Техника безопасности при гибке металла

Обновлено: 21.09.2024

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

Способы гибки деталей из металла

Можно выделить два основных способа гибки деталей из листового металла :

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

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

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

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

Среди достоинств свободной гибки можно отметить:

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

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

К недостаткам этого вида гибки деталей из металла относятся:

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

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

Рекомендуем статьи по металлообработке

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

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

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

Калибровка.

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

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

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

Достоинства калибровки заключаются:

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

К недостаткам калибровки относятся:

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

Дефекты и трудности при гибке деталей из металла

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

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

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

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

Этапы техпроцесса гибки деталей из металла

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

Последовательность действий будет следующей:

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

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

Анализ проводится по следующим параметрам:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Технология горячей гибки деталей из металла

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

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

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

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

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

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

Почему следует обращаться именно к нам

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

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

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

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

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

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

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

Правила гибки металла

Соблюдение правил гибки металла позволяет минимизировать процент брака на производстве и исключить возможность возникновения несчастных случаев. Для каждого типа металлической заготовки применяются свои правила гибки. Выбор метода зависит от способа обработки, состава, формы изделия и т. д.

При ручной гибке правила допускают определенную погрешность при изготовлении деталей. Чем выше процент автоматизации на производстве, тем требования жестче, а результат, соответственно, точнее.

Ключевые характеристики гибки металла

Под гибкой понимают такую обработку металлов, в процессе которой из-за оказываемого на заготовку давления меняется ее продольная ось.

Гибка бывает нескольких видов:

П-образная (двухугловая);
М-образная (одноугловая).
многоугловая.

Гибка металлов осуществляется несколькими способами:

При свободной гибке не требуется фиксации центра симметрии детали, сгибание осуществляется за счет нажима рабочего инструмента (пуансона) на поверхность обрабатываемой заготовки. На форму готовой детали влияет конфигурация пуансона.
В процессе гибки калибрующим ударом обрабатываемую деталь помещают в матрицу. От ее конфигурации зависит форма готового изделия.
С помощью роликовых матриц, в которых рабочий инструмент поворачивается, формируя конфигурацию детали.

Отличительной чертой гибки является значительная разница в сетке макроструктуры, которая зависит от направления сгибания. Этот нюанс необходимо учитывать при работе с металлами и сплавами небольшой и средней пластичности, поскольку при совпадении направления волокон и оси деформации заготовки в процессе штамповки вероятность ее разрушения минимальна. Если направления не совпадают, частицы металла могут расслаиваться, приводя к возникновению неисправимых дефектов.

Согласно правилам гибки металла до начала обработки требуется:

сравнить предельный радиус гиба с фактической толщиной детали;
уточнить направление волокон металла;
выяснить, каков предел текучести материала заготовки;
уточнить, насколько допустимо отклонение конфигурации готовой детали.

Уточнение перечисленных данных необходимо при работе с тонколистовыми металлами. Правила гибки труб и ряда разновидностей профильных металлов (кругов, шестигранников, уголков и т. д.) требуют уточнения допустимой относительной деформации готовой детали.

Гибка металлов не является энергоемкой штамповочной операцией. В процессе обработки не требуется приложения большого усилия, при выборе оборудования следует ориентироваться на такие параметры, как длина рабочей зоны и скорость перемещения деформирующего инструмента. Выполнять гибку тонколистовых металлов зачастую можно при помощи ручных станков – профилегибов, трубогибов и др.

Правила гибки металла и специфика его деформации требует использования станков с пониженным числом ходов. В связи с этим более предпочтительными являются не гидравлические, а механические кривошипные прессы. Например, профилирование относится к одному из видов автоматизированной неглубокой гибки.

Основные правила гибки металла

Правила гибки листовых и полосовых металлов требуют точного расположения разметочной риски в тисках. Риска должна находиться на том же уровне, что и губки тисков в сторону изгиба, перекосы недопустимы. Заготовки из полосового металла толще 3 мм изгибают исключительно в сторону неподвижной губки.

В соответствии с правилами, прежде чем приступать к гибке заготовок из полос и прутков (уголков, различной формы скоб, крючков, колец и пр.), требуется предварительный расчет длины деталей и общей длины развертки элементов. В процессе разметки следует отмечать места гиба, пользуясь при необходимости мерными оправками.

Массовое производство деталей типа скоб требует использования оправок, соответствующих размерам деталей, поэтому необходимость в текущей разметке области изгиба отсутствует.

Правила гибки листового и полосового металла с использованием необходимых приспособлений требует работы в соответствии с прилагаемой инструкцией по эксплуатации.

Независимо от используемой технологии гибки газовых или водопроводных труб, шов должен быть на внутренней стороне изгиба.

Правила гибки металла вручную

Для работы с небольшими по размеру деталями используют тиски. Заготовку с вкладышем или оправкой, в точности повторяющими форму изгибаемого элемента, фиксируют в тисках, а затем ударами молотка огибают по вкладышу. Если необходимо выполнить гибку детали сложной конфигурации и после первоначальной операции невозможно зафиксировать деталь тисками, используются вставки.

Во избежание повреждения заготовок из-за рифленой поверхности тисков, пользуются нагубниками – уголками, изготовленными из мягких материалов (мягкой стали, латуни). При работе с заготовками, которые невозможно зафиксировать между губками, в тиски вставляют оправку или вкладыш и уже по ним изгибают деталь.

При необходимости обработки единичных заготовок больших размеров их размещают на плитах и огибают по краям плит. Таким образом работают, например, с деталями из листового металла.

Для оптимизации работы с партией таких деталей изготавливается специальное гибочное приспособление.

В соответствии с правилами гибки металла, работа со стальными трубами, диаметр которых составляет 10–30 мм, осуществляется в холодном состоянии. Во избежание образования в процессе обработки складок в сжатой области трубы, в нее засыпают наполнитель (для этой цели используется мелкий сухой песок). Делают это следующим образом: на один из концов трубы устанавливают деревянную заглушку, внутрь засыпают песок, после уплотнения наполнителя второй конец трубы также закрывают заглушкой.

Согласно правилам гибки металлов, для работы с трубами требуются специальные трубогибочные приспособления, в основании которых неподвижно крепится шаблон или ролик. Радиус гибки зависит от радиуса ролика. Второй ролик – изгибающий – крепится к рычагу, поворачивающемуся вокруг оси неподвижного элемента оборудования. На роликах располагаются желобки, размеры которых соответствуют размерам трубы.

Трубу размещают между роликами и фиксируют при помощи скобы. В процессе обработки рычаг поворачивается, в результате чего происходит гибка трубы подвижным роликом по неподвижному на требуемый угол.

Правила безопасности при гибке металла

Правила безопасности при работе с заготовками на листоправильном оборудовании требуют перед началом обработки проверки заземления и исправности ограждающих элементов. Для контроля функционирования пусковых и выключающих устройств необходимо несколько раз запустить станок вхолостую и выключить его.

При правке заготовок с вырезами (окнами) детали подаются за край, а не за вырезы во избежание травмирования мастера, поскольку существует риск затягивания рук в станок. В целях минимизации опасности получения травм при работе необходимо использовать брезентовые рукавицы.

Правила гибки металлов на гибочных станках с ручным приводом требуют предварительной проверки состояния следующих элементов оборудования:

гибочных линеек;
траверсов;
винтового прижима.

Запрещена гибка металла с большей толщиной, чем указано в технической документации к оборудованию.

Обработка металлических изделий на гибочных прессах и профилегибочных установках требует следующих предварительных действий:

обязательного ознакомления с инструкциями, регламентирующими технику безопасности;
проверки состояния заземления;
осмотра ограждений, пусковых и выключающих элементов;
проверки правильности размещения штампов и роликов.

Правка и гибка выполняются с помощью молотка, тщательно закрепленного на ручке. Боек молотка следует проверить на предмет отсутствия трещин, забоин и заусенцев. Насадка молотка на ручку также нуждается в периодической проверке.

Обрезки металла собираются и складируются в специальную тару – это необходимо для минимизации риска травмирования (порезов) ног и рук мастера.

Для очистки листов металла используются сначала металлические щетки, затем ветошь.

Правка выполняется с использованием надежных подкладок, не допускающих скольжения заготовок при ударе.

Рабочие для удержания заготовки должны пользоваться при правке кузнечными клещами.

На одной из заглушек, устанавливаемых на трубу, перед засыпкой песка делается отверстие, через которое будут выходить газы. В противном случае существует вероятность разрыва трубы.

Гибка горячих труб требует использования рукавиц, чтобы не допустить ожогов рук.

Правила безопасности при гибке металла требуют также:

надежной фиксации заготовок в слесарных тисках;
использования исправного оборудования;
размещения оправки и инструментов как можно дальше от края верстака;
расположения левой руки не вблизи места сгиба при работе с проволокой;
аккуратного выполнения гибки во избежание травмирования пальцев рук;
использования рукавиц и застегнутых халатов.

Дефекты, возникающие при нарушении правил гибки металла

Основными изъянами, возникающими при несоблюдении правил гибки металла, являются:

утяжина в зоне изгиба;
трещины;
складки;
неточности размера и формы деталей.

Из-за данного дефекта искажается форма детали и снижается ее прочность. Для ликвидации недостатка предварительно набирается металл в месте изгиба либо высаживается заготовка в процессе обработки.

Они появляются на участке изгиба с внешней стороны заготовки, чаще всего при обработке низкопластичного металла (в холодном или подстывшем состоянии). При гибке, к примеру, холодной дюралюминиевой заготовки не только образуются трещины, но и возможно полное разрушение металла.

Соответствие требованиям важно для заготовок, выполненных из высокоуглеродистых, легированных сталей, сплавов. Правила гибки металла требуют выбора подходящего режима обработки, т. е. оптимальной температуры, схемы обработки, минимального радиуса изгиба, последовательности переходов и т. п.

В случае обработки изделий с большим радиусом изгиба, необходимо минимизировать риск появления складок, концентрирующих напряжение и отрицательно воздействующих на прочность деталей.

Причиной возникновения данного дефекта являются ошибки при определении длины (объема) исходной заготовки. Недочет приводит к тому, что деталь получается большей либо меньшей длины, чем необходимо.

Неточность формы может быть вызвана неправильно подобранными переходами гибки, плохой подготовкой заготовки, неверным выбором инструментов или способа обработки, недостаточным опытом мастера.

Правила гибки металла при дефектах и трудностях обработки

При работе с малопластичными сталями (с содержанием углерода более 0,5 %) сложности возникают из-за пружинения, которое приводит к тому, что конфигурация готовой детали не соответствует чертежу. Пружинение является основной проблемой, которую следует учитывать при определении технологического процесса гибки.

Суть явления заключается в упругом последействии материала, несмотря на снятие рабочей нагрузки. Результатом является искажение формы заготовки (фактический угол пружинения может достигать 12–150°), дефект отрицательно влияет на точность сопряжения готовой детали со смежной.

Ликвидация или уменьшение пружинения возможны следующими приемами:

Компенсацией угла пружинения за счет соответствующего изменения настройки рабочей части пуансона и матрицы. Чтобы способ был эффективным, необходимо знать марку металла/сплава либо характеристики его прочности, в т. ч. предел временного сопротивления. В ряде случаев возникает необходимость в проведении технологических проб на загиб. Так, выяснив, что угол пружинения равен 100°, следует увеличить рабочую кромку пуансона на аналогичный угол.
Изменением рабочего профиля матрицы, что приводит к постоянному контакту заготовки по всей деформируемой длине с активным рабочим инструментом. Это достигается за счет технологических поднутрений или выемок (при возможности) в матрице.
Повышением пластичности металла путем его отжига до начала штамповки. Высокоуглеродистые стали отжигаются при температуре от +570 °С до +6 000 °С, низкоуглеродистые – при +180–2 000 °С.
Гибкой в горячем состоянии, поскольку при повышении температуры металла улучшаются его пластические характеристики. Однако в этом случае необходимо дополнительно очистить и поверхность заготовки, и рабочую плоскость матрицы от окалины после каждого хода пуансона.

При соблюдении правил гибки металла получаются высококачественные изделия, а также минимизируется риск причинения вреда здоровью мастеру, работающему с заготовками.

Процесс гибки металла

Процесс гибки металла – крайне популярная сегодня технология. Но из-за сложности изгибов, толщины и качества материала многие просто не могут с ней совладать. К тому же, если не учесть тонкости техники безопасности, можно только навредить себе, нежели хорошо обработать заготовку.

Итак, чтобы с вами этого точно не приключилось, мы подготовили данную статью. Из нее вы узнаете о видах, этапах и тонкостях гибки металла: от листового до труб, благодаря чему сможете лучше разобраться в этой области.

Виды гибки металла

Процесс гибки металла – это изменение конфигурации изделия, при котором его продольная ось изгибается под давлением.

Гибка металлов бывает:

Технологический процесс гибки металлов выполняется:

калибрующим ударом – способ предполагает фиксацию заготовки в матрице с последующим ударом по ней пуансоном, форма изделия зависит от формы матрицы;
свободной гибкой, при которой изгибание заготовки происходит под воздействием пуансона, при этом конфигурация будущей детали зависит от формы гибочного инструмента;
роликовыми матрицами, в которых ось заготовки изгибается за счет постепенного поворота рабочей части инструмента.

Отличительная особенность этого способа обработки заготовки заключается в зависимости положения сетки макроструктуры от направления гибки. Этот нюанс необходимо учитывать при работе с мало- и среднепластичными металлами и сплавами. Если направление изгибаемой оси совпадает с направлением металлических волокон, то вероятность разрушения заготовки в процессе работы минимальна. Если эти направления не совпадают, то частицы металла могут расслаиваться, что считается браком, не подлежащим исправлению.

Технология и оборудование для гибки листового металла

Процесс гибки металлов не требует приложения значительных усилий. В большинстве случаев заготовки предварительно не нагреваются, за исключением малопластичных листов (из дюралюминия, высокоуглеродистых сталей с высоким содержанием марганца и кремния, титана и его сплавов), а также листовых металлов толще 1,6 см. Прежде чем приступить к гибке таких изделий, их следует нагреть.

Зачастую технология гибки используется совместно с другими процессами обработки листовых металлов, например, с резкой, вырубкой, пробивкой и т. п. Сложные многомерные изделия создают с помощью штампов, рассчитанных на несколько переходов.

Длинные и узкие изделия изготавливают посредством гибки с растяжением.

Выбор инструментов для процесса гибки металлов зависит от размера и вида заготовки, требований, предъявляемых к готовому изделию. Для изгибания металлических листов и деталей пользуются:

вертикальными листогибочными прессами с механическим или гидравлическим приводом;
горизонтальными гидропрессами с двумя ползунами;
кузнечными бульдозерами (горизонтально-гибочными установками);
трубо- и профилегибочным оборудованием;
универсально-гибочными аппаратами.

Чтобы получить изделия оригинальной формы, для гибки могут использоваться нестандартные технологии, к примеру, энергия взрыва. В то же время работа с высокопластичными материалами, такими как жесть, затруднений не вызывает.

В процессе гибки металлов используют листогибочные станки, особенности которых заключаются в:

невысокой скорости изгибания заготовки;
малых затратах электроэнергии (поэтому ручные листогибочные аппараты широко используются на небольших производствах и в быту);
увеличенном штамповом пространстве.

Хотя сам процесс кажется простым, при гибке затруднительно определить баланс напряжений и деформаций металла. В начале обработки в материале возникают упругие деформации, затем переходящие в пластические. Сама деформация при работе с металлическими листами неравномерная: значительная – в зоне изгиба, почти незаметная по краям заготовки.

При работе с тонколистовыми изделиями следует иметь в виду, что внутренние слои металла сжимаются, а наружные, напротив, растягиваются. Между этими зонами проходит условная нейтральная линия. Чем точнее она будет определена, тем выше будет качество гиба и ниже вероятность дефектов.

В процессе гибки заготовок следует учитывать, что металл претерпевает ряд изменений:

меняется толщина, что особенно заметно при работе с толстыми металлическими листами;
конечный угол изгиба самопроизвольно изменяется (процесс носит название распружинивания, пружинения);
на листе образуются складки;
появляются линии течения металла.

Этапы гибки металла

Процесс гибки холодных металлов предполагает следующую последовательность действий:

анализ конструкции изделия;
расчет усилия;
выбор подходящего оборудования и инструментов;
разработка чертежа заготовки;
расчет переходов деформации;
проектировка технологической оснастки.

Для того чтобы понять, можно ли выполнить гибку металла по представленным чертежам, специалисты анализируют возможности материала. Для этого:

Проверяют пластичность металла, сопоставляют ее с напряжением, возникающим в процессе изгибания заготовки. Если материал малопластичен, то гибка выполняется в несколько этапов, между которыми заготовку нагревают для увеличения степени пластичности.
Выясняют, не возникнут ли трещины в металле заготовки при требуемом радиусе изгиба.
Определяют возможные искажения профиля или толщины заготовки после гибки, в особенности, если готовая деталь должна иметь сложную конфигурацию.

Затем специалист оценивает полученные результаты и принимает решение о:

возможности выполнения требований технического задания;
необходимости использования более пластичного материала;
предварительной термической обработке области изгиба;
прогреве заготовки перед началом процесса гибки металла.

Разработка технологического процесса включает обязательный этап по расчету следующих параметров:

минимально допустимого угла изгиба;
радиуса гибки;
угла пружинения.

При расчете минимально допустимого радиуса гибки исходят из таких особенностей заготовки и процесса гибки металлов, как:

пластичность материала, из которого выполнена заготовка;
соотношение размера детали и скорости деформации (гидропрессы с более низкими скоростями перемещения ползуна показывают лучшие результаты, чем механические гибочные прессы).

Когда значение минимально допустимого радиуса гибки уменьшается, металл испытывает утонение, под которым понимают уменьшение его первоначальной толщины в процессе деформации. Интенсивность утонения определяется коэффициентом λ. Эта величина показывает процент, на который готовое изделие станет тоньше. Если полученное значение будет выше критического, то потребуется увеличение первоначальной толщины заготовки.

Тонкости процесса гибки металлических труб

Изогнутые металлические трубы широко используются в нефтяной и химической промышленности, машиностроении, архитектуре и строительстве.

Угол, который должна образовывать труба, можно получить за счет использования различных фитингов. Однако такое решение может привести к появлениям течей. А в ряде случае против фитингов выступают эстетические соображения. Более качественным, надежным и привлекательным вариантом получения изогнутых труб является их гибка, поскольку в этом случае целостность заготовки не страдает.

Для получения качественного гиба необходимо учитывать индивидуальные особенности материалов.

Деформируемая труба подвергается воздействию:

радиальных сил, меняющих сечение заготовки;
тангенциальных сил, за счет которых появляются складки.

В процессе гибки металлических труб важно оставить неизменным их сечение. Кроме того, нельзя допустить образование гофр на стенках. Технология изгибания труб позволяет не использовать сварку в процессе прокладки трубопровода.

Выбор технологии гибки металлических труб – ручной или с помощью специального оборудования – зависит от таких параметров, как необходимый угол гиба, материал изготовления, диаметр заготовки. Кроме того, гибка может быть:

горячей;
холодной;
с использованием наполнителя для трубы;
без такового.

По окончании давления на заготовку возникает явление пружинения, которое прямо пропорционально степени упругости металла. На величину деформации влияют способ гибки и конфигурация изделия.

Специфика процесса горячей гибки металла.

Процесс гибки металлов горячим способом выбирают в том случае, когда диаметр заготовки превышает 10 см. Деформация может выполняться как вручную, так и с помощью специального оборудования. Однако в любом случае следует принимать во внимание минимальный радиус изгиба.

Протяженность нагреваемой части трубы рассчитывают в зависимости от ее диаметра и требуемого угла изгиба. Закругление должно быть больше диаметра, умноженного на 3.

Для определения протяженности трубы, которую следует обработать термически, используется формула:

L = α × d / 15,

где L – искомая длина в мм;

α – угол изгиба в градусах;

d – наружный диаметр трубы в мм;

К примеру, трубу диаметром 200 мм нужно изогнуть под углом 60°, тогда L = 60 × 200 / 15 = 800 мм, т. е. четыре диаметра.

В процессе горячей гибки металла выполняют следующие операции:

изготавливают шаблон;
полость трубы наполняют песком;
размечают изгибаемую зону;
нагревают заготовку;
изгибают ее.

Полость трубы заполняют кварцевым песком, чтобы предотвратить деформацию сечения и избежать появления складок на внутренней части заготовки.

Песок должен быть предварительно просушен и прокален при температуре +150…+500 °С (это необходимо для удаления из него органических примесей), а затем пропущен через мелкое сито с фракциями 3,3х3,3 мм. На один конец трубы устанавливается заглушка, после чего ее полость наполняют песком.

Заглушки могут быть деревянными или металлическими с отверстием для выхода газов.

Для набивки труб не подходит:

мелкий песок, поскольку при нагревании он спекается и прилипает к стенкам;
влажный песок, так как в процессе нагрева образуется пар, который может выбить заглушку.

В песке не должно быть камней, которые могут повредить стенки.

Из-за сложности процесса набивки трубу предварительно перемещают к вышке, где устанавливают вертикально или под наклоном. Поскольку качество изгиба напрямую зависит от плотности набивки, в процессе трубу необходимо постоянно обстукивать. О том, что она наполнена песком правильно, свидетельствует глухой звук.

После наполнения заготовки на ней по шаблону размечают зоны изгибов. Для нагрева трубы используют печи или горны. Процесс гибки металла может быть как ручным, так и с использованием специального оборудования.

При механизированном способе нагретый участок трубы фиксируют на специальной плите упорными стойками и прижимом, который удерживает конец заготовки. На противоположный конец трубы надевают трос, который натягивают лебедкой или шпилем, изгибая заготовку.

Во избежание деформации металла между трубой и стойкой размещают прямые или изогнутые прокладки. Для подстраховки свободного торца с тросом используют подставку. В процессе гибки металла с помощью шаблона контролируют геометрию заготовки.

После окончания гибки из трубы удаляют (выжигают или выбивают) заглушки, песок, после чего заготовку чистят и моют. По шаблону выполняют контрольную проверку правильности изгиба.

Трубы малого диаметра изгибают вручную, большого – с помощью специального оборудования. В быту к гибке прибегают для изменения конфигурации водогазопроводных стальных труб водоснабжения и отопления.

Деформация заготовки под углом 90° называется отвод, 180° – калач, если в процессе образуется уступ – утка, в форме петли – скоба.

Ручную деформацию труб выполняют с использованием различных приспособлений. К примеру, для того чтобы сделать змеевик для горячей воды, труба из нержавеющей стали диаметром около 2 см наматывается на заготовку большего диаметра. Прежде чем приступить к процессу гибки металла, к трубе большего диаметра приваривают скобу, размещают ее на опорах, после чего фиксируют.

Будущий змеевик заполняют песком, устанавливают на концах заглушки, размещают в скобе и начинают накручивать. Процесс требует участия минимум двух человек, поскольку труба большего диаметра должна прокручиваться. После накручивания заготовку следует выровнять.

В бытовых условиях деформация заготовок из нержавейки или других мягких металлов выполняется с применением простого приспособления. Его использование оправдано при небольшом объеме работ.

Облегчить процесс гибки металлов можно, самостоятельно изготовив трубогибочный станок. Для тех, кто умеет обращаться со сварочным аппаратом и обладает некоторыми навыками сварных работ, его изготовление не составит труда.

Выполнять гибку металлов на листогибочном станке могут лица, имеющие квалификацию слесаря механосборочных работ. До начала работы специалисты проходят обучение, сдают квалификационный экзамен, с ними проводится первичный инструктаж по безопасности работ.

При использовании оборудования для деформации металлических листов необходимо соблюдать требования безопасности. Некоторые модели станков оснащены поворотной балкой или плитой, приводимыми в движение только при нажатии слесарем двух кнопок. Такое решение позволяет минимизировать риск травматизма рабочих в процессе гибки металлов.

Техника безопасности при гибке металла

Гибка – одна из основных технологических операций металлообработки. Процесс заключается в придании новой формы заготовке путем пластической деформации при помощи ручного инструмента или механизированного оборудования.

Знание и соблюдение правил техники безопасности – обязанность каждого работника. Согласно трудовому законодательству РФ каждое предприятие, от небольшой частной мастерской, до крупного завода должно разработать инструкцию по ТБ на предприятии, руководства по технике безопасности для цехов, участков, отдельного технологического оборудования.

Общие правила ТБ при гибке металла

Главное условие обеспечения безопасности при гибке металла – применение исправных инструментов, приспособлений и оборудования, правильная организация рабочего места, выполнение инструкций по ТБ.

В состав правил при гибке металла входит:

Обеспечение допуска к работам только при наличии необходимой квалификации, теоретических знаний и практических навыков. К ручной и механизированной гибке металла допускаются работники, прошедшие курс обучения и успешно сдавшие квалификационный экзамен, не имеющие медицинских противопоказаний. Для допуска также необходимо пройти вводный, первичный или плановый (внеплановый) инструктаж по технике безопасности. При работе на новом оборудовании, требуется изучить его, при необходимости обратиться за разъяснениями.
Соблюдение режима труда и отдыха. При выполнении работ необходимо делать перерывы в назначенное время, курить и обедать в специально отведенных для этого местах.
Контроль исправности инструмента. Для гибки требуется оборудование и приспособления без трещин, наклепа, других дефектов. Инструменты необходимо применять только по назначению, применение приспособлений и оборудования, не предназначенного для конкретных технологических операций, запрещено.
Применение средств индивидуальной защиты. Работы по гибке металла нужно выполнять в рукавицах, спецодежде, защитных очках. Хранить СИЗ необходимо в специально отведенных местах.
Знание и выполнение порядка действий при возникновении несчастного случая или аварии. При этом следует остановить работу, выключить оборудование, сообщить руководителю. При несчастном случае требуется оказать первую помощь пострадавшему, вызвать «скорую» или обеспечить доставку в медицинское учреждение.

Знание и выполнение инструкций и руководств по ТБ при гибке металла – обязательное требование трудовой дисциплины. За невыполнение предусмотрены различные меры ответственности – от устных замечаний, до увольнения и уголовного преследования.

Техника безопасности при ручной гибке

Ручная гибка и правка применяются при единичном или мелкосерийном производстве. Для выполнения операций используют молотки, киянки, тиски, ручные трубогибы, оправки, другие инструменты и приспособления.

Весь инструмент должен быть исправен;
На удерживающей заготовку руке должна быть надета рукавица;
Заготовка должна быть надежно закреплена в тисках;
Левую руку нельзя держать близко к месту сгиба заготовки;
Нельзя стоять за спиной работающего.

Одно из условий обеспечения безопасности при гибке – организация рабочего места. Перед началом работ необходимо:

Убедиться, что верстак подходит по росту, а также проверить прочность и устойчивость рабочего стола.
Убрать с верстака все посторонние предметы.
Отрегулировать местное освещение так, чтобы свет не слепил, а рабочая зона была хорошо видна.
Подготовить необходимый инструмент и приспособления, разложить их в удобном для работы порядке.
Осмотреть инструменты. При выявлении трещин, сколов, других дефектов, неисправные приспособления заменить. Рабочая часть молотков и киянок должны быть прочно насажены на ручки, поверхность – не иметь наклепа, неровностей, трещин. Тиски должны быть исправны, надежно зафиксированы на верстаке. Рукоятка и винт должны легко вращаться, насечка губок – не иметь повреждений.

От правильной организации рабочего места зависит не только безопасность, но и производительность труда. Выполнение инструкций позволяет избегать ненужных пауз в работе, снизить количество бракованных деталей.

Во время выполнения гибки необходимо:

Регулировать усилие зажима в тисках так, чтобы обеспечить надежную фиксацию и не повредить заготовку.
Избегать загиба заготовки близко лицу, расположения левой руки вблизи места сгиба при работе с проволокой.
Быть аккуратным при работе с ударным инструментом для исключения травм пальцев.
Работать в головном уборе, очках и спецодежде с застегнутыми манжетами.

Запрещается применять подставки, не обеспечивающие надежное положение детали, использовать инструменты и приспособления не по назначению. По окончании работ нужно убрать загрязнения специальной щеткой, протереть чистой ветошью. Тряпки нужно собрать в специальные металлические ящики.

Техника безопасности при гибке на станках

Листогибы и профилегибы позволяют значительно увеличить производительность труда при производстве изделий из металлического проката. Для обеспечения безопасности оператора при работе на механизированном оборудовании необходимо перед началом работ:

Надеть и привести в порядок защитные очки и спецодежду.
Убедиться в наличии и исправности заземления, электрической блокировки, надежной изоляции токоведущих частей.
Подготовить стеллажи для сбора и укладки заготовок и готовых деталей.
Убедиться в исправности гибочных роликов или другого рабочего инструмента.

Далее выполняют пробный запуск станка на холостом ходу. При этом не должно быть посторонних звуков, искр, других признаков поломок. При их выявлении требуется обратиться к наладчику и поставить в известность руководство. Работать на неисправных гибочных станках строго запрещено. После запуска оборудования на холостом ходу, проверки действия органов управления, тестируют работоспособность кнопки «Стоп».

В процессе работы нельзя:

Переустанавливать лист или профиль при включенном станке.
Гнуть металл толщиной больше указанного в технических документах оборудования значения.
Допускать нахождения руки между прижимной и гибочной балкой.
Работать при неравномерном перемещении прижимной балки.
Регулировать упоры на ходу.

При обнаружении неисправности узлов и механизмов, отключении напряжения, нарушении процесса гибки, требуется отключить вводный выключатель.

Содержание инструкции по технике безопасности при гибке металла может различаться в зависимости от специфики технологического процесса и применяемого оборудования.

Читайте также: