепов на концах) определяют по следующей формуле:

f=πD₀n , где n — число витков пружины.

При подсчете витков пружины учитываются только рабочие витки. У пружин сжатия с неприжатыми витками число рабочих витков определяют путем вычитания из общего числа витков двух витков (по витку с каждого конца пружины). Если крайние витки прижаты для образования опорной плоскости, то вычитают полтора витка.

Обычно для ремонта машин навивку пружин производят на универсальном токарном станке (рис. 6).

Рис. 6. Навивка пружины на токарном станке

На резцедержателе 1 станка устанавливается держатель для проволоки. В патроне 2 станка устанавливается оправка 3, диаметр которой на 0,85–0,9 меньше внутреннего диаметра пружины. Суппорт станка устанавливают так, чтобы держатель проволоки был рядом с кулачками патрона, затем настраивают частоту вращения шпинделя не более 60 об/мин и подачу 4, соответствующую диаметру d проволоки или шагу t пружины. Включают станок и считают число оборотов оправки. Когда число оборотов оправки будет равно числу витков пружины с учетом нерабочих витков, станок останавливают и выставляют упор отключения станка и подачи.

Затем суппорт станка устанавливают так, чтобы держатель проволоки был рядом с кулачками патрона. Проволока пропускается через держатель и ее конец закрепляется на оправе хомутом с поводком или в отверстии, как показано на рисунке. Первый виток пружины выполняют вращением патрона от руки и после этого включают станок.

После остановки станка конец проволоки откусывают кусачками.

При навивке пружин на станке необходимо быть предельно внимательным. Освободившаяся проволока или обрыв мятой проволоки может спружинить и нанести травму.

Обычно для пружин растяжения производят непрерывную навивку на всей длине оправки, а затем ее делят на требуемые по длине пружины.

Для пружин сжатия также производят непрерывную навивку, но замечают по линейке или лимбу подачи, в каких местах нужно выключить подачу, сделать два-три сжатых витка и вновь включить подачу.

По окончании навивки вручную производят доделку пружины. При этом удаляют заделочные концы, которыми крепили проволоку в станке, и отделяют нужное число витков для пружины. Для этого делают надрез трехгранным напильником в нужном месте на проволоке и отламывают или разрубают в нужном месте проволоку на зубиле, вертикально закрепленном в тисках.

Чтобы поджать концы пружины, работающей на сжатие, пружину 2 вставляют в направляющую трубку 1 (рис. 7, а) и через отверстие трубки нагревают пламенем газовой горелки или паяльной лампы. Как только виток нагреется до красного цвета, пружину вынимают из трубки и быстро прижимают к плоскости плиты.

Рис. 7. Поджатие концов пружины сжатия: а — подогревом; б — на заточном станке

После поджатия витков пружине придают вертикальное положение на плите. Для этого надевают заготовку пружины на оправку и подшлифовывают металл на торце пружины боковой поверхностью абразивного круга на заточном станке (рис. 7, б).

Если пружину навивали с прерыванием подачи, то достаточно разделить заготовку на части и доработать торцы на заточном станке.

Заделка концов пружин растяжения в виде полуколец выполняется вручную с помощью подставки в тисках (рис. 3, а) или круглогубцев.

Для этого вручную зубилом на плите отгибают на 30–40° один виток на торце у отрубленной заготовки пружины. Затем отогнутый виток пружины отгибают далее с опорой на подставку (рис. 8) на 90° с помощью молотка. Если проволока не жесткая, то эту операцию можно выполнить круглогубцами.

Правка и гибка металла

Правка (выпрямление) - представляет собой слесарную операцию, при которой деформированным, покоробленным металлическим заготовкам или деталям придают правильную плоскую форму. Правку применяют после резки листового материала ножницами, рубки зубилом и других операций. При помощи правки выпрямляют также полосовой и прутковый материал, трубы и проволоку. Чугунные детали правке не подвергают, так как чугун слишком хрупок и при правке может расколоться.

В слесарном и особенно в инструментальном деле исправление изогнутых и покоробленных изделий с большой точностью (до десятых долей миллиметра), после механической или термической обработки, нередко называют рихтовкой изделия.

Правка бывает ручная и машинная.

При ручной правке листовых заготовок и деталей применяют стальные или чугунные правильные плиты или наковальни, стальные молотки весом 400 - 600 г, молотки медные, свинцовые, латунные, деревянные, бакелитовые.

Машинная правка производится на ручных и приводных трехвалках, на приводных пневматических молотах и на прессах. В настоящем пособии рассматривается только ручная правка, применяемая в учебных мастерских.

Правка производится путем нанесения ударов стальными молотками или молотками из мягкого материала по определенным местам, соразмеряя силу ударов с величиной выпуклости и с толщиной выправляемого изделия. Поверхность правильной плиты, а также бойки молотков должны быть ровными, гладкими и хорошо прошлифованными При ручной правке удобнее пользоваться молотками с. круглым, а не с квадратным бойком, так как при неправильных ударах или при перекосах молотка с квадратным бойком на поверхности листа могут остаться засечки или даже пробоины. Боек молотка должен ложиться на лист ровно, без перекоса. Молоток следует держать за конец ручки и для удара пользоваться только кистью руки.

Приемы правки листового материала заключаются в следующем. Уложив деформированный лист на плиту по возможности выпуклостями вверх, обводят выпуклости графитовым карандашом или мелом. После этого по прямым краям листа по направлению к выпуклости наносят частые, но не сильные удары. Материал под действием ударов будет вытягиваться, освобождать стянутую середину и постепенно выравнивать выпуклость. По мере приближения к выпуклости удары должны наноситься слабее, но чаще.

После каждого удара нужно проверять, какое действие он оказывает на лист

Следует помнить, что неправильные удары могут привести лист в негодное состояние. Ни в коем случае нельзя наносить удары непосредственно по выпуклостям, так как выпуклости будут не уменьшаться, а увеличиваться.

Таким образом, сущность процесса правки листовых деталей заключается в постепенном растягивании прямых участков листа за счет некоторого утонения материала в этих местах.

Гибка - это способ обработки металла давлением, при котором заготовке или ее части придается изогнутая форма.

Слесарная гибка выполняется молотками (лучше с мягкими бойками) в тисках, на плите или с помощью специальных приспособлений. Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм - плоскогубцами или круглогубцами. Гибке подвергают только пластичный материал.

Гибка деталей - одна из наиболее распространенных слесарных операций. Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инструменте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).

Сущность гибки заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на заданный угол. Происходит это следующим образом. На заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения. Если эти напряжения не превышают предела упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, является упругой и по снятии нагрузки заготовка принимает первоначальный вид (выпрямляется).

Гибка труб в горячем состоянии.

При горячей гибке с наполнителем трубу отжигают, размечают, а затем один конец закрывают деревянной пробкой. Для предупреждения смятия и появления трещин при гибке трубу наполняют мелким сухим песком. После заполнения песком второй конец трубы забивают пробкой, у которой должны быть отверстия для выхода газов, образующихся при нагреве мест изгиба трубы. Радиус закругления при гибке труб берется не меньше трех диаметров трубы, а длина нагреваемой части зависит от угла изгиба и диаметра трубы. Тонкостенные трубы диаметром больше 30 мм гнут только в нагретом состоянии с наполнителями. После окончания гибки пробки выколачивают и высыпают песок. Плохое, неплотное заполнение трубы песком, недостаточный или неравномерный прогрев перед гибкой приводят к образованию складок или разрывов.

Гибка труб в холодном состоянии выполняется при помощи различных приспособлений.

Простейшим приспособлением для гибки труб диаметром до 10—15 мм в свободном состоянии является плита с отверстиями, в которой в соответствующих местах устанавливаются штыри, служащие упорами при гибке.

Трубы небольших диаметров (до 40 мм) с большими радиусами кривизны гнут в холодном состоянии, применяя простые ручные приспособления с неподвижной оправкой (рис. 87). Гибочная оправка крепится к верстаку с двух сторон скобами. Трубу для гибки вставляют между гибочной оправкой и хомутиком, зажимают и руками гнут по желобообразному углублению гибочной оправки.

Рис. 87. Приспособления для гибки труб в холодном состоянии: 1 — плита, 2 — подвижный ролик, 3 — рукоятка, 4 — скоба,

5 — труба, 6 — ролик-шаблон, 7 — хомутик

Гибка медных и латунных труб.Подлежащие гибке в холодном состоянии медные или латунные трубы заполняют расплавленной канифолью. Канифоль после гибки выплавляют начиная с концов трубы во избежание разрыва.

Медные трубы, подлежащие гибке в холодном состоянии, отжигают при 600—700 °С и охлаждают в воде. Наполнитель при гибке медных труб в холодном состоянии — канифоль, а в нагретом — песок.

Латунные трубы, подлежащие гибке в холодном состоянии, отжигают при 600—700 °С и охлаждают на воздухе. Наполнители те же, что и при гибке медных труб.

Дюралюминиевые трубы перед гибкой отжигают при 350—400 °С и охлаждают на воздухе.

Гибка труб в кольцо производится на трехроликовом гибочном станке без наполнителя.

Правильно изогнутыми считаются трубы, не имеющие вмятин, вы- пучин и складок.

При гибке труб необходимо соблюдать следующие условия:

— тщательно следить за равномерностью вытягивания внешней стенки и посадки внутренней стенки трубы;
— учитывать, что внешняя стенка трубы легче вытягивается, чем происходит посадка внутренней стенки;
— трубу гнуть плавно, без рывков: появившиеся складки правят молотком.

Развальцовка (вальцевание) трубзаключается в расширении (раскатывании) концов труб изнутри специальным инструментом (вальцовкой). Для этого вальцовочное приспособление зажимают в слесарных тисках. Трубу вставляют в соответствующее по диаметру отверстие, а затем ударами молотка по оправке развальцовывают конец трубы до необходимых размеров.

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.

Тема 4: « Гибка металлов»

Гибка металлов применяется для придания заготовке изогнутой формы согласно чертежу. Сущность ее заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на какой-либо заданный угол. Напряжения изгиба должны превышать предел упругости, а деформация заготовки должна быть пластической. Только в этом случае заготовка сохранит приданную ей форму после снятия нагрузки.

Ручную гибку производят в тисках с помощью слесарного молотка и различных приспособлений. Последовательность выполнения гибки зависит от размеров контура и материала заготовки.

Плоскогубцы и круглогубцы применяют при гибке профильного проката толщиной менее 0,5 мм и проволоки. Плоскогубцы предназначены для захвата и удержания заготовок в процессе гибки. Они имеют прорезь около шарнира. Наличие прорези позволяет производить откусывание проволоки. Круглогубцы также обеспечивают захват и удержание заготовки в процессе гибки и, кроме того, позволяют производить гибку проволоки.

Гибку тонкого листового металла производят киянкой. При использовании длягибки металлов различных оправок их форма должна соответствовать форме профиля детали с учетом деформации металла.

В тех случаях, когда требуется изогнуть стальную полосу на ребро, используется роликовое приспособление.

Выполняя гибку заготовки, важно правильно определить ее размеры. Расчет длины заготовки выполняют по чертежу с учетом радиусов всех изгибов. Для деталей, изгибаемых под прямым углом без закруглений с внутренней стороны, припуск заготовки на изгиб должен составлять от 0,6 до 0,8 толщины металла.

В производственных условиях гибка металла выполняется на гибочных и растяжных машинах различных конструкций.

При пластической деформации металла в процессе гибки нужно учитывать упругость материала: после снятия нагрузки угол загиба несколько увеличивается.

Изготовление деталей с очень малыми радиусами изгиба связано с опасностью разрыва наружного слоя заготовки в месте изгиба. Размер минимально допустимого радиуса изгиба зависит от механических свойств материала заготовки, от технологии гибки и качества поверхности заготовки. Детали с малыми радиусами закруглений необходимо изготовлять из пластичных материалов или предварительно подвергать отжигу.

При изготовлении изделий иногда возникает необходимость в получении криволинейных участков труб, изогнутых под различными углами. Гибке могут подвергаться цельнотянутые и сварные трубы, а также трубы из цветных металлов и сплавов.

Гибку труб производят с наполнителем (обычно сухой речной песок) или без него. Это зависит от материала трубы, ее диаметра и радиуса изгиба. Наполнитель предохраняет стенки трубы от образования в местах изгиба складок и морщин (гофров).

Техника безопасности при гибке металла:

• Молотки и кувалды должны иметь надежно заклиненные, крепкие, без сучков и трещин рукоятки.

• Рабочие части молотков, бородков, подкладок, оправок не должны иметь расклепа.

• Обрезки металла необходимо собирать и складывать в отведенный для них ящик во избежание порезов ног и рук.

• Листы очищать только металлической щеткой, а затем ветошью или концами.

• Правку металла проводить только на надежных подкладках, исключающих возможность соскальзывания металла при ударе.

• Подсобный рабочий должен держать металл при правке только кузнечными клещами.

• При засыпке трубы песком перед гнутьем в торце одной из пробок необходимо сделать отверстие для выхода газов, иначе может произойти разрыв трубы.

• При гнутье труб в горячем состоянии поддерживать их только в рукавицах во избежание ожогов рук.

Читайте также: