Радиус изгиба листового металла

Обновлено: 03.05.2024

При обработке листового металла, путем холодной гибки на листогибочном станке, необходимо знать минимальные радиусы, по которым можно производить гиб изделия из определенного металла. Нарушение данных рекомендаций может привести к порче материала и невозможности его дальнейшего использования.

В таблице 1 представлены минимальные значения радиусов холодной гибки металла (R), которые зависят от материала, подвергаемого обработке и его толщины (S).

Радиусы гибки листовой стали в зависимости от угла сгиба заготовки

Пояснения к таблицам:

S - толщина обрабатываемого материала;
R - радиус сгиба материала, без специальных технических требований к выполнению гибки;
Rc - радиус сгиба материала с притупленными кромками и без заусениц;
Rп - радиус сгиба материала с притупленными кромками и без отсутствии заусениц, в том случае, если линия сгиба располагается под углом 90 градусов к направлению волокон проката.

Минимальный радиус сгиба металлов круглого и квадратного сечений, мм

R1 – радиус гиба металла для профиля круглого сечения;
R2 – радиус гиба металла для профиля прямоугольного сечения.

Мы рады сообщить, что мы стали официальным представителем компании VanMark (США) в России!
Листогибочные станки VanMark находятся в наличии на складе в г. Санкт-Петербурге.

Токарные станки - как часто Вы настраиваете свое оборудование? Основные проблемы, которые возникают с металлоборудованием, часто связаны с неправильной настройкой и подготовкой устройства к работе.

Особенный алюминий – особенности сварочных работ Что общего между алюминием и аргонодуговой сваркой? Для неустойчивого алюминия подходит именно данный вид сварочных работ.

Информация о товарах носит справочный характер и не является публичной офертой (п.2 ст. 437 ГК РФ).

Обращаем Ваше внимание на то, что вся информация, размещенная на настоящем интернет-сайте, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не являются публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации.

Радиус гибки листового металла

Знать допустимые радиусы гибки листового металла нужно всем, кто собирается использовать именно этот способ обработки материала. Потому что без точных значений и грамотного расчета можно испортить любые заготовки.

В данной статье расскажем о технологии гибки листового металла , особенностях данного типа обработки, способах и применяемых методах. Особое внимание будет уделено минимальному радиусу гибки металлического листа и методологии расчета.

Зачем гнут листовой металл по радиусу

Для придания заготовке необходимой формы, учитывающей ее рельефную модификацию (в т. ч. углы и скругления) принято использовать радиусную гибку листового металла . Это упорядоченный процесс, поэтому, когда требуется использование сразу нескольких гибов, каждый элемент обрабатывается последовательно до тех пор, пока не будет достигнута нужная конфигурация.

Такая технология применяется для придания формы:

листовым профилям;
уличным карнизам и козырькам;
подвесным элементам фасада зданий;
металлическим комплектующим мебели;
декоративным элементам интерьера и т. д.

Сферические, цилиндрические и конусовидные детали, выполненные из гнутого листового металла или металлопрофиля, пользуются большим спросом в котельном производстве.

Гибка по радиусу может потребоваться в бытовых строительных и ремонтных работах, например, при проведении труб. Не стоит пытаться проделать такую операцию в домашних условиях – для этого нужен специальный станок. Благодаря современным технологиям можно подобрать оптимальные параметры работы с заготовками разного состава листового металла, толщины и формы. Радиус изгиба получается точным и качественным, а материал при этом не теряет свои прочностные характеристики.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Разумеется, существуют и другие способы придания листам нужной конфигурации радиуса: сварка, клепка или резка. Но гибка имеет перед ними целый ряд преимуществ:

отсутствие швов и стыковки, что гарантирует естественную прочность металла;
стойкость к окислению, коррозии и др. благодаря целостной структуре листовой заготовки;
экономичность и отсутствие производственных отходов;
сохранение эстетичности исходника.

Существует несколько видов радиусной гибки листового металла, которые подбираются индивидуально в каждом случае (в зависимости от технических характеристик исходника и особенностей желаемого результата). Остановимся подробней на каждом из них.

Технология гибки листового металла: особенности и классификация

Технология гибки, в зависимости от требуемой модификации листового металла, включает в себя следующие виды:

Одноугловая (V-образная) – считается наиболее простой. Под воздействием силы гиба верхняя поверхность заготовки сжимается, а нижняя – прилегает к стенкам механизма и растягивается. Таким образом достигается нужный радиус.
Двухугловая (П-образная) – выполняется схожим образом за исключением количества этапов обработки.
Многоугловая гибка.
Радиусная гибка листового металла (закатка) – позволяет получить плавный изгиб. Применяется для создания петель, хомутов и т. д.

Такая технология обработки заготовок не требует колоссального усилия, поэтому предварительного нагрева материала не требуется.

Горячая гибка по радиусу применяется лишь для толстых листовых заготовок (12–16 мм), а также малопластичных металлов. К последним относятся дюралюминий, высокоуглеродистые стали и их сплавы.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Такой способ обработки листового материала часто применяют в комплексе с другими операциями, например, резкой, вырубкой или пробивкой. В результате получаются сложные объемные изделия из металла. Для их изготовления прибегают к штампам, которые можно использовать в нескольких переходах.

С точки зрения пространственного позиционирования существует два способа гибки по радиусу:

Продольная – при этом используется холодная технология работ, что не позволяет обрабатывать толстые листовые заготовки.
Поперечная – включает в себя несколько этапов: в первую очередь загибаются кромки металлической детали, затем она нагревается. После начинаются непосредственно производственные операции: гибка, осаживание и вытяжка.

Для радиусной гибки листового металла требуется специализированный ручной или промышленный станок. Его конструкция модифицируется в зависимости от требуемой формы изделия.

Работа в холодной технике требует соблюдения оптимального соотношения радиуса изгиба, толщины металла и размера самого листа. Отступление от предельного значения чревато потерей прочностных характеристик заготовки, возможностью появления повреждений.

Придание радиусной формы заготовке под воздействием высоких температур способно изменить структуру материала. Так, во время охлаждения после нагрева связи между молекулами в листе металла становятся более тесными и упорядоченными, что способствует увеличению его твердости, прочности и упругости. Кроме того, в этот момент сокращается удлинение при разрыве. Пластичность материала изменяется мало.

Не рекомендовано активное тепловое воздействие на металл. Если температура близка к температуре плавления листового материала, то его физические свойства резко ухудшаются – получается пережог. Он сопровождается окислением и обезуглероживанием поверхности. Длительный перегрев является причиной образования крупнозернистой структуры материала.

Со стороны процесс гибки металлического профиля по радиусу кажется простым, но это не значит, что он оказывает несущественное воздействие на структуру материала. Во время воздействия в ней возникает напряжение. Сначала оно упругое, а затем приобретает пластический характер. Важно определить баланс этих напряжений и изменений, часто это бывает сложно.

Во время гибки листа по радиусу деформация происходит неравномерно. Так, она более заметна в самих углах и практически неощутима у края пластины. Особенностью работы с тонкими металлическими листами является то, что их верхняя часть под воздействием гиба сжимается, а нижняя – растягивается.

Пространство между ними принято называть нейтральным слоем. Точное определение этого промежутка является одним из необходимых условий выполнения качественного изгиба радиуса.

Для квалифицированной закатки важно знать некоторые особенности процедуры:

В структуре металлической пластины находятся направленные волокна. Чтобы во время ее обработки не нарушилась целостность материала, лист необходимо расположить поперек волокон или под углом 45° к ним.
Для каждого листового металла необходимо предварительно определить предел текучести. Его нарушение чревато разрывами.
В месте воздействия гиба происходит ряд деформаций пластины: нейтральный слой, находящийся в середине листа или в центре его тяжести, смещается в сторону меньшего радиуса; происходит изменение в поперечном сечении; уменьшается толщина материала.

Работа с мелкогабаритными заготовками требует большого мастерства. Важно учитывать, что:

чем меньше радиус гибки листового металла, тем больше площадь его деформации;
при большом радиусе изменения затрагивают не всю пластину.

Особенности выполнения работы такого типа важно учитывать при организации процесса штамповки заготовок.

Этапы и последовательность действий

Закатка происходит в несколько упорядоченных этапов и включает следующее:

Анализ требуемой конфигурации изделия.
Расчет усилия гиба и технология выполнения работ.
Подбор наконечника гиба, настройка оборудования.
Разработка схемы исходника.
Расчет переходов гибки.
Проектирование оснастки технологического процесса.

Соотношение характеристик исходной листовой заготовки и желаемого изделия необходимо для анализа реалистичности штамповки по радиусу в соответствии с приведенным чертежом.

Перед тем как приступить к приданию заготовке требуемой формы, важно определить ее угол пружинения, минимальный угол и радиус гибки.

Расчет минимального радиуса при гибке листового металла

Диаметр окружности нейтрального слоя (D₀), который расположен в центре металлического листа длиной L и толщиной S в случае гибки его в барабан, рассчитывается по следующей формуле:

Если толщина стенок металлического барабана равна S, то внутренний диаметр изделия (D) вычисляется таким образом:

Формула вычисления внешнего диаметра (D₁) следующая:

Таким образом, разность длины окружности может быть вычислена по формуле:

Следовательно, отношение 2πS/πD должно быть не более 0,05.

На основании того, что 2πS/πD ≤ 0,05 получается, что D ≥ 2S/0,05 = 40S, т. е. для сохранения прочностных качеств листа минимальный внутренний диаметр его гибки должен превышать его толщину в 40 раз, а радиус – в 20 раз. Например, из пластины толщиной 10 мм можно изготовить цилиндр с минимальным внутренним диаметром 40 мм.

Минимальный радиус гибки листового металла: таблицы

Мы уже не раз упоминали о важности определения минимально допустимого радиуса для того или иного листового материала до начала гибки. Особое значение это имеет при работе в холодной технике. Игнорирование этих параметров способно привести к порче заготовки.

В таблице 1 приведены минимально допустимые показатели радиуса гибки листового металла по ГОСТу (R) в зависимости от толщины пластины (S) и ее состава.

Длина участка, подвергнутого гибке на угол α, вычисляется следующим образом:

A – длина линии гибки листовой пластины;
R –радиус внутренней поверхности гиба металла;
К – коэффициент положения нейтрального слоя при гибе;
S – толщина металлического листа, мм.

Важно знать, что минимальный радиус гибки листового металла (в т. ч. из стали) при работе в холодной технике устанавливается в соответствии с показателем деформации крайних волокон. Его используют только в случае острой производственной необходимости. В стандартных ситуациях этот параметр устанавливают выше минимального.

Коэффициент положения нейтрального слоя при гибке металла (мм):

Гибка толстого листового металла

Гибка толстого листового металла осуществляется на профессиональном оборудовании и после составления проекта необходимого изделия. Только при таких условиях можно гарантировать, что будут сохранены необходимые эксплуатационные характеристики, а заказчик не понесет незапланированных трат на приобретение металла или переделку брака.

Сама операция гибки может быть реализована несколькими способами. В нашей статье мы расскажем, как осуществляется данный тип металлообработки, каков порядок расчета технических параметров, а также из чего складывается алгоритм заказа и изготовления гибки металла.

Ключевые правила гибки металла

Гибка толстого листового металла должна выполняться при соблюдении определенных правил:

Для того чтобы на поверхности металлической заготовки не появились разрывы и трещины, минимальный радиус сгиба должен быть больше, чем толщина детали. В таком случае при возникновении риска образования дефектов можно сразу прекратить гибку и по возможности их устранить.
В бытовых условиях возможна гибка только тонколистовых металлических листов толщиной не более 0,3–1 см. При работе с более толстыми заготовками требуется профессиональное дорогостоящее оборудование.
Прежде чем приступить к гибке толстого листового металла, необходимо выполнить развертку будущей детали, учесть припуски, рассчитать необходимую длину рабочей поверхности. Последняя должна быть не более 4 м, в противном случае результат будет менее точным.
Лучше всего для гибки подходят пластичные сплавы, например, листовое железо или заготовки, содержащие в своем составе примеси углерода. Ознакомиться с марками пластичных сплавов можно в специальных таблицах.
При нагревании пластичность металлов повышается. В некоторых случаях требуемый угол изгиба можно получить только путем нагрева, без дополнительного механического воздействия. Кроме того, высокая температура при обработке минимизирует риск появления трещин на поверхности металлических заготовок.
Гибка выполняется различными инструментами: как ручными (например, тисками для зажима листового железа), так и автоматическими (специальными станками, осуществляющими раскрой заготовок). Последние позволяют учитывать припуски и получать детали высокого качества.

Гибка толстого листового металла осуществляется медленно, поскольку необходимо следить за состоянием поверхности листа, не допуская появления трещин и других дефектов.

2 технологии гибки толстого листового металла

Обработка металлических листов выполняется двумя основными способами:

Наиболее распространена «воздушная» (свободная) гибка. При этом способе обработки остается воздушный зазор между деталью и стенками матрицы V-образной формы.
«Калибровка», в процессе которой заготовка плотно прижимается к стенкам матрицы. Технология используется уже длительное время, в ряде случаев она является наиболее предпочтительной.

1. Воздушная (свободная) гибка.

Достоинство это вида гибки толстого листового металла заключается в пластичности, недостаток – в невысокой точности результата.

Листовая заготовка траверсом с пуансоном вдавливается на нужную глубину канавки матрицы по оси Y. Между заготовкой и стенками матрицы остается воздушный зазор. Угол гибки при этом способе зависит от положения оси Y, а не от формы применяемого инструмента.

Точность настройки современных прессов составляет до 0,01 мм на оси Y. Однако на угол гибки влияют и другие показатели, в том числе настройка хода опускания траверсы, толщина металла, предел прочности, устойчивость заготовки к деформации, состояние рабочего инструмента.

К плюсам свободной гибки толстого листового металла относятся:

высокая гибкость, позволяющая одним инструментом получить любой угол изгиба в пределах диапазона раскрытия V-образной матрицы (от 35° до 180°);
доступная стоимость оборудования;
меньшие усилия, прилагаемые для деформации заготовки, по сравнению с калибровкой;
выбор усилия в зависимости от угла раскрытия матрицы (чем он больше, тем меньшее усилие требуется);
небольшие вложения, так как достаточно пресса с меньшим усилием.

Средства, сэкономленные на приобретении гибочного пресса, можно вложить в дополнительное оборудование, к примеру, в покупку осей заднего упора или манипуляторов.

Минусы воздушной гибки листового металла заключаются:

в недостаточной точности углов при обработке тонколистовых металлов;
при разнице в качестве материалов заготовок результаты работы также будет различаться;
технология не подходит для совершения специфических гибочных операций.

Воздушная гибка оптимальна для обработки металлических листов толщиной более 1,25 мм. Для заготовок меньшей толщины подходит калибровка.

Минимальный внутренний радиус гибки должен быть больше толщины детали. Если толщина листа равна радиусу гибки, то обработку следует выполнять методом калибровки. При работе с мягкими, легко деформируемыми материалами (например, с медью) допускается толщина листа большая, чем радиус изгиба.

Для того чтобы увеличить радиус, необходимо пошагово перемещать задний упор. Если техническое задание предполагает не только определенный радиус изгиба, но также высокую точность и качество детали, то следует воспользоваться калибровкой на специальном оборудовании.

2. Калибровка.

Калибровка – высокоточный способ гибки листового металла. Его недостаток заключается в небольшой гибкости. Угол изгиба зависит от прилагаемого усилия, а также используемого инструмента. Заготовка располагается в V-образной матрице, плотно прижимаясь к ее стенкам. Упругая деформация при этом способе нулевая, характеристики металла не влияют на угол изгиба.

Для получения качественного результата усилие гиба необходимо точно рассчитать. Лучше всего опробовать силу гибки испытательным гидравлическим прессом на пробном коротком образце.

Способ определения усилия для гибки толстого листового металла

Прилагаемые в процессе гибки толстого листового металла усилия зависят от таких параметров, как пластичность материала и интенсивность его упрочнения при деформации. Также необходимо учитывать направление прокатки первоначальной заготовки. По окончании прокатки остаточное напряжение вдоль ее оси ниже, чем в противоположном направлении. Это значит, что гибка металла по направлению волокон снизит риск разрушения заготовки. Учитывая это, ребро изгиба должно быть расположено так, чтобы направление проката имело минимальный угол к металлическому листу заготовки.

Чтобы рассчитать усилие, необходимо определиться со способом обработки толстого листового металла. Заготовка может располагаться в матрице на фиксаторах (упорах), деформация будет либо свободной, либо с приложением усилия, при котором в конечном моменте гиба деталь упирается в поверхность матрицы. Свободная гибка – более простой способ изгибания заготовок, но при этом результат будет хуже, чем при гибке с калибровкой.

При незначительном упрочнении металла (например, при работе с алюминиевой заготовкой) используется следующая формула:

в которой σт – предел текучести металла до штамповки.

Интенсивность упрочнения детали зависит от угла изгиба (более 45°) и размеров поперечного сечения. В этом случае необходимо воспользоваться формулой:

в которой b – ширина заготовки.

Для расчета технологического усилия Р при одноугловой свободной гибке используется формула:

в которой Ɛ означает наибольшую деформацию сечения заготовки и определяется следующим образом:

σ_b – предельное значение прочности металла.

При гибке с калибровкой усилие рассчитывается по формуле:

в которой F_пр – площадь проекции изгибаемой заготовки;

p_пр – удельное усилие гибки с калибровкой. Этот параметр различается для разных металлов:

для алюминия он составляет от 30 до 60 МПа;
для малоуглеродистых сталей – от 75 до 110 МПа;
для среднеуглеродистых сталей – от 120 до 150 МПА;
для латуней – от 70 до 100 МПа.

Для правильного выбора оборудования для гибки толстого листового металла необходимо к полученным при расчетах значениям прибавить 25–30 %, а затем сравнить их с паспортными данными гибочных машин.

Оборудование для гибки толстого листового металла

Для гибки толстого листового металла используют различные виды оборудования. Самые простые станки подходят для производства уголков и швеллеров. На промышленных предприятиях пользуются прессами:

Ротационными, в которых листовой металл изгибается, проходя между специальными валиками. Станки могут быть мобильными и стационарными. Подходят для производства небольшого тиража крупногабаритных деталей.
Поворотными, в которых гибка осуществляется за счет гибочных балок и плит. В нижней части станка находится стационарная плита, в верхней – поворотная. Оборудование используется для работы с небольшими, простыми по форме изделиями из листового металла.
Обыкновенными гидравлическими или пневматическими, в которых заготовка изгибается, располагаясь между матрицей и пуансоном. Станки подходят для изготовления как крупных, так и мелких партий деталей, для гибки толстого листового металла. Большинство предприятий использует гидравлические листогибочные прессы.

Самым современным считается ротационное оборудование для обработки толстого листового металла. Благодаря ЧПУ и автоматическому режиму работы оператору не нужно вручную рассчитывать оптимальное усилие гиба.

В автоматическом режиме работают также станочные аппараты с поворотной балкой. Оператор располагает в станке один оцинкованный или обычный металлический лист, который затем изгибается в соответствии с заданными параметрами. Такими станками оснащают небольшие металлообрабатывающие предприятия.

Этапы гибки толстого металла

До начала гибки толстого листового металла в несколько этапов разрабатывают технологические процессы:

анализируют конструкцию детали;
рассчитывают необходимое усилие и работу;
выбирают типоразмер необходимого гибочного оборудования;
готовят чертежи исходной заготовки;
рассчитывают переходы деформации;
оформляют проект технологической оснастки.

Перед тем как приступить к гибке толстого листового металла необходимо изучить материал заготовки, определить, соответствует ли он требованиям заказчика. Для того чтобы понять, возможна ли штамповка по заданным параметрам, необходимо обратить внимание на:

пластичность материала, т. е. его способность изгибаться, не разрушаясь, под нужные параметры (для малопластичных металлов и сплавов используют термическую обработку и/или несколько переходов);
возможность изгибания детали на требуемый угол, радиус гиба, при которых в месте деформации не появляются трещины;
вероятность деформирования сложных по форме деталей при большом давлении.

При невозможности гибки представленного металла в соответствии с требованиями заказчика исполнитель предлагает ему несколько вариантов решения проблемы:

подобрать металл или сплав с большей пластичностью;
предварительно термически обработать заготовку;
нагреть деталь до требуемой температуры.

До начала гибки толстого листового металла необходимо рассчитать следующие параметры: угол гиба, радиус сгибания, угол пружинения.

При расчете радиуса гибки учитывают пластичность металла, соотношение размера и скорости деформации. Чем тоньше заготовка, тем меньший радиус должен быть.

Коэффициент уменьшения толщины металла показывает, насколько тоньше станет деталь после окончания гибки. Если этот показатель окажется недопустимым, то необходимо использовать более толстую заготовку.

На минимальный радиус гибки влияют пластичность металла, его толщина, расположение волокон проката.

При обработке изделия из металла с небольшим радиусом гиба может деформироваться верхний слой металлических волокон, что отрицательно скажется на качестве готовой детали.

Поэтому для расчета минимального радиуса гиба необходимо использовать показатели максимальной деформации крайних элементов заготовки, учитывая относительное сужение металла, подвергаемого обработке.

Чтобы рассчитать пружинение, необходимо определить фактические углы пружинения с учетом усилия, прилагаемого для гибки толстого листового металла.

На силовые параметры влияют пластичность металла и интенсивность его упрочнения в процессе обработки. После завершения гибки физические свойства металла изменяются в зависимости от направления гибки.

Чтобы снизить риск появления трещин, заготовку следует изгибать вдоль волокон металлического проката.

Для более точного расчета силовых показателей необходимо учитывать способ гибки толстого листового металла:

путем гибки металлического листа, расположенного между фиксаторами;
с приложением усилия, когда в конце гибки заготовка упирается в поверхность матрицы.

Первая технология подходит для изготовления простых деталей, не требует серьезных энергозатрат, отличается простотой выполнения. Вторая – оптимальна для производства сложных изделий.

Гибка толстого листового металла возможна для любых сплавов, в том числе, с легирующими примесями в составе. Технологию невозможно использовать только в работе с хрупкими материалами, склонными к деформации.

Несмотря на достаточную сложность процедуры, технология помогает получить изделия нужной формы без деформаций, возникающих, к примеру, при сварке. Чтобы результат имел высокое качество, важно найти опытных специалистов, которые предварительно рассчитают необходимые параметры гибки, а затем выполнят и саму процедуру.

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.

Гибка листового металла по радиусу

Листовой металл может обрабатываться на специальных листогибочных установках. Гибка листового металла по радиусу осуществляется путем изгиба металлического листа на заданный угол по заданному радиусу. Количество сгибочных шагов при этом зависит от требуемой степени округленности сгибаемого участка. Благодаря гибке можно отказаться от операций сварки и штампования и тем самым снизить конечную стоимость готовой детали. Рассмотрим эту технологию более подробно.

Для чего предназначена технология гибки листового металла по радиусу

При строительстве и ремонте многие сталкиваются с задачей сгибания профильной трубы точно под требуемым углом, без изломов, деформаций и повреждения материала.

Решение есть: трубу следует сгибать только на специализированном гибочном оборудовании, исключающем любые повреждения металлопроката, в том числе круглого сечения. Для этого обязательно необходим профессиональный станок.

Сегодня гибочная операция листовых заготовок по определенному радиусу широко применяется в различном производстве. Например, данной технологией пользуются при обработке:

профилей;
навесных фасадов;
козырьков и карнизов;
предметов декора в интерьерах;
элементов мебели;
уличных урн и т. д.

Для радиусной гибки листового металла может использоваться как специализированное, так и универсальное оборудование, способное правильно обрабатывать материал путем пластической деформации. Сгибание листового металла по радиусу может учитывать различные характеристики заготовки, исходя из требований заказчика к конечному продукту и из типа используемого материала. Технология позволяет создавать продукт любой степени сложности, полностью соответствующий требованиям и ожиданиям заказчика.

Расчеты перед гибкой листового металла по радиусу

Технология гибочного процесса металлических листов разрабатывается в несколько этапов в следующем порядке:

конструктивный анализ изделия;
расчет необходимого усилия;
выбор подходящего типоразмера оборудования;
создание чертежа заготовки;
расчет параметров деформирования;
подготовка проекта инструментальной оснастки.

Выбор материала заготовки и ее проверка на пригодность являются важным этапом, определяющим, пригоден ли данный материал для процесса штамповки и гибки в соответствии с задаваемыми размерами на чертеже готового изделия. При выполнении этого этапа осуществляются:

определение пластических характеристик листового материала и сверка результатов определения с реальными напряжениями, возникающими в процессе сгибания (при использовании слабопластичных материалов данная операция производится в несколько переходов с использованием межоперационного отжига, повышающего пластичность);
определение минимального радиуса гибки листового металла, при котором минимизируется риск образования трещин в материале;
выявление возможных деформаций заготовки или профиля после обработки материала давлением в случае сложной конфигурации готового изделия.

По результатам этого этапа принимается одно из решений:

замена металлической заготовки на более пластичную;
нагрев листового металла перед процессом деформации;
предварительная разупрочняющая термообработка заготовки.

При разработке технологии крайне важно определить минимальный угол гибки, ее радиус и угол пружинения выбранного листового материала.

Радиус гибки (rmin) определяется в зависимости от пластичности листового металла, от его размеров и от возможной скорости сгибания листа. При уменьшении минимального радиуса уменьшается и первоначальная толщина листового металла. Интенсивность утонения характеризуется коэффициентом утонения λ, значение которого в процентах показывает степень уменьшения толщины готовой детали. Если этот коэффициент превышает критическое для данного материала значение, исходную толщину листа (s) требуется увеличить в соответствии со следующей таблицей:

Минимальный радиус гибки зависит также от расположения волокон металлического листа. При слишком малом радиусе наружные волокна могут рваться, нарушая целостность детали. Поэтому данное значение должно рассчитываться по наиболее деформируемым частям металлической заготовки в зависимости от значения ее относительного сужения (ψ). В расчете обязательно учитывается также значение наибольшей деформации заготовки.

Листовой металл подвержен эффекту пружинения, возможность этого эффекта определяется фактическими углами пружинения (β):

Как производится гибка листового металла по радиусу

Гибочная операция считается одним из главных способов обработки листового металла, создающая основную форму будущей детали из заготовки. Фактически эта операция придает плоской заготовке требуемую объемную форму.

Сначала лист металла подготавливается в гибочном станке на специальном заготовительном участке. Зачастую заготовка предварительно разрезается на полосы необходимой ширины — штрипсы. Затем уже эти штрипсы деформируются в соответствии с требованиями либо вручную, либо с помощью станка.

В некоторых случаях требуется радиусная гибка листового металла, при выполнении которой заготовка подвергается деформации на нужный угол с заданным значением радиуса. Следует при этом учитывать некоторые особенности прокатного металла:

Металл в результате прокатки приобретает волокнистую структуру. Во избежание появления трещин процесс сгибания нужно осуществлять поперек волокон либо гнуть лист таким образом, чтобы линия изгиба образовывала с направлением волокон угол примерно 45 градусов.
Листовой металл обладает пределом текучести, при превышении которого лист рвется.

Место сгиба листового металла претерпевает следующие изменения:

истончение металла и его деформация в поперечном сечении;
смещение нейтрального слоя в сторону меньшего радиуса.

Нейтральный слой изначально проходит:

в листах симметричного сечения (квадратного, круглого, прямоугольного, овального и др.) посередине между двумя сторонами;
в листах несимметричного сечения (полукруглых, треугольных и др.) через его центр тяжести.

Если гибка больших по площади листовых металлических заготовок на большем и на малом радиусе практически не отличается друг от друга, то в случае небольших заготовок имеются значительные отличия:

при деформации металла с малым радиусом зона деформации охватывает большую часть заготовки;
в случае гибки с большим радиусом данный эффект отсутствует.

В процессе гибки поперечное сечение обрабатываемого участка приобретает форму параболы. Поэтому такой способ обработки листового металла связан со сложностью технологии и требует высокоточных расчетов.

Нейтральный слой листовой заготовки всегда имеет постоянную длину, и потому он служит основой при расчете длины обрабатываемой заготовки и допустимого радиуса ее изгиба.

Как рассчитать усилие гибки листового металла по радиусу

Гибочное усилие рассчитывается в зависимости от пластичности металлического листа и от скорости его упрочнения в процессе деформирования. Учитывается при этом и направление прокатки листового металла, поскольку в результате этого процесса в свойствах металла появляется анизотропия: внутренние напряжения по оси прокатки меньше напряжений в поперечном направлении. Следовательно, при сгибании листа вдоль волокон металла с одинаковой степенью деформации вероятность разрыва заготовки значительно снижается. По этой причине ребро гиба на листе ориентируют так, чтобы угол, образованный линиями направления прокатки и расположения заготовки в листе, стремился к минимальному.

Расчет усилий также зависит от способа деформирования заготовки. Деформирование может производиться путем укладки листовой заготовки по фиксаторам или упорам и последующей свободной гибки. Либо заготовка деформируется через усилие, возникающее при упоре заготовки на рабочую область матрицы на заключительном этапе гибочного процесса. Первый вариант менее энергозатратен, однако во втором случае в результате калибровки получаются более точно выполненные изделия.

Момент гибки металлов с малым упрочнением (малоуглеродистая сталь, алюминий) определяется по формуле:

где σт — предел текучести обрабатываемого металла перед штамповкой.

При угле гиба, превышающем 45 градусов, имеет значение интенсивность упрочнения листового металла, зависящая от размеров сечения заготовки:

где b — ширина заготовки.

Технологическое усилие Р для свободной одноугловой гибки рассчитывается по следующей формуле:

где ∈=1/((2r_min/s)+1) — наибольшее значение деформации по сечению заготовки; α — угол гиба;

σв — предел прочности материала.

Формула для расчета технологического усилия Р в случае несвободной гибки с калибровкой выглядит следующим образом:

где F_пр – площадь проекции обрабатываемой листовой заготовки;

p_пр — удельное усилие несвободной гибки с калибровкой, зависящее от материала и имеющее значения:

для алюминия: 30-60 МПа;

для малоуглеродистой стали: 75-110 МПа;

для стали со средним содержанием углерода: 120-150 МПА;

для латуни: 70-100 МПа.

Вычисленное значение усилия при выборе подходящего типоразмера увеличивается на 25-30% и затем сравнивается с номинальными показателями.

Особенности гибки труб по радиусу

Трубопроводы применяются в самых разных отраслях производства. Радиусная гибка труб является одним из главных процессов при монтаже трубопроводных систем всех видов. Благодаря данному технологическому процессу значительно сокращается число сварных швов и сохраняется высокое качество монтажных работ.

Технология радиусного сгибания стальных трубопроводов позволяет частично или полностью сгибать трубы в плавную изогнутую конфигурацию, не зависящую от сечения трубы. Полый стальной профиль, подвергаемый сгибанию, испытывает сжимающую силу по внутреннему радиусу и растягивающую силу по внешнему радиусу. Данный процесс имеет особенности, которые нужно учитывать:

при загибе участок трубы может деформироваться таким образом, что нарушится соосность трубы;
действующие на наружную стенку растягивающие радиальные силы при сгибании могут повлечь за собой разрыв стенки;
на внутреннем радиусе сгибаемой части в результате действия сдавливающих тангенциальных сил при неравномерном деформировании могут образоваться складки в форме гофры.

Для правильной гибки по радиусу используются два основных метода:

холодный метод сгибания;
сгибание трубы с предварительным разогревом участка.

Холодную гибку применяют, как правило, на трубах малого диаметра. При этом требуется знать минимальный радиус сгибания трубы вдоль ее оси.

Второй метод с разогревом более благоприятен для деформирования трубы, поскольку повышается пластичность материала и снижается вероятность появления разного рода дефектов. Обычно этот метод применяется для труб большого диаметра, так как он занимает больше времени для осуществления операций и более трудозатратен.

И в том, и в другом случае необходимо знание технологического процесса, обеспечивающего сохранение равного сечения на всем участке радиусной гибки без образования складок и трещин на стенках.

Какое оборудование используется для гибки труб по радиусу

Используемые при монтаже коммунальной системы стальные трубопроводы малого диаметра обрабатываются в основном ручными инструментами холодным способом гибки. Методы гибки с применением инструментария используются следующие:

шаблонная обкатка труб круглого сечения диаметром до 76 мм (на станках при обработке таким методом не удастся добиться нужно качества округлости);
намотка заготовки на неподвижный ползун с одновременным продольным движением обкатывающего ролика;
использование гидро- или пневмоцилиндра, передающего усилие, с упором на 2 подвижных ролика;
протягивание заготовки через направляющие подвижные ролики, позволяющие делать отводы с небольшими углами радиуса (метод применяется на универсальных гибочных установках).

Способы радиусной гибки квадратных или прямоугольных труб аналогичны применяемым способам для круглых стальных труб. Основное отличие состоит в используемой оснастке гибочных станков: прокатных роликах, обкаток и шаблонах. Они имеют соответствующую форму сечения обрабатываемой заготовки. Гибка труб большого сечения осуществляется только горячим способом с использованием одного из двух методов:

метод деформации на штампе, позволяющими создавать несколько сгибов на одной заготовке в одной плоскости либо сразу в нескольких;
метод протяжки с использованием специального рога, позволяющий выполнять деформирование с минимальным радиусом и с заданной его кривизной — диаметр обрабатываемой трубы при этом остается постоянным благодаря одновременной калибровке на внутреннем сердечнике.

Почему следует обращаться к нам

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

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2]

Если вы сами создаете чертежи, вам нужно знать следующее. Процесс гибки удлиняет материал. Это означает, что нейтральная линия или ось, о которой мы говорили в предыдущей статье, на самом деле находится не посередине материала. Но плоская деталь должна быть сформирована в соответствии с нейтральной линией. И для нахождения ее положения требуется коэффициент k.

Коэффициент K - это эмпирическая константа, то есть его значение было определено в результате испытаний. Он варьируется в зависимости от материала, его толщины, радиуса изгиба и метода гибки. По сути, коэффициент k смещает нейтральную линию, чтобы обеспечить плоский рисунок, отражающий реальность. Используя его, вы получаете допуск на изгиб, который, по сути, является длиной изогнутой нейтральной оси.

Первую часть данной статьи вы можете найти в нашем блоге по ссылке. Примечание: данная статья является переводом.

Формула коэффициента K:

Формулы припусков на изгиб:

Для изгибов от 90 до 165 градусов формула имеет вид:

Для изгибов более 165° нет необходимости рассчитывать припуски на изгиб, так как нейтральная ось остается практически посередине детали.

Для расчета плоской детали необходимо использовать длину дуги нейтральной оси

Расчет допуска на изгиб:

Допустим, у вас есть деталь, похожая на ту, что на изображении выше - у нее прямая ножка 20 мм и другая 70 мм. Угол изгиба составляет 90°, толщина листа - 5 мм, а внутренний радиус - 6 мм. Мы хотим узнать конечную длину детали. Во-первых, мы должны начать с коэффициента k:

Другой способ определения коэффициента k - следовать "правилу большого пальца". Просто выберите коэффициент k в соответствии с вашим материалом из приведенной ниже таблицы. Это дает достаточно точные результаты для большинства случаев.

Теперь мы можем перейти к припускам на изгиб:

Для получения окончательной длины мы просто прибавляем две длины ног к припуску на подгибку:

Советы по гибке листового металла:

Итак, я поговорил с нашим опытным менеджером по продажам, который знает толк в гибке листового металла. Он загорелся и решил воспользоваться возможностью и поделиться своими знаниями о гибке листового металла. Таким образом, он привел список распространенных ошибок и решений, как их избежать.

Минимальная длина фланца:

Существует минимальная длина фланца, как уже говорилось ранее. Для ориентировки смотрите таблицу изгибающих усилий. В зависимости от толщины выбирается ширина штампа. Если вы разработаете слишком короткий фланец, он будет неловко "проваливаться" в щель, и вы не получите желаемого результата.

Боковые стороны с фаской:

Фаска должна заканчиваться перед основанием детали

Если вы хотите сделать фланец с фаской на одном или двух концах, предыдущее правило о минимальной длине фланца остается в силе. Фаски должны оставлять достаточно места для выполнения правильных изгибов, иначе фланец будет выглядеть деформированным, и никто не будет удовлетворен.

Расстояние от отверстия до изгиба:

Близко расположенные отверстия могут деформироваться

Если отверстия расположены слишком близко к изгибу, они могут деформироваться. Круглые отверстия не так проблематичны, как другие типы, но болты все равно могут не пройти. Опять же, смотрите диаграмму изгибающего усилия для минимальных размеров фланца и размещайте отверстия дальше, чем минимальные.

Симметрия:

Чтобы избежать путаницы, прямоугольное отверстие может быть с обеих сторон

Существует большая опасность при изготовлении деталей, которые почти симметричны. Если возможно, делайте их симметричными. Если деталь почти симметрична, оператор гибочного пресса может запутаться. Результат? Ваша деталь будет согнута в неправильном направлении.

Заклепочные гайки:

Заклепочная гайка на пути гибочного инструмента

Если вы используете заклепочные гайки вблизи линии изгиба, известно, что их установка перед изгибом хороша для обеспечения его применимости. После изгиба отверстия могут деформироваться. Тем не менее, убедитесь, что гайки не будут мешать инструментам при гибке.

Маленькие фланцы для больших деталей:

Небольшой изгиб в конце большой детали может привести к трудностям

Лучше отказаться от маленьких фланцев на больших и тяжелых деталях. Это очень усложняет производство, и может потребоваться ручная обработка, которая обойдется дороже, чем простая механическая. В результате, если есть возможность, лучше выбрать альтернативное решение.

Сгибы рядом друг с другом:

Проверьте таблицу изгибающих усилий для минимальной длины фланца

Если вы хотите включить последовательные изгибы, проверьте, выполнимо ли это. Проблема возникает, когда вы не можете установить уже согнутую деталь на штамп. Если изгибы направлены в одну сторону - U-образный изгиб, - то общее правило заключается в том, что промежуточная часть должна быть длиннее фланцев.

Разместите изгибы на одной линии:

Эта часть нуждается в многочисленных корректировках.

Лучше всего проектировать изгибы на одной линии, если у вас есть несколько фланцев подряд. Имея это в виду, вы можете свести количество операций к минимуму. В противном случае оператору необходимо вносить корректировки для каждого отдельного изгиба, а это означает потерю времени и денег.

Линия изгиба параллельна стороне:

Такой вид линий сгиба приводит к неточным результатам

Как говорится в заголовке. Для целей позиционирования должна быть параллельная сторона вашей линии изгиба. Если её нет, выравнивание детали станет настоящей головной болью, и в итоге вы можете получить неудовлетворительный результат.

Рельеф изгиба:

Рельеф изгиба необходим

Для достижения наилучшего результата рекомендуется сделать не просто небольшой разрез лазером, а настоящий вырез по бокам будущего фланца - который должен быть рельефом изгиба. Ширина такого надреза должна превышать толщину материала. Это гарантирует отсутствие разрывов и деформаций при окончательном изгибе. Другой хорошей практикой здесь является включение небольших радиусов в рельефы изгиба, поскольку они также снимают напряжение материала.

Сгибание коробки:

Небольшие зазоры гарантируют выполнение работы

При сгибании коробки необходимо оставлять небольшие зазоры между фланцами. В противном случае последний сгиб может врезаться в существующие, ломая всю конструкцию.

Проверьте плоский шаблон:

Следует помнить о том, что время от времени нужно переключать вид CAD на плоский шаблон. В этом есть много плюсов. Во-первых, если вы увлечетесь фланцами, в итоге может получиться что-то, что не может существовать в плоской схеме. А то, что не может существовать в плоской схеме, не может существовать и в любой другой.

Измерьте макет. Возможно, вы сможете скорректировать конструкцию для оптимальной посадки. Старайтесь не брать лист большего размера, если меньший размер находится в пределах досягаемости. Может быть, вы сможете уместить 2 детали на одном листе, если просто убавите несколько миллиметров? Это отразится на окончательной цене проекта.

Эмпирическое правило для минимального радиуса изгиба:

Будьте проще. Что может быть проще, чем выбрать внутренний радиус (ir), равный толщине материала. Это позволяет избежать последующих проблем, излишних раздумий и глупых ошибок. Уменьшение радиуса ниже этого значения может привести к проблемам. Больший радиус только усложнит некоторые другие расчеты.

Направление изгиба:

Изгиб перпендикулярно прокатке

Не следует проектировать изгибы в том же направлении, в котором производилась прокатка материала. Это особенно важно для алюминия. Конечно, все мы знаем алюминиевые корпуса с 4 сторонами, которые подразумевают гибочные операции, противоположные тем, что мы предлагаем. Тем не менее, лучше избегать этого, если возможно. Результатом могут стать неровные поверхности или даже трещины.

Хотя инженеры-производители заботятся о том, чтобы замечать такие вещи, полезно замечать их самостоятельно. Это помогает учесть расход материала.

Загиб кромок:

Оставляйте внутренний радиус, если это возможно

Если вы хотите укрепить края металлического листа, то загиб кромок - отличный вариант. Тем не менее, здесь применимы некоторые советы. Лучше оставить небольшой радиус внутри загиба. Для полного разрушения радиуса требуется большая мощность и тоннаж. Кроме того, это подвергает материал опасности растрескивания. Оставление радиуса, напротив, снимает эту опасность.

Оцените материал:

Обычные тонкие листы конструкционной стали толщиной 1. 3 мм могут выдержать практически все. После этого необходимо провести исследование. Некоторые материалы гораздо более капризны в обращении с ними. Получение хорошего результата зависит от ваших знаний и от помощи, которую может оказать ваш инженер-технолог.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Читайте также: