Гибка стальной полосы своими силами

Обновлено: 28.04.2024

На нашем сайте продолжается серия статей, посвящённая обработке металла. О том, как листы и рулоны из состояния поставки распускаются на полосы (штрипсы), мы рассказывали в статье «Линии продольной резки металла».

Гибка металла производится на специализированном оборудовании или вручную. Как это происходит на импортном оборудовании, мы рассказывали на примере продукции итальянского станкостроительного концерна «WARCOM». Об использовании для этих целей отечественных листогибов мы рассказывали в статье о Липецком листогибочном заводе.

Сегодня расскажем о ручной гибке полосового металла.

Ручная гибка полосового металла

Ручная обработка металлических полос – это трудоёмкая операция, в большинстве случаев требующая специальной подготовки рабочего и соответствующего инструмента. Эту операцию выполняет слесарь на специально оборудованном рабочем месте:

слесарный верстак, оснащённый соответствующими тисками;
набор слесарного инструмента.

Рассмотрим несколько несложных операций с полосовым металлом.

Гибка под прямым углом

Полосовую сталь будем гнуть в слесарных тисках. Заготовку устанавливаем (зажимаем) в тиски.

Гибка в тисках.

Выполняем это таким образом, чтобы сторона с риской места гиба была обращена к неподвижной губке тисков (от рабочего). При этом риска должна быть выше губки тисков примерно на 0,5 мм. Удары молотком следует наносить в направлении неподвижной губки тисков. Во избежание получения травмы (в случае отпружинивания заготовки), слесарь, при выполнении этой операции, не должен располагаться на траектории движения молотка.

Гибка под острым углом

В этом случае используется оправка, имеющая требуемый угол. Она устанавливается в тиски вместе с заготовкой, как указано на рисунке (высокой стороной к заготовке). Заготовка деформируется ударами молотка до касания скоса оправки.

Изготовление скоб и хомутов

Для изготовление скобы следует применить брусок-оправу, толщина которого будет ровна проёму скобы. Далее, следует закрепить в тисках, как указано на рисунке, полосу с оправкой и изогнуть сначала одну сторону, а потом – другую.

Изготовление скоб и хомутов.

Для изготовления хомута следует оправу закрепить в тисках и на ней изогнуть полосу (смотри рисунок). Затем, отогнуть концы хомута, оснастку освободить из тисков и на столе верстака придать молотком детали окончательную форму.

Удары молотком не следует наносить по самому хомуту, чтобы не оставить на нем царапины, забои и вмятины. Их следует осуществлять через медную пластинку небольшой толщины, т. к. она хорошо перераспределит усилие удара.

Гибочное соединение

Полосовую гибку широко применяют при гибочных соединениях деталей. Соединение может быть полностью гибочным, как показано на рисунке. Здесь крепежное усилие создается изгибом одной детали (часто деформируются все соединяемые детали).

В целом ряде случаев, полосовая гибка играет вспомогательную роль. Она может, например, усиливать резьбовое соединение.

Примеры гибочных соединений.

На рисунке примеры полосовой гибки и усиления резьбового соединения гайка-болт: шплинт и стопорная шайба.

Гибка на ребро

Операция выполняется на роликовом станке, изображённом на рисунке.

Гибка стальной полосы «на ребро».

Следует учитывать две особенности этого станка:

верхняя направляющая бруска основания должна иметь паз, точно соответствующий размеру деформируемой металлической полосы;
рабочий ролик и верхнюю часть полосы необходимо смазывать консистентной смазкой.

Таковы основные несложные приёмы ручной гибки полосового металла.

По указанным здесь адресам вы можете выбрать и приобрести станок для гибки металла.

Гибка металлической полосы в кольцо и на ребро

Как согнуть металлическую полосу без потери прочности и добиться точности конфигурации знают не все. Чтобы не изобретать велосипед - читайте наши советы!

При работе с металлом часто приходится иметь дело с изготовлением изделий из стальной полосы — скоб, хомутов, кронштейнов. Но как согнуть металлическую полосу без потери прочности и добиться необходимой точности конфигурации знают не все. Тем не менее, это достаточно простая операция, которая не требует инструментов особой сложности. Только в случае гибки полосы на ребро необходимо довольно сложное приспособление, которое самому изготовить непросто.

Гибка полосы под углом (60, 90, 120 0 …) в сторону плоскости производится на обычных слесарных тисках, если требуется изготовить единичное изделие или несколько штук. В случае мелкосерийного производства понадобится станок для гибки металлической полосы. При необходимости его можно сделать своими руками.

Гибка полосы при помощи тисков

Сначала рассмотрим вариант гибки на слесарных тисках под углом 90 0 . Для этого необходим брусок квадратного сечения из стали. Зажимаем полосу вместе с бруском таким образом, чтобы брусок находился со стороны неподвижной губки тисков и выступал над верхней кромкой на 1-2 см.

После того, как такой «сэндвич» будет крепко зажат, берем обычный молоток и легкими ударами загибаем полосу в сторону бруска. Если требуется, чтобы поверхность загиба не имела повреждений от ударов, то нужно использовать медную или латунную прокладку, по которой будем наносить удары молотком, а уже от нее усилие будет передаваться на полосу.

Таким образом можно согнуть полосу под любым углом, важно только подобрать опорный брусок с нужным углом среза. Без такой твердой опоры добиться нужного угла будет очень трудно.

Похожие операции производятся и при изготовлении хомутов, только в этом случае в роли матрицы используем толстостенную трубу или пруток нужного диаметра. Как и в случае с прямоугольной гибкой, удары молотком наносятся в сторону неподвижной губки тисков. Такая гибка полосы — процесс медленный и требует аккуратности.

Гибка полосы в кольцо

Более сложная операция — гибка полосы на кольцо. Здесь необходим небольшой и несложный в изготовлении станок, например, как показанный на видео . Он состоит из опорной плиты на которой закреплены три ролика — два опорных и один приводной, на рукоятке длиной 30-40 мм. Приводной ролик может перемещаться вдоль горизонтальной оси и прижимать полосу к опорным. Один из опорных роликов должен иметь возможность сдвигаться перпендикулярно направлению прижима. Таким образом регулируется диаметр получаемого кольца.

Полоса помещается между роликов и прижимается с помощью винтового механизма. При вращении приводного ролика полоса начинает двигаться между ним и опорными и загибаться в сторону привода. После полного прохода полосы получается практически идеальное кольцо. Если сделать рукоятку телескопической, чтобы можно были сделать длиннее плечо, то можно выполнять гибку на кольцо полосы практически любой толщины без особых физических усилий.

Такой самодельный станок для гибки полосы практически ничем не отличается от заводского. При правильном выборе металла для роликов и прижимного устройства, мелкосерийное производство, например для изготовления декоративных оград, ворот или каркасов козырьков и навесов, возможно даже в домашнем гараже, не говоря уже о слесарной мастерской.

Гибка полосы на ребро

Сложнее сделать станок для гибки на ребро. При изготовлении металлического декора такая операция требуется довольно часто. Принцип действия такого приспособления похож на описанный выше, но гибка стальной полосы на ребро требует значительно больших усилий, поэтому прижимной ролик не вращается , а движется на рычаге возвратно-поступательно. Кроме того, на линии подачи полосы необходимо установить прижимное устройство, чтобы полоса удерживалась в нужном положении. Этим приспособлением может служить обычная прижимная колодка на болтах или шпильках с прорезью, сквозь которую и будет проходить полоса.

Если гибка производится часто на полосах различной ширины, то нужно сделать несколько колодок с прорезями, соответствующими тому калибру, который обрабатывается. Но самодельный инструмент, при всей своей привлекательности и дешевизне, все же уступает промышленному, функционал которого значительно выше.

Ручной инструмент производится в виде универсальных приспособлений, в которых только меняются насадки и рычаги, или в виде целых наборов, где каждый механизм выполняет только одну, максимум две функции. Примером такого комплекта может служить «Холодная ковка» промышленного изготовления.

Инструменты для гибки металлической полосы промышленного изготовления имеют перед самодельными то преимущество, что сделаны они из специальных марок стали и при гибке заготовок достаточно большой толщины не будут деформироваться. Они легко настраиваются на необходимые размеры и не требуют изготовления новых оправок и матриц каждый раз, когда необходимо изменить диаметр или угол загиба.

При этом их стоимость не слишком высока даже для домашнего мастера. Поиск необходимых деталей для самодельного станка, сборка, подгонка и настройка будет стоить не намного меньше, даже в случае надлежащей слесарной квалификации. Если не покупать самые дешевые инструменты, то работать станки для гибки будут на протяжении десятилетий.

Кустарные и промышленные способы гибки проволоки

Гибка проволоки дала возможность придавать изделиям любые формы. Как это происходит на производстве и как согнуть проволоку своими руками - об этом далее.

Трудно сказать, где сегодня не нашли применение изделия из проволоки, которая представляет собой металлическую нить или тонкий пруток. Гибка проволоки дала возможность придавать изделиям любые необходимые формы. Как при помощи как ручного инструмента, так и механических воздействий на специальном оборудовании.

С физической точки зрения, процесс сгибания проволоки заключается в одновременном сжимании внутренних и растягивании внешних слоев металла проволоки. Процесс также может сопровождаться и продольным смещением этих слоев, если при этом происходит скручивание. Такая технология работы с металлической проволокой широко используется как во многих отраслях промышленности, так и в ювелирном деле.

Способы гибки металлической проволоки

Существует несколько основных способов придания металлической проволоке необходимой формы готового изделия, так можно выделить:

ручной способ сгибания проволоки с помощью специальных инструментов и простых приспособлений. Он применяется для проволоки диаметром до 3 мм при изготовлении несложных изделий в подсобном производстве или домашнем хозяйстве. Как правило, не требует практически никаких денежных вложения и специальных знаний;
ручной способ изготовления ювелирных изделий из проволоки до 2 мм в диаметре. Требует специальных инструментов и приспособлений, а также определенных знаний и навыков для работы с драгоценными металлами;
гибка проволоки из бухты, в основе которого используется специальное приспособление, которое называют размотчиком;
сгибание проволоки из металлического прутка;
сгибание методом обкатки проволоки;
сгибание металлической проволоки методом проталкивания.

Проволокогибочные станки

Механические станки для массового изготовления деталей и готовых изделий из металлической проволоки широко применяются в промышленном производстве. В зависимости от способа технологии придания формы готовому изделию, различают:

Проволокогибочный станок, выполняющий изготовление деталей непосредственно из бухты. Является наиболее производительным и экономичным вариантом массового производства изделий из проволоки. Происходит это за счет того, что бухту с проволокой устанавливают в специальное приспособление — размотчик, из которого металлическая нить поступает в правильный блок. Там она подвергается воздействию роликового или плоскостного механизма, в результате чего на выходе приобретает форму ровного и прямого прута. После этого проволока попадает в гибочный блок станка, где с помощью механических приспособлений ей придается необходимая форма готового изделия. По окончании процесса производится отрезание механическими ножницами готовой детали. Как правило, такой проволокогибочный станок может выпускать одну разновидность готового изделия, которая определяется заранее установленными механическими приспособлениями и ограничивается возможностью манипуляции подающего механизма. Поэтому формы изделий, выпускаемые на таких станках, не очень сложные по конфигурации, так как количество операций сгибания ограничено числом пять.
Проволокогибочный станок для сгибания проволоки из металлического прутка является более технологичным способом, который имеет ряд преимуществ по сравнению с работой из бухты. Особенно это необходимо, когда готовому изделию необходима дополнительная обработка. Это может быть нарезка резьбы или штамповка, которую при этом можно выполнить лишь до придания готовой формы изделию. Недостаткам такого станка является его потребность в дополнительном сложном механизме подачи заготовок и сравнительно невысокой общей производительности.

ЧПУ станки

Развитие станкостроения позволило выпускать станки для гибки проволоки с одной или двумя гибочными консолями. Они могут изготавливать готовые изделия не только плоской 2D формы, но и пространственные 3D модели.
Передача управления производственными процессами промышленному компьютеру дала возможность станку с ЧПУ обеспечивать поворот гибочных консолей в трехмерном пространстве в любой заданной последовательности.

Гибка проволоки ЧПУ станками не только позволяет обеспечивать более высокую производительность, но и наладить выпуск разных по форме изделий всего лишь путем смены производственной программы.

Приспособления для сгибания проволоки «своими руками»

В любом домашнем хозяйстве широко применяется металлическая проволока, точнее, различные изделия из нее.

Гибка проволоки с помощью ручного слесарного инструмента своими руками позволяет изготавливать достаточно большое количество необходимых в хозяйстве изделий, такие как:

хомуты,
кронштейны,
вешалки и т. п.

Но для этого приходиться использовать наиболее мягкие и пластичные виды проволоки, так чтобы можно было с легкостью сгибать металл в нужную нам форму.

Работа же с проволокой большого диаметра имеет определенные трудности. А вот если она еще и жесткая, то для ее сгибания вручную понадобиться использовать специальные приспособления для гибки.

Конечно, можно купить готовое приспособление для гибки, но вполне по силам сделать инструмент своими руками. Как сделать своими руками приспособление для гибки проволоки из доступных деталей можно посмотреть на фото.

Как согнуть проволоку в кольцо ровно

Для того, чтобы согнуть проволоку в кольцо и оно при этом получилось правильной формы, необходимо воспользоваться либо заранее изготовленной деревянной болванкой нужного диаметра, либо использовать кусок металлической трубы подходящего диаметра. На шаблон навиваем не менее двух витков и делаем отметки, при этом не забываем взять поправку на толщину реза. Далее, разрезаем проволоку и свариваем ровное кольцо.

Если кто-то знает другие способы получения сложных форм из проволоки, можете поделиться ими в блоке комментариев.

Технология гибки листового металла

Гибка листового металла — одна из распространенных операций холодного и горячего деформирования. Она отличается малой энергоемкостью.

Гибка листового металла — одна из распространенных операций холодного и горячего деформирования. Она отличается малой энергоемкостью, и при правильной разработке техпроцесса позволяет успешно производить из плоских заготовок пространственные изделия различной формы и размеров.

Классификация и особенности процесса

В соответствии с поставленными задачами технология гибки листового металла разрабатывается для следующих вариантов:

Одноугловая (называемая иногда V-образной гибкой).
Двухугловая или П-образная гибка.
Многоугловая гибка.
Радиусная гибка листового металла (закатка) — получение изделий типа петель, хомутов из оцинковки и пр.

Усилия при гибке невелики, поэтому ее преимущественно выполняют в холодном состоянии. Исключение составляет гибка стального листа из малопластичных металлов. К ним относятся дюралюминий, высокоуглеродистые стали (содержащие дополнительно значительный процент марганца и кремния), а также титан и его сплавы. Их, а также заготовки из толстолистового металла толщиной более 12…16 мм, гнут преимущественно вгорячую.

Гибку сочетают с прочими операциями листовой штамповки: резку и гибку, с вырубкой или пробивкой сочетают довольно часто. Поэтому для изготовления сложных многомерных деталей широко используются штампы, рассчитанные на несколько переходов.

Особым случаем гибки листового металла считается гибка с растяжением, которую используют для получения длинных и узких деталей с большими радиусами гибки.

В зависимости от размера и вида заготовки, а также требуемых характеристик продукции после деформирования, в качестве гибочного оборудования используются:

Вертикальные листогибочные прессы с механическим или гидравлическим приводом;
Горизонтальные гидропрессы с двумя ползунами;
Кузнечные бульдозеры — горизонтально-гибочные машины;
Трубо- и профилегибы;
Универсально-гибочные автоматы.

Для получения уникальных по форме и размерам конструкций, в частности, котлов турбин и т.п., применяют и экзотические технологии гибки листовой стали, например, энергией взрыва. В противоположность этому, вопрос — как гнуть жесть — не вызывает сложностей, поскольку пластичность этого материала — весьма высокая.

Характерная особенность листогибочных машин — сниженные скорости деформирования, увеличенные размеры штампового пространства, сравнительно небольшие показатели энергопотребления. Последнее является основанием для широкого производства ручных гибочных станков, предназначенных для деформации оцинкованного материала. Они особо популярны в небольших мастерских, а также у индивидуальных пользователей.

Несмотря на кажущуюся простоту технологии, баланс напряжений и деформаций состояния в заготовке определить затруднительно. В процессе изгиба материала в нем возникают напряжения, вначале — упругие, а далее — пластические. При этом гибка листового материала отличается значительной неравномерностью деформации: она более интенсивна в углах гибки, и практически незаметна у торцов листовой заготовки. Гибка тонколистового металла отличается тем, что внутренние его слои сжимаются, а наружные — растягиваются. Условную линию, которая разделяет эти зоны, называют нейтральным слоем, и его точное определение является одним из условий бездефектной гибки.

В процессе изгиба металлопрокат получает следующие искажения формы:

Изменение толщины, особенно для толстолистовых заготовок;
Распружинивание/пружинение — самопроизвольное изменение конечного угла гибки;
Складкообразование металлического листа;
Появление линий течения металла.

Все эти обстоятельства необходимо учитывать, разрабатывая технологический процесс штамповки.

Этапы и последовательность технологии

Разработка проводится в следующей последовательности:

Анализируется конструкция детали.
Рассчитывается усилие и работа процесса.
Подбирается типоразмер производственного оборудования.
Разрабатывается чертеж исходной заготовки.
Рассчитываются переходы деформирования.
Проектируется технологическая оснастка.

Анализ соответствия возможностей исходного материала необходим для того, чтобы выяснить его пригодность для штамповки по размерам, приведенным на чертеже готовой детали. Этап выполняют по следующим позициям:

Проверка пластических способностей металла и сопоставление результата с уровнем напряжений, которые возникают при гибке. Для малопластичных металлов и сплавов процесс приходится дробить на несколько переходов, а между ними планировать межоперационный отжиг, который повышает пластичность;
Возможность получения радиуса гиба, при котором не произойдет трещинообразования материала;
Определение вероятных искажений профиля или толщины заготовки после обработки давлением, особенно при сложных контурах у детали;

По результатам анализа иногда принимают решение о замене исходного материала на более пластичный, о необходимости предварительной разупрочняющей термической обработки, либо используют подогрев заготовки перед деформацией.

Обязательным пунктом при разработке технологического процесса считается расчет минимально допустимого угла гибки, радиуса гибки и угла пружинения.

Радиус гибки r_min вычисляют с учетом пластичности металла заготовки, соотношения ее размеров и скорости, с которой будет проводиться деформирование (гидропрессы, с их пониженными скоростями передвижения ползуна, предпочтительнее более скоростных механических прессов). При уменьшении значения r_min все металлы претерпевают так называемое утонение — уменьшение первоначальной толщины заготовки. Интенсивность утонения определяет коэффициент утонения λ, %, который показывает, на сколько уменьшится толщина конечного изделия. Если это значение оказывается более критичного, то исходную толщину s металла заготовки приходится увеличивать.

Для малоуглеродистых листовых сталей соответствие между вышеуказанными параметрами приведено в таблице (см. табл. 1).

Таблица 1

Таким образом, при определенных условиях металл заготовки может даже несколько выпучиваться.

Не менее важным является и определение минимального радиуса гибки, который также зависит от исходной толщины металла, расположения волокон проката и пластичности материала (см. табл. 2). В том случае, когда радиус гиба слишком мал, то наружные волокна стали могут разрываться, что нарушает целостность готового изделия. Поэтому минимальные радиусы принято отсчитывать по наибольшим деформациям крайних частей заготовки, с учетом относительного сужения ψ деформируемого материала (устанавливается по таблицам). При этом учитывают также и величину деформации заготовки. Например, при малых деформациях используют зависимость

а при больших деформациях — более точное уравнение вида

Таблица 2

Эффект вероятного пружинения можно учесть при помощи данных по фактическим углам пружинения β, которые приведены в таблице 3. Данные в таблице соответствуют условиям одноугловой гибки.

Таблица 3

Определение усилия гибки

Силовые параметры гибки зависят от пластичности металла и интенсивности его упрочнения в ходе деформировании. При этом значение имеет направление прокатки исходной заготовки. Дело в том, что после прокатки металл приобретает свойство анизотропии, когда в направлении оси прокатки остаточные напряжения меньше, чем в противоположном. Соответственно, если согнуть металл вдоль волокон, то при одной и той же степени деформации вероятность разрушения заготовки существенно уменьшается. Поэтому ребро гиба располагают таким образом, чтобы угол между направлением прокатки и расположением заготовок в листе, полосе или ленте был минимальным.

Для расчета силовых параметров уточняют, как будет выполняться деформирование. Оно возможно изгибающим моментом, когда заготовка укладывается по фиксаторам/упорам, и далее деформируется свободно, либо усилием, когда в завершающий момент процесса полуфабрикат опирается на рабочую поверхность матрицы. Свободная гибка проще и менее энергоемка, зато гибка с калибровкой дает возможность получать более точные детали.

Если упрочнение металла невелико (например, гнется изделие из алюминия, либо малоуглеродистой стали), то момент можно вычислить по зависимости:

где σ_т — предел текучести материала заготовки перед штамповкой.

Больший угол гиба (свыше 45 0 ) должен учитывать интенсивность упрочнения заготовки, которая зависит от размеров ее поперечного сечения:

где b — ширина заготовки.

Для расчета значений технологического усилия Р используют следующие зависимости. При одноугловой свободной гибке

наибольшая деформация сечения заготовки;

σ_в — значение предела материала на прочность.

Когда гибка — несвободная (с калибровкой в конце рабочего хода ползуна), то для расчета усилия используют зависимость

где F_пр — площадь проекции заготовки, подвергаемой изгибу;

p_пр — удельное усилие гибки с калибровкой, которое зависит от материала изделия:

Для алюминия — 30…60 МПа;
Для малоуглеродистых сталей — 75…110 МПа;
Для среднеуглеродистых сталей — 120…150 МПА;
Для латуней — 70…100 МПа.

Для выбора типоразмера оборудования, рассчитанные усилия увеличивают на 25…30%, и сравнивают полученный результат с номинальными (паспортными) значениями.

Гибочный станок для работы со стальной полосой и листовым металлом

С помощью данного самодельного приспособления можно легко и быстро выполнять простые операции по обработке металла.

В частности, гибочный станок, о котором пойдет речь в статье, «заточен» на сгибании полосы и металлических пластин под углом 90 градусов. Конструкция реально очень простая, но вполне работоспособная.

Гибочный станок состоит из станины, на которой закреплены толкатель с пуансоном, матрица и ручка-рычаг, связанная с толкателем.

Необходимые материалы для изготовления станка:

швеллер;
металлический уголок;
круглая труба;
стальная полоса;
пружина.

Идея изготовления и сборки гибочного станка для мастерской принадлежит автору YouTube канала AX Creates. Берите на заметку!

Основные этапы работ

В качестве станины будем использовать швеллер — он идеально подходит для подобного рода задач. Отрезаем заготовку требуемой длины и привариваем по бокам четыре отрезка уголка с отверстиями, которые будут использоваться для крепления к столу. На конце станины привариваем два «ушка» для крепления ручки-рычага, которую сделаем чуть позже.

На противоположном конце основания необходимо будет приварить отрезок уголка, установленный вертикально — это будет матрица (гибочный шаблон).

Далее надо изготовить направляющую для толкателя. Отрезаем кусок круглой трубы и металлическую пластину, и свариваем заготовки вместе. Получившуюся деталь привариваем к станине примерно по центру (как показано на фото ниже).

На следующем этапе необходимо изготовить толкатель и ручку-рычаг. Монтируем детали на станину. К концу толкателя привариваем пуансон, изготовленный из листового металла.

В завершении останется только приварить крепления к направляющей и нижней части рычага, после чего — установить пружину. Зачищаем сварные швы.

Видео по теме

Подробно о том, как изготовить гибочный станок для работы со стальной полосой и листовым металлом — рекомендую посмотреть в авторском видеоролике ниже.

Читайте также: