Гибка толстых листов металла. Технология гибки листового металла в холодном состоянии. Технология гибки металлических листов

Комментариев:

Как производится гибка металла своими руками? При выполнении строительных работ часто бывает нужно выполнить сгиб металлических элементов. Например, бывает необходимо согнуть листовой металл или трубы. Трубы, имеющие небольшой диаметр, сгибают при помощи тисков.

Сгибание металлических листов на гибочном станке происходит без сварки и не нарушает структуру металла.

Часто при выполнении строительных работ возникает необходимость согнуть трубы большого диаметра. Для такой работы нужны специальные станки, которые выполняют сгибание труб и металлических листов. Сгибаемый элемент при этом не получает повреждений.

При гибке деталей учитывают пластичность материала, его толщину, определяют радиус кривизны.

В чем заключается технология гибки металла?

Схема сборки самодельного листогиба: 1 – основание; 2 – гайка-маховичок; 3 – прижим; 4 – изгибаемый лист; 5 – струбцина; 6 – обжимной пуансон.

Гибка листового металла — это выполнение определенных действий, вследствие которых металлический лист приобретает нужную форму. Сгибание детали происходит без помощи сварочных или каких-либо других соединений, которые уменьшают прочность и долговечность материала.

При выполнении сгиба изделия растягиваются его наружные слои и сжимаются внутренние. Технология сгибания заключается в том, чтобы перегнуть одну часть детали по отношению к другой на необходимый угол.

Во время гибки материал подвергают деформации. Величина возможной деформации зависит от толщины материала, угла изгиба, пластичности и скорости сгибания.

Сгибание выполняют посредством оборудования для сгиба деталей. Данное оборудование сгибает элемент таким образом, чтобы готовая конструкция не имела повреждений.

Если согнуть элемент неправильно, то на его поверхности произойдут различные дефекты, вследствие которых на линии изгиба материал получит такие повреждения, что готовая конструкция может сломаться. Гибку производят для листов различной толщины.

Напряжение изгиба материала должно быть больше, чем его предел упругости. В результате гибки должна происходить пластическая деформация материала. При этом готовая конструкция после операции сгиба будет сохранять ту форму, которую ей придали.

Чертеж листогиба (деталировка): 1 – струбцина; 2 – щечка; 3 – основание; 4 – кронштейн; 5 – сварной прижим; 6 – ось; 7 – уголок пуансона.

Преимущества процесса гибки:

Процесс имеет высокую производительность.
В результате сгибания получается заготовка, которая не имеет шва.
Готовая конструкция обладает высокой устойчивостью к коррозии.
Изделие обладает высокой прочностью.
На месте сгиба изделия не появляется ржавчина.
Конструкция является цельной.

Недостатки:

Процесс ручной гибки является достаточно трудоемким.
Оборудование для сгиба имеет высокую стоимость.

В отличие от конструкций, выполненных методом сгиба листового металла, на сварных конструкциях есть сварной шов, который подвергается коррозии и ржавчине.

Сгиб изделий осуществляют вручную или при помощи оборудования. Ручной изгиб является очень трудоемким. Он выполняется при помощи молотка и плоскогубцев. Сгиб материала небольшой толщины выполняют киянкой.

Сгибание листового металла производят при помощи вальцов, пресса или роликовых станков. Чтобы листу придать форму цилиндра, используют ручные, гидравлические вальцы или вальцы с электроприводом. Таким методом изготавливают трубы.

Схема сборки рабочего хода: 1 – вкладыш из дерева; 2 – основание; 3 – щечка правая; 4 – изгибаемый лист; 5 – прижим; 6 – ось пуансона; 7 – пуансон; 8 – рычаг пуансона.

Гибка металла применяется в домашнем строительстве для изготовления водостоков, профилей, металлических каркасов, труб и других конструкций. При гибке листового металла своими руками можно изготовить трубы различного диаметра. При помощи станков изгибается материал с цинковым покрытием.

Если необходимо выполнить изгиб металла в домашних условиях, станок для сгибания можно изготовить своими руками. Для изготовления станка нужно выполнить шаблон из древесины, имеющий контур определенной, изогнутой формы.

При сгибе изделия нужно определить его размеры. Длину конструкции вычисляют с учетом радиуса изгиба листа. Для заготовок, сгибаемых под прямым углом, без создания закруглений, припуск на загиб должен составлять 0,6 от толщины листа.

Своими руками можно сгибать конструкции из пластичных металлов: меди, латуни, алюминия. Радиус изгиба зависит от качества материала и способа гибки. Изделия с небольшим радиусом закругления выполняют из пластичных материалов.

Вернуться к оглавлению

Гибка металла своими руками

Вернуться к оглавлению

Как изготовить скобу методом гибки

При сгибании стальной полосы на роликовом станке, верхняя прорезь на бруске должна соответствовать размеру полосы.

Материалы и инструменты:

металлический лист;
тиски;
молоток;
оправа;
брусок;
электропила по металлу.

Предварительно нужно по схеме вычислить длину полосы заготовки и сделать расчет гибки металлического листа.

При расчетах на каждый загиб выполняют запас по 0,5 толщины полосы и по 1 мм на сгиб торцов в сторону.

Согласно схеме выпиливают заготовку, делают отметки места изгиба. Изгиб заготовки выполняют в тисках с угольниками.

Сначала надо зажать в тисках заготовку на уровне изгиба. Затем при помощи молотка выполняют первый загиб.

Затем заготовку переставляют в тисках и зажимают ее оправой вместе с бруском. Затем делают второй загиб.

После этого вытаскивают заготовку, делают отметки длины лапок скобы.

Скобу с бруском оправой загибают в тисках, при этом отгибают обе ее лапки. Изгиб уточняют треугольником. Если изгиб выполнен неправильно, его исправляют при помощи молотка и бруска оправы. После процесса сгиба конструкцию отпиливают до нужных размеров.

Гибка листового металла представляет собой одну из наиболее распространенных операций горячего и холодного деформирования. Процесс отличается небольшой энергоемкостью и позволяет из плоских заготовок успешно изготавливать пространственные изделия разнообразной формы и размеров.

Классификация и особенности процесса

Технология гибки листового металла разрабатывается согласно с поставленными задачами и классифицируется на:

одноугловую (V-образной);
двухугловую (П-образная);
многоугловую;
радиусную (закатка).

Гибку, как правило, выполняют в холодном состоянии, поскольку прилагаемые усилия невелики. Исключением является гибка стального листа, изготовленного из малопластичных металлов. К ним относятся стали с высоким содержанием углерода, дюралюминий, титан и его сплавы. Материалы с толщиной от 12 до 16 мм гнут, как правило, в горячую. В процессе гибки металлопрокат может получить следующие искажения формы:

изменение толщины (преимущественно для толстолистовых заготовок);
появление линий течения металла;
распружинивание/пружинение (самопроизвольное изменение конечного угла гибки);
складкообразование металлического листа.

Часто гибку комбинируют с другими операциями листовой штамповки: резка, вырубка, пробивка. Именно по этой причине для производства сложных многомерных деталей применяются штампы, которые рассчитаны на несколько переходов. Особым случаем гибки листового металла является операция с растяжением, предназначенная для получения узких и длинных деталей с большими радиусами.

В зависимости от типа и размера заготовки, а также требуемых характеристик изделий после деформирования в качестве гибочного оборудования могут быть использованы:

горизонтальные гидропрессы с двумя ползунами;
вертикальные листогибочные прессы с гидравлическим или механическим приводом;
трубо- и профилегибы;
кузнечные бульдозеры;
универсально-гибочные автоматы.

Основными особенностями листогибочных устройств являются увеличенные размеры штампового пространства, сниженные скорости деформирования и небольшие показатели энергопотребления.

Этапы и последовательность технологии

В дальнейшем речь пойдет о процессах обработки металлопроката в холодном состоянии. Разработка технологического процесса гибки листового металла проводится в следующей последовательности:

анализ конструкции детали;
расчет усилия и работы процесса;
подбор типоразмера производственного оборудования;
подготовка чертежа исходной заготовки;
расчет переходов деформирования;
оформление проекта технологической оснастки.

Проверка соответствия возможностей исходного материала – важный процесс, который должен быть выполнен для определения пригодности металлопроката для штамповки согласно конкретным размерам, указанным на чертеже готовой детали. Данный этап включает:

изучение пластических способностей материала и проверка соответствия результата с уровнем напряжений, возникающих при гибке. Для малопластичных сплавов и металлов необходимо дробить процесс на несколько переходов и использовать межоперационный отжиг, который предназначен для повышения пластичности;
возможность получения радиуса гиба, при котором риск трещинообразования материала сведен к нулю;
определение возможных искажений профиля или толщины заготовки по завершении обработки давлением при сложных контурах у изделия.

Согласно результатам данного анализа может быть принято решение о:

замене исходного материала на более пластичный;
подогреве заготовки перед началом деформации;
выполнении предварительной разупрочняющей термической обработки.

Крайне важным пунктом при разработке технологического процесса является расчет минимально допустимого угла гибки, его радиуса и угла пружинения.

Радиус гибки (rmin ) вычисляется исходя из уровня пластичности металла заготовки, соотношения ее размеров и скорости проведения деформирования. При снижении значения rmin все металлы испытывают уменьшение первоначальной толщины заготовки. Этот процесс называется утонение. Его интенсивность определяет коэффициент утонения λ, от процента которого зависит, насколько уменьшится толщина готового изделия. В случае, если данное значение выше критичного, то необходимо увеличить исходную толщину металла заготовки (s). Соответствие между вышеуказанными параметрами:

Также важно определить минимальный радиус гибки , который зависит от пластичности, толщины и расположения волокон металлопроката. Это необходимо, если радиус гиба мал, поскольку в этом случае наружные волокна стали могут разрываться, вследствие чего целостность готового изделия нарушится. По этой причине минимальные радиусы следует рассчитывать по наибольшим деформациям крайних частей заготовки исходя из относительного сужения (ψ) подвергнутого деформации металла. При этом нужно учитывать величину деформации заготовки.

Эффект возможного пружинения учитывается посредством данных по фактическим углам пружинения (β):

Определение усилия гибки

Силовые показатели гибки напрямую зависят от пластичности металла и интенсивности его упрочнения в процессе деформации. Эти параметры имеют направление прокатки исходной заготовки. По завершении прокатки материал приобретает свойство анизотропии (в направлении оси прокатки остаточные напряжения меньше, чем в противоположном). Таким образом, если согнуть металл вдоль волокон, то при одинаковой степени деформирования риск разрушения детали значительно снижается. По этой причине ребро гиба располагают так, чтобы угол был минимальным между расположением заготовки в листе и направлением прокатки.

Для получения высокоточного расчета силовых параметров необходимо уточнить, как будет осуществляться деформирование. Существует два варианта:

изгибающим элементом – заготовка укладывается по упорам с последующим свободным деформированием;
усилием – в завершающий момент процесса деталь опирается на рабочую поверхность матрицы.

Первый способ является наиболее простым и менее энергоемким, второй – позволяет получать более точные детали.

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.

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 используются:

Вертикальные 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 , 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

Здесь, и в дальнейшем речь пойдет о процессах штамповки листового металла в холодном состоянии.

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).

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

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.

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 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.

Гибка листового металла позволяет при сравнительно небольших усилиях получить изделие нужной формы. Ибо при сварке затрачивается больше усилий как физических, так и финансовых. Лист металла можно сгибать вручную или с применением автоматики, однако общие принципы работы остаются прежними. Именно об особенностях данного процесса и пойдет речь.

Основные принципы

Гнутье металла осуществляется различными методами. Часто используется сварка, однако температурное воздействие способно изменять форму и свойства готового изделия. Это снижает эксплуатационные свойства и точность изготовления.

Так как при гибке металла внешние слои металла растягиваются, а внутренние начинают сжиматься, то необходимо перегибать на заданный угол часть металлопроката относительно другого. Угол же можно отыскать с помощью расчетов.

Изделие деформируется на те значения, которые находятся в заданных пределах. Они зависят от следующих параметров:

Толщина металлического листа;
Сколько составляет угол перегиба;
Насколько прочен материал;
Скорость и время выполнения процедуры.

Именно от них будет зависеть показатель допустимой деформации. Следующим этапом является выбор типа гибки.

Сгибание металла производится вручную и с применением автоматических устройств. В первом случае процесс будет достаточно трудозатратен, потребует использования пассатижей и молотка, в результате на эту процедуру уйдет немало времени.

Гораздо проще и качественнее будет механизация процесса с помощью станков и соответствующих приспособлений. Форму цилиндра изделию придают специальные вальцы. С их помощью создаются дымоходы, желоба, трубные изделия.

Развитие станкостроительного производства позволило достичь сгибания материала для изготовления самых сложных изделий. А быстрая замена рабочего инструмента позволяет максимально эффективно и ускоренно перенастроить станочное устройство.

Виды оборудования

Для современного процесса по сгибанию металла имеется немало вариантов новейших аппаратов. На производстве обычно применяются прессы , которые можно разделить на следующие виды:

Из всех вышеописанных видов оборудования наиболее современным является ротационное. Оно действует в автоматическом режиме, и рабочему не нужно заранее рассчитывать оптимальное значение усилия.

Автоматизированными считаются и поворотные прессы. Здесь отправляется один лист в устройство, который необходимо расположить его как необходимо по заданию. Чаще всего применяется на небольших предприятиях, где работают с металлическими деталями.

Ручная работа

Такая работа производится обычно ручными ножницами . В нужных местах ставятся отметки, по которым будет осуществляться ручная гибка металла. Лист надежно фиксируют в тисках. Массивным молотком производят первый сгиб. Изделие передвигают к новому месту сгиба, зажимают с бруском из дерева, загибают в нужную сторону.

По завершении работы необходимо удостовериться, что изделие соответствует установленным стандартам. Проверка ведется с применением угольника и при необходимости недочеты устраняются.

Самостоятельное изготовление станка

Иногда требуется сделать станок в домашних условиях . Это облегчит работу по сгибке металла и повысит производительность работы. Здесь потребуются уголок, металлическая балка, петли с болтами, струбцины, рукояти, стол и сварочный аппарат. Порядок действий следующий:

Проверьте болты, чтобы они крепко были закреплены. Траверсы поверните и согните таким образом, чтобы образовать нужный угол. Это позволит не тратить время на расчеты угла.

Каким бы ни были устройства, главные принципы остаются неизменными . Следуя им, можно получить изделия, соответствующие стандартам и пожеланиям заказчика.

Гибка" звучит как простой процесс, но в действительности, он очень сложен.
"Лист" и "гибка" не очень ассоциируются с высокой технологией. Однако, для того, чтобы гнуть "непослушный" лист необходимы специальные знания и большой опыт. Объясните техническому специалисту, который не знаком с листовым металлом, что в нашем высокотехничном мире невозможно постоянно получать при гибке угол 90°, не меняя параметров настройки. То получается, а то - нет!

Без изменения программы угол будет меняться, если, например, лист толщиной 2 мм сделан из нержавеющей стали или алюминия, если его длина - 500 мм, 1000 мм или 2000 мм, если гибка производится вдоль или поперек волокон, если линия гибки находится в окружении пробитых или прорезанных лазером отверстий, если лист имеет различную упругую деформацию, если поверхностное упрочнение, вследствие пластической деформации, сильнее или слабее, если... если...

КАКОЙ МЕТОД ГИБКИ ВЫБРАТЬ?

Различается 2 основных метода:
Мы говорим о "воздушной гибке" или "свободной гибке", если между листом стенками V-образной матрицы существует воздушный зазор. В настоящее время это наиболее распространенный метод.
Если лист прижат полностью к стенкам V-образной матрицы, мы называем этот метод "калибровкой". Несмотря на то, что этот метод является достаточно старым, он используется и даже должен использоваться в определенных случаях, которые мы рассмотрим далее.

Свободная гибка

Обеспечивает гибкость, но имеет некоторые ограничения по точности.

Основные черты:

Траверса с помощью пуансона вдавливает лист на выбранную глубину по оси Y в канавку матрицы.
Лист остается "в воздухе" и не соприкасается со стенками матрицы.
Это означает, что угол гибки определяется положением оси Y, а не геометрией гибочного инструмента.

Точность настройки оси Y на современных прессах - 0,01 мм. Какой угол гибки соответствует определенному положению оси Y? Трудно сказать, потому что нужно найти правильное положение оси Y для каждого угла. Разница в положении оси Y может быть вызвана настройкой хода опускания траверсы, свойствами материала (толщина, предел прочности, деформационное упрочнение) или состоянием гибочного инструмента.

Приведенная ниже таблица показывает отклонение угла гибки от 90° при различных отклонениях оси Y.

Преимущества свободной гибки:

Высокая гибкость: без смены гибочных инструментов вы можете получить любой угол гибки, находящийся в промежутке между углом раскрытия V-образной матрицы (например, 86° или 28°) и 180°.
Меньшие затраты на инструмент.
По сравнению с калибровкой требуется меньшее усилие гибки.
Можно "играть" усилием: большее раскрытие матрицы означает - меньшее усилие гибки. Если вы удваиваете ширину канавки, вам необходимо только половинное усилие. Это означает, что можно гнуть более толстый материал при большем раскрытии с тем же усилием.
Меньшие инвестиции, так как нужен пресс с меньшим усилием.

Все это, однако, теоретически. На практике вы можете потратить деньги, сэкономленные на приобретении пресса с меньшим усилием, позволяющего использовать все преимущества воздушной гибки, на дополнительное оснащение, такое как, дополнительные оси заднего упора или манипуляторы.

Недостатки воздушной гибки:

Менее точные углы гибки для тонкого материала.
Различия в качестве материала влияют на точность повторения.
Не применима для специфических гибочных операций.

Совет:

Воздушную гибку желательно применять для листов толщиной свыше 1,25 мм; для толщины листа 1 мм и менее рекомендуется использовать калибровку.
Наименьший внутренний радиус гибки должен быть больше толщины листа. Если внутренний радиус должен быть равен толщине листа -рекомендуется использовать метод калибровки. Внутренний радиус меньше толщины листа допустим только на мягком легко деформируемым материале, например меди.
Большой радиус может быть получен воздушной гибкой путем использования пошагового перемещения заднего упора. Если большой радиус должен быть высокого качества, рекомендуется только метод калибровки специальным инструментом.

Какое усилие?
По причине различных свойств материала и последствий пластической деформации в зоне гибки, определить требуемое усилие можно только примерно.
Предлагаем вам 3 практических способа:

1. Таблица

В каждом каталоге и на каждом прессе вы можете найти таблицу, показывающую требуемое усилие (Р) в кН на 1000 мм длины гиба (L) в зависимости от:

толщины листа (S) в мм
предела прочности (Rm) в Н/мм2
V - ширины раскрытия матрицы (V) в мм
внутреннего радиуса согнутого листа (Ri) в мм
минимальной высоты отогнутой полки (B) в мм

Пример подобной таблицы
Необходимое усилие для гибки 1 метра листа в тоннах. Предел прочности 42-45 кг/мм2.
Рекомендуемое соотношение параметров и усилия

2. Формула

1,42 - это эмпирический коэффициент, который учитывает трение между кромками матрицы и обрабатываемым материалом.
Другая формула дает похожие результаты:

3. "Правило 8"

При гибке низкоуглеродистой стали ширина раскрытия матрицы должна в 8 раз превосходить толщину листа (V=8*S), тогда Р=8хS, где Р выражается в тоннах (например: для толщины 2 мм раскрытие матрицы \/=2х8=16 мм означает, что вам необходимо 16 тонн/м)

Усилие и длина гиба
Длина гиба пропорциональна усилию, т.е. усилие достигает 100% только при длине гиба 100%.
Например:

Cовет:
Если материал ржавый или не смазан, следует добавлять 10-15% к усилию гиба.

Толщина листа (S)
DIN допускает значительное отклонение от номинальной толщины листа (например, для толщины листа 5 мм норма колеблется между 4,7 и 6,5 мм). Следовательно, вам нужно рассчитывать усилие только для реальной толщины, которую вы измерили, или для максимального нормативного значения.

Предел прочности на растяжение (Rm)
Здесь также допуски являются значительными и могут оказывать серьезное влияние при расчете требуемого усилия гиба.
Например:
St 37-2: 340-510 Н/мм2
St 52-3: 510-680 Н/мм2

Совет:
Не экономьте на усилии гиба! Предел прочности на растяжение пропорционален усилию гиба и не может быть подогнан, когда вам это нужно! Реальные значения толщины и предела прочности являются важными факторами при выборе нужного станка с нужным номинальным усилием.

V - раскрытие матрицы
По эмпирическому правилу, раскрытие V-образной матрицы должно восьмикратно превосходить толщину листа S до S=6 мм:
V=8xS
Для большей толщины листа необходимо:

V=10xS или
V=12xS

Раскрытие V-образной матрицы обратно пропорционально требуемому усилию:
большее раскрытие означает меньшее усилие гиба, но больший внутренний радиус;
меньшее раскрытие означает большее усилие, но меньший внутренний радиус.

Внутренний радиус гиба (Ri)
При применении метода воздушной гибки большая часть материала подвергается упругой деформации. После гибки материал возвращается в свое первоначальное состояние без остаточной деформации ("обратное пружинение"). В узкой области вокруг точки приложения усилия материал подвергается пластической деформации и навсегда остается в таком состоянии после гибки. Материал становится тем прочнее, чем больше пластическая деформация. Мы называем это "деформационным упрочнением".

Так называемый "естественный внутренний радиус гибки" зависит от толщины листа и раскрытия матрицы. Он всегда больше чем толщина листа и не зависит от радиуса пуансона.

Чтобы определить естественный внутренний радиус, мы можем использовать следующую формулу: Ri = 5 x V /32
В случае V=8хS, мы можем сказать Ri=Sх1,25

Мягкий и легкодеформируемый металл допускает меньший внутренний радиус. Если радиус слишком маленький, материал может быть смят на внутренней стороне и растрескаться на внешней стороне гиба.

Совет:
Если вам нужен маленький внутренний радиус, гните на медленной скорости и поперек волокон.

Минимальная полка (В):
Во избежание проваливания полки в канавку матрицы, необходимо соблюдать следующую минимальную ширину полки:

Упругая деформация

Часть упруго деформированного материала "спружинит" обратно после того, как усилие гиба будет снято. На сколько градусов? Это уместный вопрос, потому что важен только реально полученный угол гиба, а не рассчитанный теоретически. Большинство материалов имеют достаточно постоянную упругую деформацию. Это означает, что материал той же толщины и с тем же пределом прочности спружинит на одинаковую величину при одинаковом угле гибки.

Упругая деформация зависит от:

угла гибки: чем меньше угол гибки, тем больше упругая деформация;
толщины материала: чем толще материал, тем меньше упругая деформация;
предела прочности на растяжение: чем выше предел прочности, тем, больше упругая деформация;
направления волокон: упругая деформация различна при гибке вдоль или поперек волокон.

Продемонстрируем сказанное выше для предела прочности, измеряемой при условии V=8хS:

Все производители гибочного инструмента учитывают упругую деформацию, когда предлагают инструмент для свободной гибки (например угол раскрытия 85° или 86 ° для свободных гибов от 90° до 180°).

Калибровка

Точный - но негибкий способ

При этом методе угол гиба определен усилием гиба и гибочным инструментом: материал зажат полностью между пуансоном и стенками V образной матрицы. Упругая деформация равняется нулю и различные свойства материала практически не влияют на угол гиба.

Грубо говоря, усилие калибровки в 3 -10 раз выше усилия свободной гибки.

Преимущества калибровки:

точность углов гиба, несмотря на разницу в толщине и свойствах материала
возможно выполнение всех специальных форм с помощью металлического инструмента
маленький внутренний радиус
большой внешний радиус
Z-образные профили
глубокие U-образные каналы
возможно выполнение всех специальных форм для толщины до 2 мм с помощью стальных пуансонов и матриц из полиуретана.
превосходные результаты на гибочных прессах, не имеющих точности, достаточной для свободной гибки.

Недостатки калибровки: