Металлообрабатывающая компания VT-METALL Гибкий подход – железное качество
Звоните, мы сейчас работаем:
  • Главная >
  • Блог >
  • Гибка толстого листового металла: выбираем способ и определяем усилие
19.09.2022
Гибка металла
250
Время чтения: 6 минут

Гибка толстого листового металла: выбираем способ и определяем усилие

Редакция сайта VT-Metall
Сохранить статью:

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Ключевые правила гибки металла
  • 2 технологии гибки толстого листового металла
  • Способ определения усилия для гибки толстого листового металла
  • Оборудование для гибки толстого листового металла
  • Этапы гибки толстого металла

Гибка толстого листового металла осуществляется на профессиональном оборудовании и после составления проекта необходимого изделия. Только при таких условиях можно гарантировать, что будут сохранены необходимые эксплуатационные характеристики, а заказчик не понесет незапланированных трат на приобретение металла или переделку брака.

Сама операция гибки может быть реализована несколькими способами. В нашей статье мы расскажем, как осуществляется данный тип металлообработки, каков порядок расчета технических параметров, а также из чего складывается алгоритм заказа и изготовления гибки металла.

Ключевые правила гибки металла

Гибка толстого листового металла должна выполняться при соблюдении определенных правил:

007.jpg

  • Для того чтобы на поверхности металлической заготовки не появились разрывы и трещины, минимальный радиус сгиба должен быть больше, чем толщина детали. В таком случае при возникновении риска образования дефектов можно сразу прекратить гибку и по возможности их устранить.
  • В бытовых условиях возможна гибка только тонколистовых металлических листов толщиной не более 0,3–1 см. При работе с более толстыми заготовками требуется профессиональное дорогостоящее оборудование.
  • Прежде чем приступить к гибке толстого листового металла, необходимо выполнить развертку будущей детали, учесть припуски, рассчитать необходимую длину рабочей поверхности. Последняя должна быть не более 4 м, в противном случае результат будет менее точным.
  • Лучше всего для гибки подходят пластичные сплавы, например, листовое железо или заготовки, содержащие в своем составе примеси углерода. Ознакомиться с марками пластичных сплавов можно в специальных таблицах.
  • При нагревании пластичность металлов повышается. В некоторых случаях требуемый угол изгиба можно получить только путем нагрева, без дополнительного механического воздействия. Кроме того, высокая температура при обработке минимизирует риск появления трещин на поверхности металлических заготовок.
  • Гибка выполняется различными инструментами: как ручными (например, тисками для зажима листового железа), так и автоматическими (специальными станками, осуществляющими раскрой заготовок). Последние позволяют учитывать припуски и получать детали высокого качества.

Гибка толстого листового металла осуществляется медленно, поскольку необходимо следить за состоянием поверхности листа, не допуская появления трещин и других дефектов.

2 технологии гибки толстого листового металла

Обработка металлических листов выполняется двумя основными способами:

  • Наиболее распространена «воздушная» (свободная) гибка. При этом способе обработки остается воздушный зазор между деталью и стенками матрицы V-образной формы.
  • «Калибровка», в процессе которой заготовка плотно прижимается к стенкам матрицы. Технология используется уже длительное время, в ряде случаев она является наиболее предпочтительной.

009.jpg

1. Воздушная (свободная) гибка.

Достоинство это вида гибки толстого листового металла заключается в пластичности, недостаток – в невысокой точности результата.

Листовая заготовка траверсом с пуансоном вдавливается на нужную глубину канавки матрицы по оси Y. Между заготовкой и стенками матрицы остается воздушный зазор. Угол гибки при этом способе зависит от положения оси Y, а не от формы применяемого инструмента.

Точность настройки современных прессов составляет до 0,01 мм на оси Y. Однако на угол гибки влияют и другие показатели, в том числе настройка хода опускания траверсы, толщина металла, предел прочности, устойчивость заготовки к деформации, состояние рабочего инструмента.

К плюсам свободной гибки толстого листового металла относятся:

  • высокая гибкость, позволяющая одним инструментом получить любой угол изгиба в пределах диапазона раскрытия V-образной матрицы (от 35° до 180°);
  • доступная стоимость оборудования;
  • меньшие усилия, прилагаемые для деформации заготовки, по сравнению с калибровкой;
  • выбор усилия в зависимости от угла раскрытия матрицы (чем он больше, тем меньшее усилие требуется);
  • небольшие вложения, так как достаточно пресса с меньшим усилием.
 

Средства, сэкономленные на приобретении гибочного пресса, можно вложить в дополнительное оборудование, к примеру, в покупку осей заднего упора или манипуляторов.

005.jpg

Минусы воздушной гибки листового металла заключаются:

  • в недостаточной точности углов при обработке тонколистовых металлов;
  • при разнице в качестве материалов заготовок результаты работы также будет различаться;
  • технология не подходит для совершения специфических гибочных операций.

Воздушная гибка оптимальна для обработки металлических листов толщиной более 1,25 мм. Для заготовок меньшей толщины подходит калибровка.

Минимальный внутренний радиус гибки должен быть больше толщины детали. Если толщина листа равна радиусу гибки, то обработку следует выполнять методом калибровки. При работе с мягкими, легко деформируемыми материалами (например, с медью) допускается толщина листа большая, чем радиус изгиба.

Для того чтобы увеличить радиус, необходимо пошагово перемещать задний упор. Если техническое задание предполагает не только определенный радиус изгиба, но также высокую точность и качество детали, то следует воспользоваться калибровкой на специальном оборудовании.

2. Калибровка.

Калибровка – высокоточный способ гибки листового металла. Его недостаток заключается в небольшой гибкости. Угол изгиба зависит от прилагаемого усилия, а также используемого инструмента. Заготовка располагается в V-образной матрице, плотно прижимаясь к ее стенкам. Упругая деформация при этом способе нулевая, характеристики металла не влияют на угол изгиба.

Для получения качественного результата усилие гиба необходимо точно рассчитать. Лучше всего опробовать силу гибки испытательным гидравлическим прессом на пробном коротком образце.

Способ определения усилия для гибки толстого листового металла

Прилагаемые в процессе гибки толстого листового металла усилия зависят от таких параметров, как пластичность материала и интенсивность его упрочнения при деформации. Также необходимо учитывать направление прокатки первоначальной заготовки. По окончании прокатки остаточное напряжение вдоль ее оси ниже, чем в противоположном направлении. Это значит, что гибка металла по направлению волокон снизит риск разрушения заготовки. Учитывая это, ребро изгиба должно быть расположено так, чтобы направление проката имело минимальный угол к металлическому листу заготовки.

004.jpg

Чтобы рассчитать усилие, необходимо определиться со способом обработки толстого листового металла. Заготовка может располагаться в матрице на фиксаторах (упорах), деформация будет либо свободной, либо с приложением усилия, при котором в конечном моменте гиба деталь упирается в поверхность матрицы. Свободная гибка – более простой способ изгибания заготовок, но при этом результат будет хуже, чем при гибке с калибровкой.

При незначительном упрочнении металла (например, при работе с алюминиевой заготовкой) используется следующая формула:

011.jpg

в которой σт – предел текучести металла до штамповки.

Интенсивность упрочнения детали зависит от угла изгиба (более 45°) и размеров поперечного сечения. В этом случае необходимо воспользоваться формулой:

012.jpg

в которой b – ширина заготовки.

Для расчета технологического усилия Р при одноугловой свободной гибке используется формула:

001.jpg

в которой Ɛ означает наибольшую деформацию сечения заготовки и определяется следующим образом:

002.jpg

где

α – угол гибки;

σb – предельное значение прочности металла.

При гибке с калибровкой усилие рассчитывается по формуле:

003.jpg

в которой Fпр – площадь проекции изгибаемой заготовки;

pпр – удельное усилие гибки с калибровкой. Этот параметр различается для разных металлов:

  • для алюминия он составляет от 30 до 60 МПа;
  • для малоуглеродистых сталей – от 75 до 110 МПа;
  • для среднеуглеродистых сталей – от 120 до 150 МПА;
  • для латуней – от 70 до 100 МПа.

006.jpg

Для правильного выбора оборудования для гибки толстого листового металла необходимо к полученным при расчетах значениям прибавить 25–30 %, а затем сравнить их с паспортными данными гибочных машин.

Оборудование для гибки толстого листового металла

Для гибки толстого листового металла используют различные виды оборудования. Самые простые станки подходят для производства уголков и швеллеров. На промышленных предприятиях пользуются прессами:

  • Ротационными, в которых листовой металл изгибается, проходя между специальными валиками. Станки могут быть мобильными и стационарными. Подходят для производства небольшого тиража крупногабаритных деталей.
  • Поворотными, в которых гибка осуществляется за счет гибочных балок и плит. В нижней части станка находится стационарная плита, в верхней – поворотная. Оборудование используется для работы с небольшими, простыми по форме изделиями из листового металла.
  • Обыкновенными гидравлическими или пневматическими, в которых заготовка изгибается, располагаясь между матрицей и пуансоном. Станки подходят для изготовления как крупных, так и мелких партий деталей, для гибки толстого листового металла. Большинство предприятий использует гидравлические листогибочные прессы.

Самым современным считается ротационное оборудование для обработки толстого листового металла. Благодаря ЧПУ и автоматическому режиму работы оператору не нужно вручную рассчитывать оптимальное усилие гиба.

В автоматическом режиме работают также станочные аппараты с поворотной балкой. Оператор располагает в станке один оцинкованный или обычный металлический лист, который затем изгибается в соответствии с заданными параметрами. Такими станками оснащают небольшие металлообрабатывающие предприятия.

Этапы гибки толстого металла

До начала гибки толстого листового металла в несколько этапов разрабатывают технологические процессы:

  • анализируют конструкцию детали;
  • рассчитывают необходимое усилие и работу;
  • выбирают типоразмер необходимого гибочного оборудования;
  • готовят чертежи исходной заготовки;
  • рассчитывают переходы деформации;
  • оформляют проект технологической оснастки.

Гибка толстого листового металла: выбираем способ и определяем усилие

Перед тем как приступить к гибке толстого листового металла необходимо изучить материал заготовки, определить, соответствует ли он требованиям заказчика. Для того чтобы понять, возможна ли штамповка по заданным параметрам, необходимо обратить внимание на:

  • пластичность материала, т. е. его способность изгибаться, не разрушаясь, под нужные параметры (для малопластичных металлов и сплавов используют термическую обработку и/или несколько переходов);
  • возможность изгибания детали на требуемый угол, радиус гиба, при которых в месте деформации не появляются трещины;
  • вероятность деформирования сложных по форме деталей при большом давлении.

При невозможности гибки представленного металла в соответствии с требованиями заказчика исполнитель предлагает ему несколько вариантов решения проблемы:

  • подобрать металл или сплав с большей пластичностью;
  • предварительно термически обработать заготовку;
  • нагреть деталь до требуемой температуры.

До начала гибки толстого листового металла необходимо рассчитать следующие параметры: угол гиба, радиус сгибания, угол пружинения.

При расчете радиуса гибки учитывают пластичность металла, соотношение размера и скорости деформации. Чем тоньше заготовка, тем меньший радиус должен быть.

Коэффициент уменьшения толщины металла показывает, насколько тоньше станет деталь после окончания гибки. Если этот показатель окажется недопустимым, то необходимо использовать более толстую заготовку.

На минимальный радиус гибки влияют пластичность металла, его толщина, расположение волокон проката.

При обработке изделия из металла с небольшим радиусом гиба может деформироваться верхний слой металлических волокон, что отрицательно скажется на качестве готовой детали.

Поэтому для расчета минимального радиуса гиба необходимо использовать показатели максимальной деформации крайних элементов заготовки, учитывая относительное сужение металла, подвергаемого обработке.

Чтобы рассчитать пружинение, необходимо определить фактические углы пружинения с учетом усилия, прилагаемого для гибки толстого листового металла.

На силовые параметры влияют пластичность металла и интенсивность его упрочнения в процессе обработки. После завершения гибки физические свойства металла изменяются в зависимости от направления гибки.

Чтобы снизить риск появления трещин, заготовку следует изгибать вдоль волокон металлического проката.

Для более точного расчета силовых показателей необходимо учитывать способ гибки толстого листового металла:

  • путем гибки металлического листа, расположенного между фиксаторами;
  • с приложением усилия, когда в конце гибки заготовка упирается в поверхность матрицы.

Первая технология подходит для изготовления простых деталей, не требует серьезных энергозатрат, отличается простотой выполнения. Вторая – оптимальна для производства сложных изделий.

Гибка толстого листового металла возможна для любых сплавов, в том числе, с легирующими примесями в составе. Технологию невозможно использовать только в работе с хрупкими материалами, склонными к деформации.

Несмотря на достаточную сложность процедуры, технология помогает получить изделия нужной формы без деформаций, возникающих, к примеру, при сварке. Чтобы результат имел высокое качество, важно найти опытных специалистов, которые предварительно рассчитают необходимые параметры гибки, а затем выполнят и саму процедуру.

Читайте также
Получить бесплатный чертеж

Получить бесплатный чертеж

Скачать прайс

Скачать прайс

Пересчет проекта

Пересчет проекта

Позвонить бесплатно

Позвонить бесплатно

Скачать прайс

Скачать
прайс

Написать WhatsApp

Написать WhatsApp

Яндекс.Метрика