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 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.
Такая технологическая операция, как гибка листового металла, позволяет при минимальных физических усилиях сформировать заготовку требуемой конфигурации.
Альтернативой гибки металлического проката является сварочный процесс, однако в этом случае он занимает гораздо больше времени, да и в финансовом плане стоит несколько дороже.
Гибка листового металла может быть произведена ручным или автоматическим способом, однако и в том, и в другом случае технология самого процесса остается неизменной.
В том случае, когда осуществляется гибка проката, который имеет большой радиус, как правило, нейтральный слой располагается в средней части толщины.
В свою очередь, если взят минимальный радиус, то вышеупомянутый слой уже смещается непосредственно в сторону области сжатия материала.
На промышленных производствах технология гибки листового металла осуществляется при помощи специального оборудования, при этом производится предварительный расчет и учитывается соответствующий ГОСТ.
Технология гибки проката своими руками имеет свои особенности, притом, что также должен быть произведен необходимый расчет и взят во внимание ГОСТ.
В этом случае используется специальное приспособление, а чтобы изменить конфигурацию металлического листа, необходимо приложить определенные усилия и обязательно взять во внимание расчет.
Для изменения формы металлического проката можно использовать несколько различных методик.
Очень часто в этом случае используют сварку, однако такое тепловое воздействие на металл не только сильно влияет на его структуру, но и значительно снижает показатели его прочности, а соответственно, и уменьшает срок службы.
В этом случае изменить форму листового металла можно за счет определенного усилия, при котором в заготовке не происходят структурные изменения.
Особенности гибки металлического проката заключаются в том, что при выполнении этой слесарной операции происходит растяжение наружных слоев материала и соответственно сжатие внутренних.
Технология гибки любого листового металла заключается в том, что часть проката перегибается по отношению к другой на строго определенный угол.
Получить величину заданного угла перегиба позволяет расчет.
Конечно, за счет прилагаемого усилия сам металл определенным образом подвергается деформации, которая имеет допустимый предел, который согласно ГОСТ зависит от таких параметров, как толщина материала, величина угла изгиба, а также хрупкости и скорости проведения операции.
Данная технологическая операция проводится на специальном оборудовании, которое дает возможность получить в итоге изделие без каких-либо дефектов.
В условиях, когда работа выполняется своими руками, для гибки металла используется специальное приспособление.
И в том, и в другом случае необходимо обязательно учитывать то, что если изделие будет согнуто с нарушениями, то на поверхности материала образуются микротрещины, которые впоследствии станут причиной ослабления металла непосредственно в месте изгиба, что может привести к серьезным последствиям.
Современные возможности позволяют проводить изгиб проката самой разной толщины, при этом создаваемое напряжение должно превышать такой параметр, как предел упругости.
В любом случае, деформация листового металла должна носить пластический характер.
Следует отметить, что получаемая таким образом бесшовная конструкция, будет иметь высокую прочность и обладать определенной устойчивость к воздействию коррозии.
Виды и типы гибки
Любая гибка металла может быть произведена как своими руками, так и с использованием специального профессионального оборудования, предназначенного для этих целей.
Следует отметить, что при выполнении данной технологической операции своими руками придется затратить определенные физические усилия и время.
В этом случае гибка осуществляется при помощи плоскогубцев и молотка, в некоторых отдельных случаях используется специальное приспособление.
Следует отметить, что изгибание своими руками тонкого металлического листа, а также алюминия осуществляется с использованием киянки.
На промышленных предприятиях этот процесс стараются всячески автоматизировать и используют непосредственно для гибки вальцы ручного или гидравлического типов, а также специальные роликовые агрегаты.
К примеру, чтобы придать изделию цилиндрическую форму, изгиб металла осуществляют при помощи вальцев. Таким образом получают трубы, дымоходы, желоба и многое другое.
Наиболее часто на промышленных предприятиях гибка металла производится на специальных листогибочных прессах.
В зависимости от функциональных возможностей такие прессы могут иметь различное устройство и, соответственно, размеры.
Следует отметить, что современное оборудование позволяет выполнять высокотехнологичные операции с металлом.
Так, новые промышленные станки дают возможность за один рабочий цикл произвести одновременно загиб листа по нескольким линиям, что дает возможность выпускать детали любой сложности.
Как правило, такое оборудование достаточно легко эксплуатировать.
Перенастроить его на работу с другим материалом можно достаточно быстро.
Данная операция требует особого внимания при необходимости выполнить изгиб листового алюминия.
Связано это, прежде всего, с тем, что у листового алюминия параметры прочности и упругости имеют несколько отличные величины от других типов металлов.
Самостоятельная гибка
Каждый металл имеет свой ГОСТ, который следует обязательно учитывать, когда проводится расчет, при котором получается минимальный радиус изгиба листа.
Расчет, в котором указаны параметры, всегда индивидуален. Особенности гибки металлического листа учитывают не только минимальный радиус изгиба, но и коэффициент упругости, а также прочностные характеристики.
Гибка металлического листа позволяет получить профиля с различной конфигурацией, сборные перегородки, откосы, а также многие другие изделия.
Перед тем как перейти к гибке металла, необходимо сделать соответствующий расчет в соответствии с ГОСТ и определить минимальный радиус линии изгиба.
Также обязательно определяется и длина изгибаемой полосы, при этом необходимо сделать минимальный припуск непосредственно на каждую линию изгиба.
Сам листовой металл из алюминия, нержавейки и пр. следует при необходимости выровнять и разрезать в соответствии с чертежом. Резка своими руками, как правило, осуществляется ножницам по соответствующей технологии. если не приложить усилия, то ничего не получится.
Металлическая заготовка прочно зажимается в тисках подходящих размеров по начерченной линии изгиба, после чего при помощи увесистого молотка производится первый загиб.
После этого осуществляется разметка лапок скобы и в тисках при помощи молотка обе лапки отгибаются в заданном направлении.
По окончанию выполнения работ при помощи угольника необходимо убедиться в том, что заготовка соответствует всем заданным параметрам.
Если есть некоторые расхождения с предварительными расчетами, то их следует исправить в той же последовательности.
Более подробно о том, как своими руками осуществляется гибка металлических листов при помощи тисков и молотка, рассказано на видео, которое размещено ниже.
Порядок резки металла
Как правило, перед тем как производить изгиб металлических заготовок, им придают форму, заданную чертежом, что позволяет упростить работу и получить более точный радиус загиба.
Резка металлического листа представляет собой отдельную техническую операцию, которая производится по своей технологии.
В большинстве случаев резка заготовок из металла осуществляется при помощи листовых ножниц, которые носят название гильотина.
Такие станки, как правило, устанавливаются на предприятиях и позволяют быстро выполнить необходимую работу, учитывая при этом радиус изгиба и плотность материала.
В домашних условиях резка металла осуществляется при помощи специальных слесарных ножниц.
Стоит отметить, что ручными ножницами выполняется резка металла с минимальной толщиной.
Для более толстого металла следует использовать стуловые или кровельные типы ножниц.
Резка металла в домашних условиях при необходимости может быть произведена и при помощи ножовки.
В этом случае придется затратить определенные физические усилия и следить за качеством получаемого среза.
Если резка металла выполняется ножовкой, то при выполнении работы следует контролировать натяжение полотна, так как от этого во многом зависит ровность разреза.
О том, как своими руками разрезать металлический лист, рассказано на видео, которое размещено ниже.
Гибка металла является технологической операцией, без которой практически не может обойтись ни одна работа с металлом. При этом виде обработки получаются надежные и прочные детали, которые отличаются солидным внешним видом и высокой точностью.
Процесс сгибания металла
Волокна металла при сгибании одновременно испытывают растяжение и сжатие. Для того чтобы деформация пластическая не перешла в разрывную, необходимо тщательно находить усилия и радиусы загибов. Например, на металле появятся трещины или он изогнется на внутренней стороне загиба, если радиус загиба выбрать меньше толщины заготовки.
При сгибании металлов плоской формы получается объемное изделие без различных швов и соединений. Наша компания предлагает в Москве изготовление самых непростых изделий, которым необходимо автоматическое сгибание листового железа.
Нынешние листогибочные прессы, которые управляются электроникой, могут обеспечить изготовление сложнейших деталей из листа всяких сплавов, владеющих достаточными пластическими качествами, для осуществления холодной деформации без порчи материла.
Детали, изготовленные методом сгибания металла, обладают:
- высокой степенью надежности;
- долговечностью.
Стоимость гибки металла недорогая. Если стальной пруток имеет диаметр больше 10 миллиметров, заготовки из него гнуть не стоит. Для этой операции лучше брать стальные листы толщиной до 5 миллиметров, полосовую сталь – до 7. Гнуть листовой металл легче при его предварительном подогреве. Если нет такой возможности, то в зоне сгиба на внешнюю поверхность необходимо нанести поперечные риски.
Наша компания предоставляет услуги на выполнение работы по гибки металла. Обработка листового металла на листогибочном прессе давлением дает возможность получать достаточно развитые конструкции, которые отличаются:
- прочностью;
- стабильностью;
- хорошим внешним видом.
Гибка металла в слесарных тисках
Сталь полосовая наиболее удобно гнется в слесарных тисках. Для этого надо заготовку установить так, чтобы та сторона, на которой риска нанесена в месте загиба, была направлена к недвижимой губке тисков. Над губкой риска должна выступать приблизительно на 0,5 миллиметров.
При необходимости загнуть полосу стальную под острым углом, надо использовать оправку, соответствующую нужному углу загиба. Зажимают ее вместе с заготовкой в тисках, полосу располагают к ней высокой стороной, и загибают ударами молотка.
Чтобы произвести скобу из полосовой стали, необходимо воспользоваться бруском-оправкой, толщина которого равна проему скобы. Его вместе с полосой зажимают в тисках, нанося молотком легкие удары, загибают одну сторону скобы. Потом внутрь скобы вложить брусок, зажать в тисках, тоже проделать со второй стороной.
Для крепления металлических стержней и труб всевозможного назначения нередко применяется хомут из полосовой стали. Его изготавливают в тисках. Для этого зажимают в тисках круглую оправку требуемого диаметра, с помощью двух плоскогубцев на ней загибают полоску стали желательной длины и ширины.
Дальше в тисках зажимают отогнутые концы хомута, придавая ему конечную форму. Для того, чтобы не оставлять на хомуте царапин, вмятин, надо молотком бить не по нему, а через медную пластину незначительной толщины.
Полосовая гибка нередко используется при объединении элементов из металла, которые называются гибочными соединениями. Оно может:
- усиливать резьбовое соединение;
- быть стопорной шайбой либо шплинтом в соединении гайка-болт.
Наша компания производит на заказ различные операции по обрабатыванию металла, которые позволяют изготавливать всевозможные объемные детали из листового железа, так нужные в наше время для производства и строительства. Цена на услуги предоставляемые нами вполне доступная.
