Гибка и гнутье листового металла различными способами и устройствами

Технология гибки металлов и сплавов

Гибка – одна из распространённых операций деформирования металлов. В зависимости от сложности контуров гиба и толщины заготовки, её производят и в холодном, и в горячем состояниях, с применением ручного и механизированного инструмента.

Листогиб Metal Master LBM Изготавление колпака (дефлюгера)

Виды гибки

Гибка определяется как процесс обработки металлов давлением, в результате которого изменяется продольная ось деформируемой заготовки. Различают следующие варианты реализации гибки:

Все эти разновидности могут выполняться следующими способами:

  • Свободной гибкой, при которой центр симметрии заготовки не фиксируется, а сама гибка металла происходит путём нажима рабочего инструмента – пуансона на поверхность изгибаемой заготовки. Конфигурация деформированной заготовки зависит от формы пуансона;
  • Гибка калибрующим ударом, при которой заготовка укладывается в матрицу. Конфигурация матрицы и определяет конечную форму заготовки;
  • В роликовых матрицах, когда поворачивающиеся части рабочего инструмента постепенно формируют ось изогнутой заготовки.

Характерная особенность гибки – резко различное положение сетки макроструктуры в зависимости от направления гибки. Поэтому для мало- и среднепластичных металлов и сплавов направление волокон существенно важно: при совпадении такого направления с направлением перемещения оси деформируемой заготовки разрушение её в ходе штамповки маловероятно. В противном случае происходит расслаивание частиц в некоторых объёмах заготовки; в таких ситуациях гибка металла считается неисправимым браком.

Параметры гибки и их определение

Для выяснения принципиальной возможности гибки заготовки из конкретного металла или сплава требуется знать:

  • Величину предельного радиуса гиба, и сравнения его с фактической толщиной деформируемой заготовки.
  • Направление волокон прокатки.
  • Исходное значение предела текучести металла.
  • Допускаемые отклонения формы готового изделия после гибки.

Указанные исходные данные необходимы в случае гибки тонколистовых заготовок. Для гибки труб, а также некоторых видов профильного проката – круга, шестигранника, уголка и пр. – необходимо знать также допустимую относительную деформацию профиля после гибки.

Гибка металлов не относится к числу энергоёмких операций штамповки. Усилие процесса невелико, поэтому основным критерием для выбора деформирующего оборудования являются длина рабочей зоны обработки, и скорость перемещения деформирующего инструмента. Во многих случаях тонколистовая гибка заготовок возможна даже на ручных станках – профилегибах, трубогибах и т.д.

Из-за специфики деформирования металла во время его гибки процесс лучше проходит на оборудовании, которое имеет пониженное число ходов. Поэтому механическим кривошипным прессам часто предпочитают гидравлические. В частности, профилирование – разновидность полностью автоматизированного процесса неглубокой гибки.

Дефекты и трудности при гибке

Гибка малопластичных сталей (в частности, содержащих более 0,5% С) усложняется, главным образом, из-за явления пружинения – несоответствия конфигурации готовой детали требованиям чертежа. Пружинение – основная проблема при разработке технологического процесса гибки.

Суть явления состоит в упругом последействии материала после снятия рабочей нагрузки. В результате форма заготовки искажается (в некоторых случаях фактический угол пружинения может доходить до 12…15 0 , что впоследствии резко сказывается на точности сопряжения гнутой детали со смежной).

Пружинение ликвидируют или уменьшают использованием следующих технологических приёмов:

  • Компенсацией угла пружинения соответствующим изменением параметров рабочей части пуансона и матрицы. Метод эффективен, если точно известна марка металла/сплава или его прочностные характеристики, в частности, предел временного сопротивления. В особо ответственных ситуациях потребуется проведение технологических проб на загиб. Если, например, угол пружинения составляет 12 0 , то рабочую кромку пуансона увеличивают на такой же угол.
  • Изменением рабочего профиля матрицы, в результате чего гибка металлов по всей длине зоны деформирования должна постоянно происходить при контакте с активным рабочим инструментом. Для этого в матрице выполняют технологические поднутрения или выемки, если это возможно.
  • Повышением пластичности металла, для чего его перед штамповкой подвергают отжигу. Для высокоуглеродистых сталей температуру отжига обычно устанавливают в пределах 570…600 0 С, а для низкоуглеродистых 180…200 0 С.
  • Проведением гибки в горячем состоянии, когда пластические характеристики металла заведомо лучше. Правда, при этом в технологический процесс вводится дополнительная операция очистки поверхности детали, а рабочую поверхность матрицы после каждого хода пуансона необходимо очищать от частиц окалины.

Оборудование для гибки

В производственных условиях гибку ведут на так называемых листогибочных прессах серии И13. Они могут изготавливаться с механическим или гидравлическим приводом. Механические двухкривошипные прессы состоят из следующих узлов:

  • Сварной двухстоечной станины;
  • Электродвигателя;
  • Клиноременной передачи;
  • Пневмофрикционной системы управления прессом, которая включает в себя сблокированные муфту и тормоз (ввиду относительно небольшого крутящего момента муфта и тормоз часто выполняются однодисковыми);
  • Промежуточного вала, на котором размещается понижающая зубчатая передача;
  • Главного вала, к которому присоединяется основной исполнительный механизм кривошипно-шатунного типа (число шатунов – обычно два);
  • Ползуна, к которому в нижней его части крепится активный рабочий инструмент – пуансон (их может быть несколько) и направляющая плита со втулками.
  • Стола, к которому крепится неподвижная часть штампового блока с матрицами, направляющими колонками и устройствами фиксации заготовки в штампе.
  • Системы смазки и блока управления листогибочным прессом.

Листогибочные прессы с гидроприводом (серия И14__) конструктивно мало отличаются от кривошипных, за исключением того, что привод ползуна осуществляется от гидростанции, а сам ползун имеет плунжерное направление. Гибочные прессы с гидроприводом могут обеспечивать изменение скорости перемещения ползуна – от увеличенной на стадии холостого хода, до сниженной в момент начала операции деформирования. Это способствует снижению брака при гибке малопластичных сталей и сплавов.

Гибка профилей

Станок профилегибочный ручной

Станок профилегибочный ручной

Ввиду того, что данные профили имеют повышенное значение момента сопротивления, традиционные способы гибки тут неприемлемы. Поэтому для гибки используют преимущественно машины ротационного действия. По сравнению с листогибочным оборудованием они имеют то преимущество, что приложение усилия происходит не одновременно по всей поверхности заготовки, а последовательно. В результате усилие гибки снижается, а требуемый для выбора электродвигателя крутящий момент снижается.

Для небольших заготовок ротационные машины вообще могут иметь ручной привод. Поскольку гибка выполняется по последовательной схеме, то одновременно с деформацией может производиться и правка изделия, что способствует снятию внутренних напряжений в материале.

Правильно-гибочные машины различают по количеству рабочих валков – их может быть три или четыре. Валки могут устанавливаться по симметричной или асимметричной схеме. Регулировка параметров гибки заготовок производится соответствующим изменением положения оси приводного валка, а также изменением их диаметров и профиля рабочей части.

Валы профилегибочного станка

Валы профилегибочного станка

Несмотря на некоторые сложности автоматизации процесса валковые машины конструктивно очень просты и неэнергоёмки. Для них не требуется также изготовление специализированного инструмента — штампов.

По подобному принципу изготавливаются также и станки для гибки труб. Принципиальным отличием здесь является наличие узла оправки, которая размещается в деформируемой трубе, и препятствует искажению профиля заготовки в процессе её гибки.

Гибка и гнутье листового металла

Гнутье листового металла

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.

Принципы гибки металла

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.

Типы гибки металлических изделий

Воздушная гибка металла

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:

Виды оборудования для сгибания металла

  • Ротационные, гнущие металл с помощью перемещения между специальными валиками. Подходят для изготовления крупногабаритных изделий небольшими сериями.
  • Поворотные прессы сгибают пластины с помощью гибочных балок и двух плит. Стационарная плита располагается внизу, а наверху находится поворотная плита. Оптимальный вариант для обработки изделий из листового металла с простым рельефом и маленькими габаритами.
  • Стандартные прессы пневматические или гидравлические применяются для массовых или мелкосерийных изделий из нержавейки или другого металла. Сгибка производится между пуансоном и матрицей. За счет этого можно обрабатывать даже утолщенные изделия. При этом следует отметить, что гидравлические прессы применяются чаще, чем на пневматике, за счет более простой эксплуатации и стоимости.

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

Ручная гибка металла

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:

Самодельный станок для гибки металла

  1. Делается основа из металла, подойдет двутавровый профиль.
  2. Крепится кверху балки уголок с помощью болтов.
  3. Сварочным аппаратом под уголок привариваются три петли.
  4. Сгинаем алюминиевый лист поворотом уголка.
  5. Плотное прижатие металла обеспечивают две струбцины.
  6. Уголок необязательно убирать, можно приподнимать его. Кладете изделие промеж профиля и уголка. Затем по краю выравнивается металлический лист.

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.

Читайте также:  Биотуалет для дачи без запаха

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

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

Технология гибки листового металла

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

  1. Одноугловая (называемая иногда V-образной гибкой).
  2. Двухугловая или П-образная гибка.
  3. Многоугловая гибка.
  4. 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.

Вертикальный листогибочный пресс

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

Гибка листового металла на станке

Разработка проводится в следующей последовательности:

  1. Анализируется конструкция детали.
  2. Рассчитывается усилие и работа процесса.
  3. Подбирается типоразмер производственного оборудования.
  4. Разрабатывается чертеж исходной заготовки.
  5. Рассчитываются переходы деформирования.
  6. 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 rmin 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 rmin 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

Показатели для малоуглеродистых листовых сталей

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

Определение минимального радиуса гибки

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

Данные по фактическим углам пружинения β

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 σт — 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;

σв — значение предела материала на прочность.

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

где Fпр — площадь проекции заготовки, подвергаемой изгибу;

pпр — 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.

Гибка металла. Способы, инструмент для гибки металла

Процессом гибки называют слесарную операцию, с помощью которой заготовка из металла при деформации принимает требуемую пространственную форму. В практике слесарного дела слесарю часто приходится изгибать заготовки из листового, полосового и круглого материала под углом, с определенным радиусом, выгибать разной формы кривые (угольники, петли, скобы и т.д). Для выполнения данной работы необходимо предварительно определить длину развернутой заготовки.

Когда толщина заготовки превышает 4 мм применяют горячую гибку.

В процессе гибки металл подвергается одновременному воздействию растягивающих и сжимающих усилий. На наружной стороне детали в месте изгиба волокна металла растягиваются и длина их увеличивается; на внутренней же, наоборот, волокна сжимаются и длина их укорачивается. И только нейтральный слой, или, как принято называть, нейтральная линия, в момент сгиба, полагают, не испытывает ни сжатия, ни растяжения, и поэтому длина нейтральной линии после изгиба детали не изменяется.

При гибке металла приходится преодолевать силы упругости заготовки из металла.

Упругостью называется свойство заготовки из металла, благодаря которому деталь восстанавливает после снятия нагрузки свои первоначальные форму и размеры. При нормальных температурах, ограниченных скоростью и продолжительностью деформации, деталь с достаточной точностью можно считать

упругой до тех пор, пока возникающие в ней напряжения и деформации не превзошли определенного значения предела упругости. Поэтому согнутая на определенный угол деталь после снятия напряжения стремится, как пружина, расправиться, т.е. угол загиба всегда несколько увеличивается, а деталь немного выпрямляется. Поэтому при изготовлении деталей гибкой следует учитывать пружинящие свойства металла.

Пластичностью называется способность материала сохранять полностью или частично деформацию, получившуюся под действием приложенных сил и по прекращении действия этих сил. В зависимости от соотношения величин остаточной и упругой деформаций, получаемых перед наступлением разрушения, материал можно считать пластичным или хрупким. Однако пластичность и хрупкость не могут быть отнесены только к свойству материала. Один и тот же материал в зависимости от характера напряженного состояния, температуры и скорости деформирования может проявляться как пластичный или как хрупкий.

Различают следующие стадии пластических деформаций:

  • а) начало текучести — пластические деформации одного порядка с упругими;
  • б) пластическое состояние при малых деформациях — пластические деформации велики по сравнению с упругими, но малы по сравнению с первоначальными изменениями размеров или формы детали;
  • в) пластическое состояние при больших деформациях (технологические пластические деформации) — размеры или формы детали меняются значительно.

Гибка сопровождается упругими и пластическими деформациями, что вызывает искажения первоначальной формы поперечного сечения заготовки, и уменьшением ее площади (утяжка) в зоне изгиба (рис. 1).

Искажение формы заготовки при изгибе

Рис. 1. Искажение формы заготовки при изгибе: а — круглого сечения; б — прямоугольного сечения; в — утяжка

Кроме того, возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Напряжения внешних волокон при относительно малом r в этих волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины). Эти дефекты тем вероятнее, чем меньше радиус закругления и чем больше угол загиба. Чтобы исключить появление дефектов, необходимо выдержать минимальный радиус гибки.

Читайте также:  Гараж для авто из поликарбоната: фото, видео постройки своими руками на даче

Минимальный радиус гибки приближенно определяется по формуле: r=S·k, где r — радиус гибки, k — коэффициент, зависящий от материала и направления проката, S — толщина материала. При гибке поперек волокон для меди, цинка, латуни и алюминия k=0,25–0,3, для стали мягкой — k=0,5 и для стали средней твердости — k=0,8. При гибке вдоль волокон для меди, цинка, латуни и алюминия k= 0,4–0,45, для стали мягкой — k=1,2 и для стали средней твердости — k=1,5. Зачисткой кромок перед гибкой можно снизить k в 1,5, а иногда и в 2 раза.

Длина заготовки L при гибке определяется суммой длин прямых участков и длин нейтральных осей изогнутых участков, например, L= l1+ l2+ l (рис. 2).

где φ — угол дуги f в градусах (φ=180° – β ); x — расстояние от внутренней плоскости до нейтральной оси в мм.

Схема составляющих длины согнутой полосы

Рис. 2. Схема составляющих длины согнутой полосы

При относительно малом r растяжение материала в наружных волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины).

1. Основные приемы гибки деталей из полосы

При гибке деталей вручную необходимо учитывать, что в зависимости от свойств материала, толщины и размеров заготовки из полосы необходимо прикладывать различные усилия для выполнения работы. Поэтому необходимо учитывать, что:

  • при гибке деталей из тонкого листового пластичного материала, толщиной 0,2 мм и менее, на поверхности деталей могут оставаться следы от ударов молотком, поэтому целесообразно при гибке использовать подкладки из деревянных брусков, отрезков стальной полосы или бруска и т.п., в некоторых случаях эта работа может быть выполнена без молотка, а обжатием заготовки вручную с использованием подкладок;
  • при гибке деталей из тонкого листового пластичного материала, толщиной 0,2–0,5 мм, применяют легкие молотки, подкладки из цветного металла, из отрезков стальной полосы или бруска и т.п.;
  • для деталей из листового материала, толщиной 3,0 мм и более, для предварительной гибки применяют более тяжелые молотки (кувалды — для материала толщиной 8 мм и более), а более легкие молотки для окончательной гибки и правки деталей после гибки;
  • при ручной гибке в зависимости от усилий, которые прилагают для гибки заготовок, выбирают менее или более тяжелые тиски;
  • при ручной гибке с увеличением толщины металла возрастают усилия, с которыми необходимо зажимать заготовку в тисках. В результате на поверхности заготовок каленые губки тисков оставляют следы рифления накладок губок, что портит внешний вид деталей. Поэтому при закреплении заготовок в тисках используют подкладки из цветного металла, мягкой стали и т.п.;
  • при ручной гибке симметричных деталей возможно смещение оси симметрии по длине заготовки, поэтому целесообразно по концам заготовки симметрично оставить припуск, который удаляют по окончании гибки;
  • при гибке коротких полок (например, у хомутиков из материала толщиной 4–6 мм), которые меньше ширины бойка молотка, целесообразно по концам заготовки симметрично оставить припуск, который удаляют по окончании гибки.

Гибку деталей выполняют по образцу готовой детали, либо по образцу-макету, который более удобен для работы.

Для выполнения макета рабочий вычерчивает на листе бумаги или на листе металла (чертилкой) профиль детали в натуральную величину, который нужно будет согнуть. Затем из проволоки или тонкой полосы при помощи плоскогубцев по рисунку сгибают контур профиля детали (с учетом радиусов и углов наклона плоскостей).

Для гибки детали подбирают оправки с минимальным радиусом гибки и с радиусами, которыми должны соединяться прямолинейные участки детали.

На заготовке детали чертилкой размечают линии, по которым будут производить гибку.

При выполнении гибки полок заготовку 1 (рис. 3, а) зажимают в тиски между двумя оправками 2 и 3 так, чтобы линия гибки была обращена в сторону загиба, на уровне верхней кромки оправки 3. Молотком ударяют по верхней полке детали 1. Ударять молотком нужно равномерно всей поверхностью бойка.

Гибка заготовки детали в тисках

Рис. 3. Гибка заготовки детали в тисках: а — под углом; б — по радиусу

Угол наклона полки проверяют, прикладывая шаблон к вертикальной грани детали 1. Грань оправки 3, на которой производится гибка заготовки, должна быть запилена по радиусу больше критического для данной толщины заготовки.

При выполнении гибки по радиусу заготовку 1 (рис. 3, б) зажимают в тиски между губкой и оправкой 2 так, чтобы линия гибки была обращена в сторону загиба и выступала над образующей оправки 2 на величину А мм, если необходимо, чтобы полки были равной длины.

где r — радиус оправки.

Направление ударов молотком показано стрелками.

Для гибки заготовок из листового материала применяются ручные листогибочные машины и машины с механическим приводом. Принцип работы заключается в том, что на столе машины прижимом закрепляется заготовка, которая выставляется местом изгиба относительно прижима. Затем поворотная траверса приводится в движение, поворачивается на установленный угол и тем самым изгибает на нужный угол заготовку. Машина имеет оснастку, которая позволяет гнуть различные профили.

2. Основные приемы гибки деталей из труб

Гибку деталей из труб производят в холодном и горячем состояниях ручным и механизированным способами, с наполнителями и без наполнителей.

Наполнители применяют для исключения образования складок и сплющивания стенок труб. В качестве наполнителей используется просушенный мелкий песок или синтетические гранулы.

Для каждой трубы в зависимости от ее диаметра и материала установлен минимально допустимый радиус гибки. При меньшем радиусе гибка недопустима (табл. 1).

Таблица 1. Значения минимально допустимых радиусов гибки труб в холодном состоянии, мм

При гибке в холодном состоянии труб диаметром до 25 мм применяются ручные приспособления.

На рис. 4, а показан ручной станок, предназначенный для гибки труб диаметром от 12 до 20 мм. Станок имеет ось 1 и опорную плиту 2, с помощью которых он крепится болтами к верстаку. Рабочими органами станка являются неподвижный ролик 4 с хомутиком 5, укрепленный на оси 1, и подвижный ролик 3, закрепленный на скобе 6 с рукояткой 7. Изгибаемую трубу концом закладывают в хомутик между роликами, затем вращают скобу с подвижным роликом вокруг оси неподвижного ролика до получения требуемого изгиба, после чего возвращают скобу в исходное положение и вынимают трубу.

Гибка на ручных приспособлениях

Рис. 4. Гибка на ручных приспособлениях

Для гибки медных трубок разных диаметров при сборке машин применяют многоручьевой трубогиб (5.66, б). В этом случае трубку пропускают между роликами 1 и 2 до соприкосновения с упором, затем при повороте вилки 3 подвижный ролик 2 обкатывается вокруг неподвижного, изгибая трубку по радиусу, равному радиусу ролика 1.

С помощью ручного рычажного трубогиба (5.66, в) можно изгибать стальные газовые трубы диаметром 1/2 , 3/4 и 1» в холодном состоянии без наполнителя.

Для ручной гибки стальных труб диаметром до 50 мм на угол 180° без наполнителя в холодном состоянии может использоваться специальная головка с ручным приводом.

3. Изготовление цилиндрических пружин

По своему назначению цилиндрические пружины делятся на работающие на растяжение, на сжатие и на скручивание (рис. 5).

У пружин, работающих на сжатие (рис. 5, а), витки расположены на некотором расстоянии друг от друга, шаг — t; концы пружин прижимают к смежным виткам. Основными размерами являются: внутренний диаметр — Dвн, наружный диаметр — Dнар; шаг навивки — t; диаметр проволоки — d; длина пружины — L.

Цилиндрические пружины

Рис. 5. Цилиндрические пружины: а — сжатия; б — растяжения; в — скручивания

У пружин, работающих на растяжение (рис. 5, б) витки плотно прилегают один к другому, последние витки отгибают на 90° и загибают в виде полуколец и колец. Основными размерами являются: наружный диаметр — D; диаметр проволоки — d; радиус проушины — r; ширина зацепа — b; длина навивки пружины — L1; полная длина пружины — L2.

У пружин, работающих на скручивание (рис. 5, в), витки плотно прилегают один к другому, на концах имеются зацепы, которые воспринимают закручивающую нагрузку и закручивают пружину в целом. Основные размеры пружин, работающих на скручивание, такие же как у пружин, работающих на растяжение.

Для расчета длины заготовки, потребной для изготовления пружины, необходимо знать средний диаметр пружины D0, который равен:

Длину заготовки f пружины (без учета колец или зацепов на концах) определяют по следующей формуле:

f=πDn , где n — число витков пружины.

При подсчете витков пружины учитываются только рабочие витки. У пружин сжатия с неприжатыми витками число рабочих витков определяют путем вычитания из общего числа витков двух витков (по витку с каждого конца пружины). Если крайние витки прижаты для образования опорной плоскости, то вычитают полтора витка.

Обычно для ремонта машин навивку пружин производят на универсальном токарном станке (рис. 6).

Навивка пружины на токарном станке

Рис. 6. Навивка пружины на токарном станке

На резцедержателе 1 станка устанавливается держатель для проволоки. В патроне 2 станка устанавливается оправка 3, диаметр которой на 0,85–0,9 меньше внутреннего диаметра пружины. Суппорт станка устанавливают так, чтобы держатель проволоки был рядом с кулачками патрона, затем настраивают частоту вращения шпинделя не более 60 об/мин и подачу 4, соответствующую диаметру d проволоки или шагу t пружины. Включают станок и считают число оборотов оправки. Когда число оборотов оправки будет равно числу витков пружины с учетом нерабочих витков, станок останавливают и выставляют упор отключения станка и подачи.

Затем суппорт станка устанавливают так, чтобы держатель проволоки был рядом с кулачками патрона. Проволока пропускается через держатель и ее конец закрепляется на оправе хомутом с поводком или в отверстии, как показано на рисунке. Первый виток пружины выполняют вращением патрона от руки и после этого включают станок.

После остановки станка конец проволоки откусывают кусачками.

При навивке пружин на станке необходимо быть предельно внимательным. Освободившаяся проволока или обрыв мятой проволоки может спружинить и нанести травму.

Обычно для пружин растяжения производят непрерывную навивку на всей длине оправки, а затем ее делят на требуемые по длине пружины.

Для пружин сжатия также производят непрерывную навивку, но замечают по линейке или лимбу подачи, в каких местах нужно выключить подачу, сделать два-три сжатых витка и вновь включить подачу.

По окончании навивки вручную производят доделку пружины. При этом удаляют заделочные концы, которыми крепили проволоку в станке, и отделяют нужное число витков для пружины. Для этого делают надрез трехгранным напильником в нужном месте на проволоке и отламывают или разрубают в нужном месте проволоку на зубиле, вертикально закрепленном в тисках.

Читайте также:  Бетон b20: характеристики

Чтобы поджать концы пружины, работающей на сжатие, пружину 2 вставляют в направляющую трубку 1 (рис. 7, а) и через отверстие трубки нагревают пламенем газовой горелки или паяльной лампы. Как только виток нагреется до красного цвета, пружину вынимают из трубки и быстро прижимают к плоскости плиты.

Поджатие концов пружины сжатия

Рис. 7. Поджатие концов пружины сжатия: а — подогревом; б — на заточном станке

После поджатия витков пружине придают вертикальное положение на плите. Для этого надевают заготовку пружины на оправку и подшлифовывают металл на торце пружины боковой поверхностью абразивного круга на заточном станке (рис. 7, б).

Если пружину навивали с прерыванием подачи, то достаточно разделить заготовку на части и доработать торцы на заточном станке.

Заделка концов пружин растяжения в виде полуколец выполняется вручную с помощью подставки в тисках (рис. 3, а) или круглогубцев.

Для этого вручную зубилом на плите отгибают на 30–40° один виток на торце у отрубленной заготовки пружины. Затем отогнутый виток пружины отгибают далее с опорой на подставку (рис. 8) на 90° с помощью молотка. Если проволока не жесткая, то эту операцию можно выполнить круглогубцами.

Гибка металла: использование, технологии, оборудование

Различные формы и виды металлопроката используются часто и в разных сферах. Однако сам процесс обработки металлических сплавов и придания последним конкретной формы для большинства остается загадкой. В качестве главного способа обработки металла используется гибка, а особенности этого процесса будут раскрыты

Суть процесса гибки

  • механического воздействия на структуру металла;
  • воздействия высокой температуры.

Где используется?

Сегодня точная гибка металла используется достаточно широко. Такой метод зарекомендовал себя как более эффективный, чем штамповка. В основном такой способ обработки применяется в условиях производства большого количества продукции – например, труб и фитингов, различной профильной продукции. Также эта технология применяется при строительных (для металла и листового проката) и разного рода монтажных работах (частично гнутый металл). Еще многие мастера кустарных изделий (например, декоративной ковки) используют такой вид обработки для своих работ.

Основные преимущества

Главным преимуществом этого метода обработки листового металла является высокая точность линейных замеров готового изделия. Не менее важно и то, что изделия, выполненные этим методом формовки металла, получаются бесшовными. Это значительно повышает надежность и механическую устойчивость изделий. Кроме того, такая обработка значительно улучшает структуру самого металла, делая его более прочным и устойчивым к воздействию коррозии. Но данное применимо при условии, что для гибки не используются листы хрупких марок металлических сплавов. Стоит отметить, что сама процедура изготовления металлических изделий данным методом более эффективна. Это происходит потому, что можно достичь сравнительно высокой интенсивности производства. А за счет минимизации затрат на человеческий труд (если имеется в виду промышленное изготовление) этот метод обработки листового металла существенно снижает стоимость готового продукта.

Гибка металла: инструменты и их применение

Стоит выделить два типа оборудования:

  1. Промышленное, то есть оборудование, которое используется на производстве.
  2. Ручное, то есть такое, что возможно использовать в небольших мастерских, чаще всего домашнего типа.
  • При работе с ручным станком для обработки и сгибания листового металла основное требование – это точность, аккуратность и сила. Необходимо собственными усилиями обеспечить производство изделия с определенными параметрами.
  • Работая на автоматизированном листогибочном аппарате, нужно учитывать особенности работы со специальным программным обеспечением.

Технологические особенности процесса

Кроме того, что для проведения этих работ (например, гибки труб, технология изготовления которых предусматривает использование гидравлического пресса) необходимы специальные штампы. Благодаря этим штампам размещенный в прессе лист приобретает необходимую форму за счет воздействия на заготовку высокого давления.
Для того чтобы структура заготовки стала достаточно прочной и более плотной, заготовки предварительно нагревают до конкретной температуры. Технология проведения – проста, но это позволяет делать прочные изделия приемлемого качества, эффективно используя время.
Готовые гнутые изделия из металла имеют возможность стать подходящей альтернативой другим видам металлопроката. Относительно характеристик и конкретных параметров (например, устойчивости к воздействию коррозии) гнутые изделия намного лучше аналогов. Поэтому такая металлопродукция составляет разумную конкуренцию сварным изделиям, которые не гарантируют прочности и устойчивости создаваемой конструкции.
Особенных отличий в использовании автоматического или ручного листогибочного оборудования нет. Принцип работы обоих типов станков одинаковый, отличаются только усилия и скорость изготовления конкретных деталей.

Особенности гибки металла в условиях домашней мастерской

  1. Струбцина.
  2. Основание и щечки.
  3. Кронштейн.
  4. Сварной прижим.
  5. Оси.
  6. Угол Пуансона.

Выход из положения есть!

Но всегда можно найти выход из положения – заказать изготовление необходимого гнутого металлопроката в специальной мастерской. Если вам нужны трубы для домашнего водоотвода или карнизы, а также другие формы металлических гнутых изделий, то выгоднее, быстрее и надежнее заказать их у профессионалов.

Технология гибки листового металла своими руками

В процессе строительства дома или дачи зачастую появляется необходимость в оборудовании водостоков, канализации, каркасов из металла.

При изготовлении подобных изделий необходимо придать плоской заготовке необходимую пространственную форму. Советы опытных мастеров, как загнуть лист металла в домашних условиях, позволят изготавливать конструкции хорошего качества, которые прослужат долгое время.

Технология гибки – основные сведения

Сгибание металла выполняют без сварочных швов, что позволяет избежать коррозии в дальнейшем и получить изделие повышенной прочности. Деформация не требует значительных усилий и выполняется, как правило, в холодном состоянии.

разная конфигурация

Исключение составляют твердые материалы, вроде дюрали или углеродистых сталей. Технология гибки листового металла разрабатывается соответственно поставленным задачам в таких вариантах, как:

  • радиусная,
  • многоугловая,
  • одноугловая,
  • п-образная.

Отдельный случай – сгибание с растяжением. Данную технологию применяют при изготовлении деталей с большими радиусами гибки, небольшого диаметра. При изготовлении деталей своими руками, процесс сочетают с такими операциями, как резка или пробивка.

Для обработки в домашних условиях хорошо подходят мягкие виды металлов и сплавов, такие как латунь, медь, алюминий. Изготовление изделий методом сгибания выполняется на вальцовочных или роликовых станках, либо вручную.

Последняя процедура довольно трудоемкая. Гибку производят при помощи плоскогубцев и резинового молотка. Если лист небольшой толщины, используют киянку.

Как выполнить гибку под прямым углом

Для сгибания скобы из металлического листа потребуется набор инструментов и приспособлений, состоящий из:

  • тисков,
  • молотка,
  • электропилы,
  • бруска,
  • оправы.

Длина полоски изготавливается по схеме, с тем расчётом, что на каждый загиб должен приходиться запас по 0,5 мм, плюс еще миллиметр на сгибы с обеих сторон. Заготовку помещают в тиски с угольниками. Зажимая её по линии сгиба, обрабатывают молотком.

тиски для обработки

После этого будущую скобу разворачивают в тисках, зажимают оправой и бруском, формируют другую сторону. Заготовку вытаскивают, отмеряют необходимую длину сторон, выполняя загибы по низу.

Треугольником сверяют правильность угла, подправляя молотком неточности. При выполнении обеих операций, заготовку поджимают бруском и оправой. Готовую скобу подпиливают до нужного размера.

Как изготовить листогибочный станок самому

Для придания металлу нужной конфигурации, жестянщики используют листогиб. Но как поступить мастеру, у которого специального оборудования под рукой нет?

На деле вопрос, как гнуть листовой металл в домашних условиях, решается просто. Достаточно использовать собственную смекалку и элементарные приспособления, чтобы изготовить простенький станок.

самодельное устройство

Чтобы изготовить сгибатель для металлического профиля, потребуются:

  • двутавровая балка 80 мм,
  • крепеж (болты),
  • петли,
  • уголок 80 мм,
  • струбцины,
  • пара рукояток.

Понадобится также аппарат для сварки и устойчивый стол, на котором закрепляют готовый станок.

Основу устройства составляет двутавровая балка, к которой двумя болтами прикручивают уголок, удерживающий заготовку в процессе сгибания. Под него методом сварки крепятся три дверные петли. Вторую их часть приваривают непосредственно к уголку.

Чтобы станок легко поворачивался во время сгибания листового металла, к нему с двух сторон приделывают ручки. Струбцинами готовый станок крепят к столу. Перед укладкой заготовки уголок откручивают или приподнимают. Лист прижимают, выравнивают по краю и загибают, поворачивая станок за рукояти. Самодельное устройство годится только для обработки заготовок незначительной толщины.

Сгибание металлического листа при помощи молотка

Для того чтобы выполнить гибку листа толщиной до 1,2 мм под прямым углом, используют простейшие инструменты – плоскогубцы (струбцины) и резиновый молоток.

Обработку производят на ровном деревянном бруске. Линию сгиба прочерчивают при помощи карандаша и линейки. Затем лист зажимают плоскогубцами так, чтобы их концы пришлись точно на линию разметки.

Край постепенно отгибают вверх, продвигаясь вдоль сгиба. После того, как угол приблизится к 90 градусам, лист помещают на брусок и при помощи молотка окончательно выравнивают.

обстукивание киянкой

Таким образом изготавливают узкие детали, например кромки из жести.

Совет: резиновый или деревянный молоток используют, чтобы на металле не образовались вмятины. Если сгибание выполняется обычным инструментом, в качестве прокладки нужно взять текстолитовую пластину.

Сгибание листа толщиной до 2 мм удобно проводить на рабочем столе. Металл располагают так, чтобы линия разметки приходилась на кромку. Под обрабатываемый материал подкладывают стальной уголок.

Лист зажимают в тисках при помощи двух деревянных брусков. Сгибание производят при помощи молотка, простукивая металл от одного конца к другому. Край листа при этом направляют вниз так, чтобы в итоге он полностью лег на закрепленный по краю стола уголок. Этим способом изготавливают изделия любой ширины, в том числе ящики или мангалы.

Изготовление трубы без применения станка

Домашние умельцы изобрели массу способов сгибания металлического листа в трубу без применения станка.

фото самодельной трубы

Предлагаем рассмотреть простейший вариант с использованием походящей по размерам болванки. Изготавливают её из старой трубы подходящего диаметра.

Лист металла раскладывают на полу, отрезают от него кусок нужной длины. Чтобы определить нужный размер, требуемый диаметр трубы умножают на 3,14 и прибавляют 30 мм на шов.

К болванке с двух сторон приваривают перпендикулярно одна к другой по паре трубок. В их отверстия должен свободно вставляться лом.

самодельная болванка

Рекомендация мастера: способом сгибания металлического листа при помощи болванки удобно изготавливать трубы не более метра в длину.

Чтобы воспользоваться приспособлением, потребуются усилия трех человек. Болванку укладывают на край листа. Один человек встает сверху, двое других накручивают металл на болванку, проворачивая лом на 90 градусов.

технология скручивания

Всю длину листа скручивают таким способом, оставшийся край подбивают молотком. Шов закрепляют при помощи сварки.

Нужно учесть, что радиус сгиба листового металла зависит от его толщины и способа изготовления. Горячекатаная сталь больше подходит для труб, из холодного проката изготавливают профильные изделия.

Ссылка на основную публикацию