Схемы гибки листового металла

Обновлено: 27.09.2024

Величина внешнего изгибающего момента при гибке определяется из условия равновесия его с моментом внутренних сил, а последний слагается из моментов нормальных напряжений в растягиваемой и сжимаемой зонах.

Для определения моментов внутренних сил необходимо знать распределение напряжений по поперечному сечению и величину наибольшего напряжения для данной степени деформации.

Усилие гибки определяется из равенства внешнего изгибающего момента моменту внутренних сил. Изгибающие моменты для различных схем гибки следующие: для одноугловой:

В табл. 23 приведены формулы усилия гибки для свободного изгиба, для гибки с прижимом и приближенные формулы для гибки с калибровкой материала. В последнем случае усилие гибки определяется не столько процессом изгиба, сколько процессом калибровки, требующим значительного давления и практически зависящим от регулировки хода пресса и от отклонений материала по толщине.

Таблица 23. Формулы для определения усилий гибки

Обозначения: Р_К - усилие калибровки, кгс;
Р_ПР - усилие прижима, кгс, составляющее (0,25/0,3) Р_ИЗ;
В - ширина полосы (длина линии изгиба), мм;
l - расстояние между опорами при угловой гибке, мм;
n = 1,8 - коэффициент, характеризующий влияние упрочнения;
р - давление калибровки (правки), кгс/мм 2 (по табл. 24);
F - площадь калибруемой заготовки (под пуансоном), мм 2 ;
k₁ - коэффициент для свободной гибки, находимый по табл. 24;
k₂ - коэффициент для двухугловой гибки, приведенный в табл. 25.

Оптимальным плечом для свободного изгиба следует считать:

, где I - расстояние между опорами, мм.

Усилие, необходимое для двухугловой гибки, больше усилия одноугловой гибки заготовки тех же размеров. В данном случае изгиб осуществляется действием двух изгибающих моментов, что при прочих равных условиях требует удвоенного усилии.

Но и одностороннее усилие при двухугловой гибке больше усилия одноугловой (V-образной) гибки потому, что при одном и том же изгибающем моменте, плечо двухугловой гибки меньше. Кроме того к усилию двухугловой гибки необходимо прибавить усилие прижима, составляющее 0,25-0,3 усилия изгиба. В некоторых случаях целесообразно применять усилие прижима большей величины (0,5 / 0,6) Р_ИЗ.

На рис. 69 приведены схемы двухугловой гибки (левой полки). На рис. 69,а показано начальное положение и эпюра одностороннего изгибающего момента (для. точек А, В, С), а на рис. 69,б - дальнейшая стадия изгиба со схемой сил, действующих на заготовку.

Рис. 69. Схема двухугловой гибки

Установлено, что в зависимости от геометрических соотношений максимальное усилие двухуглового изгиба возникает при величине угла α от 45 до 80°, когда плечо изгиба I имеет наименьшую величину.

В результате исследования [42] установлена более точная величина усилия двухугловой гибки (без усилия прижима):

, где n - коэффициент увеличения номинального зазора (см. табл. 27);
k₂ - коэффициент, наибольшее значение которого приведено в табл. 25.

В табл. 23 приведена формула для определения усилия при двухугловой гибке с прижимом. Экспериментальное значение коэффициентов для сталей 08, 10, 20кп, СтЗ, 1Х18Н9Т толщиной 4; 6 и 8 мм в зависимости от r_M/S и r_П/S приведено в табл. 25.

При несимметричной и криволинейной форме изгиба применяют одноугловую (одностороннюю) гибку с прижимом, так как простая угловая гибка не обеспечивает точности из-за смещения заготовки. Этот случай приближенно можно рассматривать как половину двухугловой гибки с прижимом. Соответствующее усилие гибки приведено в табл. 23. Значения коэффициентов k 2 при прямолинейном изгибе те же.

Односторонняя гибка с прижимом применяется также в комбинированных процессах штамповки.

В табл. 24 приведены значения коэффициента k₁ для свободного изгиба, а в табл. 25 k₂ - значения для двухуглового изгиба. В табл. 26 даны приближенные значения давления правки (калибровки).

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 1]

Гибка - одна из наиболее распространенных операций по изготовлению листового металла. Этот метод, также известен как прессование, отбортовка, гибка штампа, фальцовка и окантовка, этот метод используется для деформации материала до угловой формы.

Это достигается за счет приложения силы к заготовке. Сила должна превышать предел текучести материала для достижения пластической деформации. Только так можно получить стойкий результат в виде изгиба.

Какие методы гибки наиболее распространены? Как пружинистость влияет на изгиб? Что такое k-фактор? Как рассчитать допуск на изгиб?

Все эти вопросы обсуждаются в этом посте вместе с некоторыми советами по гибке.

Методы гибки:

Существует довольно много различных методов гибки. У каждого есть свои преимущества. Обычно возникает дилемма между стремлением к точности или простоте, в то время как последняя находит все большее применение. Более простые методы более гибкие и, что наиболее важно, для получения результата требуется меньше различных инструментов.

V-образный изгиб:

V-образная гибка является наиболее распространенным методом гибки с использованием пуансона и штампа. Она имеет три подгруппы - гибка на основе или нижняя гибка, «свободная» или «воздушная» гибка и чеканка. На воздушную гибку и гибку на основе приходится около 90% всех операций гибки.

Приведенная ниже таблица поможет вам определить минимальную длину фланца b (мм) и внутренний радиус ir (мм) в зависимости от толщины материала t (мм). Вы также можете увидеть ширину матрицы V (мм), которая необходима для таких характеристик. Для каждой операции нужен определенный тоннаж на метр. Это также показано в таблице. Вы можете видеть, что более толстые материалы и меньшие внутренние радиусы требуют большей силы или тоннажа. Выделенные параметры являются рекомендуемыми спецификациями для гибки металла.

График силы изгиба

Допустим, у меня есть лист толщиной 2 мм, и я хочу его согнуть. Для простоты я также использую внутренний радиус 2 мм. Теперь я вижу, что минимальная длина фланца для такого изгиба составляет 8,5 мм, поэтому я должен учитывать это при проектировании. Требуемая ширина матрицы составляет 12 мм, а тоннаж на метр - 22. Самая низкая общая производительность стенда составляет около 100 тонн. Линия гибки моей заготовки составляет 3 м, поэтому общая необходимая сила составляет 3 * 22 = 66 тонн. Таким образом, даже простой верстак, с достаточным количеством места, чтобы согнуть 3-метровые листы, подойдет.

Тем не менее, нужно помнить об одном. Эта таблица применима к конструкционным сталям с пределом текучести около 400 МПа. Если вы хотите согнуть алюминий , значение тоннажа можно разделить на 2, так как для этого требуется меньше усилий. С нержавеющей сталью происходит обратное - требуемое усилие в 1,7 раза больше, чем указано в этой таблице.

Нижнее прессование:

При нижнем прессовании, пуансон прижимает металлический лист к поверхности матрицы, поэтому угол матрицы определяет конечный угол заготовки. Внутренний радиус скошенного листа зависит от радиуса матрицы.

По мере сжатия внутренней линии требуется все большее усилие для дальнейшего манипулирования ею. Нижнее прессование позволяет приложить это усилие, так как конечный угол задан заранее. Возможность приложить большее усилие уменьшает пружинящий эффект и обеспечивает хорошую точность.

Разница углов учитывает эффект пружинящего отката

При нижнем прессовании важным этапом является расчет отверстия V-образной матрицы.

Ширина проема V (мм)
Метод / Толщина (мм)	0,5…2,6	2,7…8	8,1…10	Более 10
Нижнее прессование	6т	8т	10т	12т
Свободная гибка	12. 15т
Чеканка	5т

Экспериментально доказано, что внутренний радиус составляет около 1/6 ширины проема, что означает, что уравнение выглядит следующим образом: ir = V/6.

Воздушная гибка:

Частичная гибка, или воздушная гибка, получила свое название от того факта, что обрабатываемая деталь фактически не касается деталей инструмента полностью. При частичном гибе заготовка опирается на 2 точки, и пуансон толкает изгиб. По-прежнему обычно выполняется на листогибочном прессе, но при этом нет фактической необходимости в боковом штампе.

Воздушная гибка дает большую гибкость. Допустим, у вас есть матрица и пуансон на 90°. С помощью этого метода вы можете получить результат от 90 до 180 градусов. Хотя этот метод менее точен, чем штамповка или чеканка, в его простоте и заключается его прелесть. В случае, если нагрузка ослабнет, и упругая отдача материала приведет к неправильному углу, его легко отрегулировать, просто приложив еще немного давления.

Конечно, это результат меньшей точности по сравнению с нижним прессованием. В то же время большим преимуществом частичной гибки является то, что для гибки под другим углом не требуется переналадка инструмента.

Чеканка:

Раньше чеканка монет была гораздо более распространена. Это был практически единственный способ получить точные результаты. Сегодня техника настолько хорошо контролируема и точна, что такие методы больше не используются.

Чеканка при гибке дает точные результаты. Например, если вы хотите получить угол в 45 градусов, вам понадобятся пуансон и матрица с точно таким же углом. Не о чем беспокоиться.

Почему? Потому что штамп проникает в лист, вдавливая углубление в заготовку. Это, наряду с большим усилием (примерно в 5-8 раз больше, чем при частичной гибке), гарантирует высокую точность. Проникающий эффект также обеспечивает очень маленький внутренний радиус изгиба.

U-образная гибка:

U-образная гибка в принципе очень похожа на V-образную. Есть матрица и пуансон, на этот раз они имеют U-образную форму, что приводит к аналогичному изгибу. Это очень простой способ, например, гибки стальных U-образных каналов, но он не так распространен, поскольку такие профили также можно производить с использованием других, более гибких методов.

Ступенчатая гибка:

Ступенчатая гибка - это, по сути, многократная V-гибка. Этот метод, также называемый гибовкой вразбежку, использует множество последовательных V-образных изгибов для получения большого радиуса заготовки. Окончательное качество зависит от количества изгибов и шага между ними. Чем их больше, тем более гладким будет результат.

Валковая гибка:

Валковая гибка используется для изготовления труб или конусов различной формы. При необходимости может также использоваться для изгибов с большим радиусом. В зависимости от мощности машины и количества рулонов можно выполнять один или несколько изгибов одновременно.

При этом используются два приводных ролика и третий регулируемый. Этот ролик движется за счет сил трения. Если деталь необходимо согнуть с обоих концов, а также в средней части, требуется дополнительная операция. Это делается на гидравлическом прессе или листогибочном станке. В противном случае края детали получатся плоскими.

Гибка с вытеснением:

При гибке с вытеснением листовой металл зажимается между прижимной подушкой и штампом для протирания. Форма штампа для протирки, расположенного внизу, определяет угол получаемого изгиба. После того, как металлический лист был надежно зажат, перфоратор опускается на свисающий конец металлического листа, заставляя его соответствовать углу протирочной матрицы. Конечным результатом обычно является чеканка металлического листа вокруг протирочного штампа.

Ротационная гибка:

Другой способ - ротационная гибка, она имеет большое преимущество перед гибкой вытеснением или V-образной гибкой - она не царапает поверхность материала. На самом деле, существуют специальные полимерные инструменты, позволяющие избежать каких-либо следов от инструмента, не говоря уже о царапинах. Ротационные гибочные станки также могут сгибать более острые углы, чем 90 градусов. Это очень помогает с общими углами.

Наиболее распространенный метод - с двумя валками, но есть также варианты с одним валком. Этот метод также подходит для производства U-образных каналов с близко расположенными фланцами, так как он более гибкий, чем другие методы.

Возврат при сгибе:

При сгибании заготовка естественным образом немного отскакивает после подъема груза. Следовательно, эту величину необходимо компенсировать при изгибе. Заготовка изгибается под необходимым углом, поэтому после упругого возврата она принимает желаемую форму.

Еще один момент, о котором следует помнить, - радиус изгиба. Чем больше внутренний радиус, тем больше пружинящей эффект. Острый пуансон дает маленький радиус и снимает пружинящий эффект.

Почему происходит пружинение? При сгибании деталей сгиб делится на два слоя разделяющей их линией - нейтральной линией. С каждой стороны происходят разные физические процессы. «Внутри» материал сжимается, «снаружи» - вытягивается. Каждый тип металла имеет разные значения нагрузок, которые они могут воспринимать при сжатии или растяжении. И прочность материала на сжатие намного превосходит прочность на разрыв.

В результате, на внутренней стороне труднее достичь постоянной деформации. Это означает, что сжатый слой не деформируется окончательно и пытается восстановить свою прежнюю форму после снятия нагрузки.

Допуск на изгиб

Если вы проектируете гнутые детали из листового металла в программе CAD, которая имеет специальную среду для работы с листовым металлом, используйте ее. Она существует не просто так. При выполнении изгибов она учитывает спецификации материалов. Вся эта информация необходима при изготовлении плоского шаблона для лазерной резки.

Длина дуги нейтральной оси должна использоваться для расчета развертки.

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

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!

Листогибы

Технология и оборудование для гибки листового металла

Листовая гибка – одна из наиболее распространённых операций обработки давлением. Её популярности способствует немалые технологические возможности получаемых изделий, а также относительная простота конструктивных схем деформирующего оборудования. Достаточной известностью пользуются польские (Metalmaster), китайские (Decker, Stalex), российские листогибы, листогибочные станки, производимые в США (Тапко, Ван Марк), а многие конструктивные исполнения листогибов доступны для изготовления своими руками. Производство листогибов занимает важный сегмент в профиле выпуска продукции прессостроительными компаниями.

Ручной мобильный листогиб

Классификация схем гибки листового металла

В зависимости от поставленных задач различают:

свободную гибку, при которой деформирование металла производится в результате приложения изгибающего момента к определенному участку поверхности заготовки. в большинстве случаев свободная гибка выполняется непрофилированным инструментом, его главной особенностью является точное соблюдение радиуса гибки;
гибку с калибрующим ударом, при которой заготовка обжимается по специальной матрице. для повышения уровня универсальности гибочного инструмента для калибрующей гибки, его часто выполняют сегментированным. деформирование производится приложением к заготовке усилия, а не момента;
гибку с растяжением. процесс применяется для деформирования малопластичных металлов и сплавов (в частности, высокоуглеродистых сталей, сплавов алюминия с марганцем). при этом к краям заготовки во время деформирования прилагаются растягивающие напряжения;
гибку роликовым инструментом, которую часто совмещают с профилированием непрерывного листового материала и отрезкой ножами. такая гибка носит локальный характер. усилие при этом незначительно, что позволяет вести процесс на автоматизированном оборудовании повышенной производительности.

Схемы гибки на листогибочных станках

Выбор оптимального способа гибки устанавливается следующими факторами:

характером изменения оси заготовки после гибки;
физико-механическими характеристиками деформируемого материала;
производительностью гибки и последующей отрезки ножами;
возможностью оперативной переналадки оборудования на выпуск продукции с другой конфигурацией готовой поверхности;
уровнем суммарных энергетических затрат на гибку.

Силы, действующие при гибке на листогибе

Виды и конструктивные схемы оборудования для листовой гибки

Соответственно приведенным выше технологических схем гибки, производимое для указанных целей оборудование классифицируется по следующим показателям:

по виду привода. Для гибки в конкретных производственных условиях может быть применён ручной листогибочный станок, или оборудование с механизированным приводом рабочего инструмента. Чаще других используются: листогиб механический (привод которого производится от кривошипно-шатунного механизма), листогиб с гидравлическим приводом, электромеханический и электромагнитный листогиб, магнитный листогиб. При наличии сети сжатого воздуха весьма эффективен листогибочный станок с пневматическим приводом;
по кинематике перемещения механизма главного привода. Например, листогиб механический изготавливается с возвратно-поступательным перемещением рабочей балки. Ручной станок для гибки чаще всего выполняется как листогиб с поворотной балкой. Агрегат непрерывного действия представляет собой роликовый листогиб, в составе которого предусмотрен отрезной нож для отделения окончательно спрофилированных изделий друг от друга. Роликовый листогиб относится к гибочному оборудованию ротационного типа;
по степени механизации процесса гибки различают листогибочный электромеханический станок с ЧПУ, который программируется индивидуально под конкретную операцию деформирования, и электромеханический листогибочный станок универсального назначения, в котором настройка листогиба производится путём установки нового комплекта сегментированного инструмента. Электромеханические агрегаты непрерывного действия (например, листогиб для профнастила), а также с программным управлением рентабельны при значительных программах выпуска гнутых изделий, в то время как прочее электромеханическое оборудование целесообразнее применять в мелкосерийном производстве;
по точности производимых операций. Наибольшей точностью обладает листогибочный станок с гидравлическим приводом прижима рабочей балки. Длительность контактирования заготовки с инструментом снижает производительность процесса, зато обеспечивает лучшее качество гибки, когда при длительном прижиме ликвидируется инерционный эффект от пружинения. Ручной или электромеханический листогиб с поворотной балкой также гарантирует высокую точность готового изделия, поскольку поворотную балку можно удерживать в конечном положении ровно столько времени, сколько необходимо для полного снятия эффекта пружинения. Электромеханический Сегментальный листогиб с кривошипно-шатунным рабочим механизмом отличается кратковременностью силового воздействия инструмента на заготовку. Поэтому электромеханический пресс может быть эффективно использован лишь при гибке высокопластичных металлов (алюминия, низкоуглеродистых сталей);
по способу фиксации заготовки во время проведения операции гибки и последующей отрезки ножом. Современный электромеханический сегментный листогиб, например, оснащается системой трёхкоординатного прижима, которая может оперативно переналаживаться под заготовку с иными значениями длины, толщины, угла гиба. Электромагнитный листогиб производит фиксацию заготовки при помощи встроенного электромагнита (что, впрочем, не может быть использовано при гибке изделий из нержавеющих сталей). Электромагнитный листогиб ненадёжен в условиях нестабильно подачи электроэнергии в помещения, где установлено оборудование такого типа. Магнитный листогиб (как правило, ручного исполнения) использует магнитную силу, требуемую для регулировки упоров, для гибки заготовки при фиксировании по координатам.

Факторы, определяющие конструктивное решение листогибочного оборудования

Как уже отмечалось, устройства для гибки листового металла могут иметь ручной или электромеханический привод. Оптимальный выбор будет зависеть от следующих обстоятельств:

от условий, в которых будет размещаться листогибочные агрегат (площадь, наличие/отсутствие энергоснабжения, возможность монтажа мобильного устройства, способного к переустановке на новое место эксплуатации);
от финансовых, а также технических возможностей для заказа и приобретения рабочего инструмента (ножей, пуансонов, матриц, упоров). Например, сегментный листогиб потребует комплекта рабочего инструмента («пуансон-матрица», нож) в достаточном ассортименте. В противоположность ему роликовый листогиб способен деформировать различные заготовки одним и тем же комплектом рабочих роликов. Учитывая, что в техническом смысле листогибочная оснастка весьма сложна в изготовлении, и требует применения качественных инструментальных сталей (У12А, ХВГ, 9ХС), затраты на инструмент будут весьма заметными;
от вида выпускаемой продукции. В частности, если технические возможности и устройство листогиба более всего соответствуют требованиям кровельного производства, то несомненное преимущество получают ручные станки, изготовление которых можно наладить на собственной ремонтной базе предприятия. То же самое относится к электромеханическим листогибам. В проходных агрегатах непрерывного действия, где необходимы также отрезные ножи, будут заинтересованы прежде всего производители профилированного настила.

Листогибочное оборудование польского производства и его особенности

Листогибы польского производства в нашу страну поставляются от компаний Metalmaster, и Mazanek. При этом листогиб Mazanek представляет собой довольно удачную компиляцию от оборудования Tarco max (которое уже не поставляется в Россию). При достаточно высоком качестве сборки (не в пример китайским моделям) продукция Metalmaster ориентирована на потребителей, обрабатывающим давлением стальные листовые заготовки. Конструкция проходных листогибов от Metalmaster весьма надёжна и прочна, имеет достаточный запас прочности. Уникальность некоторых моделей (например, Bertech) подтверждена рядом патентов. Листогибы Metalmaster эффективны при гибке тонколистового металла с толщиной 0,6 — 1,0 мм. При этом агрегаты Metalmaster могут устанавливаться в самых неприхотливых условиях, поскольку все основные узлы листогибов Metalmaster последовательно проходят упрочняющую обработку и антикоррозионное покрытие.

Отличительные особенности польских листогибочных станков от Metalmaster и Mazanek:

проходная схема оборудования, при этом профильные ножи изготавливаются из высокостойких инструментальных материалов и допускают свою многократную заточку;
оригинальная система устранения пружинения на всех листогибах Metalmaster, что положительно влияет на точность;
широкий диапазон габаритных размеров деформируемого листа;
наличие удобных координатных приспособлений для гибки по сложным контурам и последующей отрезки ножом.

Важно отметить также долголетние традиции производства от компаний Metalmaster и Mazanek, что положительно сказывается на качестве самой техники, удобстве и простоте регулировки и стабильности технических характеристик в процессе эксплуатации.

Листогибочное оборудование из США

Наиболее известны модели от компаний Ван Марк и Тапко. Листогибы Ван Марк поставляются на мировой рынок с 1964 года. Фирменной особенностью оборудования является надёжная конструкция узлов прижима листа, что обеспечивает листогибам Ван Марк высокие параметры качества. При конструировании узлов прижима компания Ван Марк использует технологии компьютерного проектирования. Значительный удельный вес в деталях проходных листогибов Ван Марк занимают изделия, полученные методом литья под давлением и центробежного литья. Это снижает себестоимость продукции, но делает листогибы Ван Марк уязвимыми при резких нагрузках на станину. Поэтому продукцию от Ван Марк нельзя эксплуатировать при условиях, не соответствующих техническим параметрам, заявленным в инструкции пользователя.

Станки от Ван Марк выгодно отличаются современным дизайном, надёжностью и долговечностью работы подшипниковых узлов, а также компактностью, что удобно при транспортировке оборудования. Листогибы от Ван Марк — приемлемое решение в условиях мелкосерийного производства продукции с малоизменяемыми в процессе деформирования прочностными параметрами.

Компания Тапко в своё время сделала акцент на лёгкость своей продукции. Разнообразие технических решений от Тапко позволяет её механизмам успешно конкурировать с подобной продукцией иных фирм при гибке высокопластичных металлов.

Китайские и польские проходные листогибочные станки от Decker и Stalex

Машиностроительная продукция из КНР всегда выделяется своей бюджетностью, что делает её доступной для приобретения даже малыми фирмами. Наиболее популярной линейкой листогибов отличаются торговые марки Decker и Stalex. Под обозначением Stalex выпускается линейка листогибов с поворотной балкой и ножным приводом. Торговая марка Decker производит роликовые листогибы. Отличительными особенностями продукции Decker и Stalex является:

универсальность возможных технологий, включая гибку пространственных сложных контуров;
отсутствие ограничений в позиционировании заготовок на установках Decker и Stalex;
доступная регулировка параметров процесса гибки на листогибах Decker и Stalex;

Кроме того, роликовый листогиб Decker характеризуется применением высококачественного отрезного инструмента, благодаря чему стойкость ножей и роликов является весьма значительной. Оборудование от Decker и Stalex успешно конкурирует с продукцией фирм из Польши, России и США : китайские производители весьма тщательно следят за мировыми технологическими новинками, и практически сразу же используют их в своих новых моделях.

Некоторые сложности представляет собой текущее обслуживание техники от Decker и Stalex. Эти торговые марки не имеют своего представительства в России, а потому заказ инструмента, совместимого с посадочными местами листогибов от Decker и Stalex приходится размещать на неспециализированных производствах. Стоит отметить также относительно небольшой гарантийный срок эксплуатации техники от Decker и Stalex.

10. Процесс гибки листового металла

Гибка листового металла осуществляется в результате упругопластической деформации, протекающей различно с каждой из сторон изгибаемой заготовки.

Слои металла внутри угла изгиба (со стороны пуансона) сжимаются и укорачиваются в продольном и растягиваются в поперечном направлении. Наружные слои (со стороны матрицы) растягиваются и удлиняются в продольном и сжимаются в поперечном направлении. Между удлиненными и укороченными слоями (волокнами) находится нейтральный слой, длина которого равна первоначальной длине заготовки. При гибке узких полос происходит сильное искажение поперечного сечения, заключающееся в уменьшении толщины в месте изгиба, уширении внутри угла с образованием поперечной кривизны и сужении с наружной стороны (рис.49).

Рис.49. Схема процесса гибки

В результате утонения материала и искажения формы поперечного сечения нейтральный слой в месте изгиба не проходит посередине сечения, а смещается в сторону малого радиуса. При гибке широких полос и листов также происходит утонение материала, но почти без искажения поперечного сечения, так как деформации в поперечном направлении противодействует сопротивление материала большой ширины. Лишь по краям широких полос происходит деформация, аналогичная поперечной деформации узких полос.

В большинстве случаев гибка происходит при большой величине деформаций, когда в металле кроме продольных растягивающих и сжимающих напряжений образуются радиальные напряжения сжатия, которые возникают в результате давления крайних слоев металла на внутренние и достигают наибольшей величины у нейтрального слоя.

На рис.50 приведены схемы напряженно-деформированного состояния при изгибе. При изгибе узких заготовок (рис.50,а) деформированное состояние — объемное, так как поперечное сечение образца деформируется во всех трех направлениях.

Рис.50. Схемы напряженно-деформированного состояния при изгибе:
σ — напряжение; ε — деформации

По мере увеличения ширины изгибаемой заготовки поперечная деформация постепенно уменьшается и становится весьма малой в результате значительного сопротивления, оказываемого большой шириной заготовки (рис.50,б).

С целью упрощения при изгибе широких заготовок деформацией боковых поверхностей можно пренебречь и рассматривать деформацию всего сечения как деформацию сдвига.

Следует отличать гибку с малым радиусом закругления при большой степени пластической деформации от гибки с большим радиусом закругления при небольшой степени пластической деформации.

При гибке с малыми радиусами закруглений напряжения и деформации не сосредотачиваются под ребром пуансона, а распространяются на значительную длину заготовки между опорами. В результате этого заготовка получает изгиб по параболической кривой, с постепенно увеличивающейся кривизной и уменьшением плеча изгиба.

Рис.51. Последовательность процесса гибки:
а — одноугловая; б — двухугловая гибка

Последовательность процесса угловой гибки приведена на рис.51. На всем протяжении процесса гибки заготовка имеет внутреннее закругление, которое больше радиуса пуансона, причем при гибке происходит постепенное уменьшение радиуса кривизны и плеча изгиба (l₁, l₂, l_k). Заготовка постепенно уменьшающимся закруглением прилегает в двух точках к стенкам матрицы и с некоторого момента оказывается прижатой к пуансону в трех точках. Только в конце хода, при калибрующем глухом ударе, заготовка прилегает к пуансону.

Опытами автора установлено, что полного прилегания заготовки к пуансону и в конце хода не получается, а между ними по оси пуансона остается зазор.

На рис.51,б приведена последовательность процесса двухугловой гибки скобы. Этот случай гибки значительно отличается от рассмотренного не только тем, что он требует обязательного применения прижима, но и иной величиной изгибающего момента, так как в данном случае изгиб происходит с малым расстоянием между опорами. Большое значение имеет усилие прижима. В левой части верхних схем показана последовательность гибки при недостаточной силе прижима, в результате чего деталь получается некачественной — недоштампованной. В правой части схем показана последовательность гибки при достаточно большой силе прижима, обеспечивающей полный загиб полок при плоском дне.

На нижней схеме (рис.51,б) приведен более надежный способ гибки деталей средней толщины с глухим калибрующим ударом в нижнем положении. Однако он требует применения материала с небольшим отклонением по толщине и запаса мощности пресса, во избежание заклинивания в нижней мертвой точке.

На рис.52 приведены диаграммы зависимости усилий гибки от глубины продвижения пуансона h для рассмотренных случаев гибки: угловой (рис.52,а) и двухугловой (рис.52,б). По мере увеличения глубины h можно выделить три участка: I — упругого изгиба; II—пластического изгиба и III—участок калибровки, когда усилие резко возрастает.

Рис.52. Диаграммы усилия гибки:
Р_г — усилие гибки, Р_пр — усилие с прижимом в конце хода,
Р_у — упругий изгиб, Р_п — усилие пластического изгиба

Угловая гибка обычно производится с калибровкой материала, для чего требуется усилие Р_к. Эта величина, равно как и положение точки К на кривой, не поддается теоретическому расчету и устанавливается экспериментально (см. ниже).

На рис.52,б приведены две кривые изменения усилия: 1 — для двухугловой гибки скобы с прижимом и калибровкой (Р_к). Снижение усилия в конце пластического изгиба вызывается небольшим перемещением вниз загнутой скобы перед калибрующим ударом; 2 — для двухугловой гибки без прижима, но с калибровкой в конце хода (Р). Прямая 3 соответствует усилию прижима, возрастающему по мере сжатия буфера.

Гибка без прижима применяется лишь для деталей невысокой точности (7-й класс), так как допускает смещение заготовки при гибке. Гибка с прижимом применяется для деталей повышенной точности (5-й класс), так как не допускает смещения заготовки в процессе гибки.

Более высокая точность при гибке (3—4-й класс) достигается применением технологических баз и дополнительной фиксацией заготовки, а также за счет введения дополнительной калибровки.

Наряду с простыми гнутыми деталями типа угольника или скобы на производстве применяется большое количество сложно изогнутых деталей разнообразной формы, имеющих отверстия, пазы, отбортовки и т.п.

В мелкосерийном производстве их изготовляют за несколько отдельных операций на простых штампах. В крупносерийном и массовом производстве обычно применяют конструктивно сложные комбинированные гибочные штампы.

Гибка полиуретаном имеет свои технологические особенности. Они рассмотрены в пятом разделе.

Кроме способов гибки в штампах, на производстве применяется ряд других способов гибки листового металла, выполняемых на специальном оборудовании.

Читайте также: