Допустим, необходимо изогнуть трубу: если её диаметр невелик, с операцией справится ручной инструмент. Если же диаметр трубы больше, придётся использовать гибку с помощью специализированного оборудования. Она изменит форму трубы без незапланированных деформаций, металл не будет повреждён, а заданный радиус кривизны воспроизведётся с необходимой точностью.
Гибка делится на ручную и автоматическую. Кроме того, существуют и другие варианты классификации, определяемые конфигурацией заготовки и техническим заданием. Каждый вид гибки имеет свои особенности, достоинства, недостатки.
Гибка металла: что это за процесс
При гибке листового металла на него воздействуют слесарными инструментами, в результате чего он получает заданную форму, соответствующую проекту. Сварка или другие процессы, требующие изменения внутренней структуры металла, не используются, а это значит, что сохраняется проектный срок службы заготовки и её эксплуатационные характеристики. Внутренние слои металла в процессе изгибания сжимаются, а наружные, наоборот увеличиваются в размерах. Лист изгибается на определённый угол, а заготовка в нужной степени деформируется. На величину деформации влияет скорость, с которой ведётся процесс; угол изгиба, и технические характеристики (хрупкость, толщина). При обработке используется современное оборудование, поэтому заготовка быстро получает все необходимые параметры и свойства, а готовое изделие характеризуется высоким качеством и отсутствием дефектов.
Некорректное ведение процесса гибки приводит к появлению микротрещин в структуре металла, и это значит, что через некоторое время в данном месте вероятен разлом.
Виды гибки зависят от толщины листов металла. Необходимо, чтобы в процессе напряжение изгиба всегда оставалось выше, чем значение предела упругости. Пластическая деформация — залог того, что даже после снятия нагрузки изделие или заготовка сохранит нужную геометрию.
Преимущества различных видов гибки:
- возможность автоматизировать операцию;
- высокая скорость;
- получение изделия без швов.
Если при обработке детали используется сварка, в месте сварочного шва со временем всегда возникает коррозия, избежать которой невозможно, даже принимая все известные на сегодня меры предосторожности. Так как швы всегда являются проблемным местом для металлических деталей, их отсутствие увеличивает прочность изделия и повышает его стойкость к коррозии.
Гибка металла, выполняемая в тисках или на другом оборудовании, доступна не для всех с заготовок. Прежде чем начинать работу, нужно уточнить следующее:
- соответствие максимально возможного радиуса гибки и толщины заготовки;
- как направлены волокна прокатки. От этого параметра зависит предел текучести, поэтому заранее нужно знать его начальные параметры;
- возможные и допустимые отклонения геометрии после окончания процесса.
Все эти моменты учитываются при обработке заготовок из листов металла небольшой толщины.
Если гибке подвергается трубный прокат и некоторые виды профилей (например, уголок, круг), нужно учитывать также и допустимый предел относительной деформации детали после окончания процесса.
Принцип работы различных листогибочных станков
Технологическое оборудование, применяемое на современном производстве по созданию металлических конструкций, позволяет получать из листового материала готовые детали с разными габаритами и формами.
Гибка прокаткой в роликах
Ручные листогибы
Эти конструкции имеют ряд особенностей, в частности, у них существуют ограничения на глубину закладки заготовки, максимальной толщины металла, его шириной, точнее длиной гибки. Чем тоньше металл, тем длина гибки больше. Чаще всего, их применяют для гибки тонколистового металла.
Гибка ручным листогибом
Работа ручной установки строится следующим образом: Верхней балкой лист прижимается к рабочему столу. Необходимый угол гиба получают путем подъема нижней, поворотной балки. Используя это станок необходимо иметь в виду то, что толщина листа, который может быть обработан, не должна превышать 2 мм.
Ручные листогибы обладают небольшой массой, и это позволяет их использовать и в стационарных условиях, и непосредственно на рабочем месте, например, на строительной площадке.
Гидравлические листогибы
Эти станки используют в качестве источника энергии жидкость. Насос, встроенный в систему, он создает избыточное давление, под действием которого плунжер, передвигает подвижную поперечную балку. Лист, подлежащий обработке, прижимают к рабочему столу, и движение поперечной балки выполняет, правку и гибку листа.
Листогибы этого класса используют для обработки заготовок по всей длине рабочего стола, кроме того, с их помощью выполняют глубокую вытяжку металла. Гидравлические цилиндры отличаются точностью позиционирования и высокой эффективностью работы. Их применение позволяет контролировать величину перемещения, скорость и движение частей гидравлической системы.
Гидравлический листогиб
Станки с гидравлическим приводом применят для производства доборных комплектующих, воздуховодных коробов, деталей кровельного покрытия. С помощью этого оборудования изготавливают рекламные конструкции, выполняют внешнюю и внутреннюю отделку зданий и сооружений. Использование гидравлического оборудования позволяет обрабатывать листы с большей толщиной, например, до 4 — 8 мм. Разумеется, эта величина зависит от марки обрабатываемого материала.
Электромеханические листогибы
Конструкция этого оборудования состоит из станины, поворотной балки для загиба листа. Кроме поворотной балки, на станке устанавливают балку собранную из профильных сенментов, которая прижимает лист. Для безопасности оператора на станке этого типа реализовано педальное управление.
Электромеханические листогибы
Листогибы этого типа позволяют выполнять гибку металла с большой длиной. Их используют для обработки разных материалов, в том числе оцинковку, холоднокатаную сталь толщиной 2,5 мм.
Станки этого типа задействуют на производстве отливов, подоконников, конструкций для вентиляционных систем.
Разнообразие технологий
В зависимости от ориентированности заготовки гибка делится на продольную и поперечную.
При продольной выполняется одна только гибка, а при поперечной металл дополнительно вытягивают и осаживают. Такие процедуры выполняются, например, при отгибании бортов, высаживании заготовок.
- Продольная выполняется на станках, предназначенных для обработки металла холодным способом.
- Поперечная используется, если необходимо обработать толстую заготовку, или в том случае, когда радиус искривления не слишком большой, а холодная обработка приведёт к появлению значительных напряжений в структуре.
Если возникает необходимость нагревания заготовки, имеющей большую площадь, нужно учитывать вероятность появления на ней кривизны: она возникает по винтовой и сферической поверхности.
Если нагревание не применяется, кривизна не образуется: её образованию препятствует способность металла пружинить. При поперечной гибке металл нагревается практически всегда.
огда обрабатываются заготовки, представляющие собой плоские листы металла, например, при изготовлении судовых корпусов, их изгибают в холодном состоянии без нагревания и без осаживания, используя для того специализированные прессы.
Когда обрабатываются кромки и проделываются отверстия, гибку производят в горячем виде: тогда при повышении температуры изменяется расстояние между отверстиями, а кромки при вытягивании и осаживание изменяют очертания.
Когда используют холодную гибку, сначала обрабатывают кромки, на следующем этапе проделывают отверстия, и лишь после этого заготовку сгибают.
Классификация видов гибки по контуру готового изделия
Существует несколько видов гибки, позволяющих получать заготовки из листового металла с разными контурами:
- V –образная, она также называется одноугловой;
- U-образная, она же дуговая;
- криволинейная;
- многоугловая;
- гибка, в результате которой получается заготовка, похожая на трубу по форме.
Для получения нужного контура применяется два различных способа:
- Способ свободной гибки. При его выполнении не нужно фиксировать центр заготовки. Пуансон, являющийся рабочим инструментом станка, воздействует на заготовку. В результате её финишная форма обуславливается конфигурацией пуансона.
- Способ гибки калибрующим ударом. Заготовка предварительно помещается в матрицу, и именно форма матрицы определяет её итоговую конфигурацию.
Если используются роликовые матрицы, ось заготовки формируется при помощи поворота подвижной части пуансона.
У гибки есть особенность, отличающая её от других способов обработки металлов: сетка макроструктуры может быть различной, и зависит от того, в каком направлении производился изгиб. Если обрабатываются металлы и сплавы, имеющее малую или среднюю пластичность, направление волокон особенно важно. Когда оно совпадает с направлением, в котором движется ось заготовки, риск разрушения при обработке будет стремиться к нулю. Такой риск весьма серьезен: расслаивание считается дефектом, исправить который невозможно.
Роликовый нож
Для отрезания полученной детали, можно использовать несколько видов ножей, например, сабельный, или роликовый. Чаще всего их применяют для работы с тонколистовым материалом. При сборке самодельного листогиба роликовый нож целесообразно приобретать в компании, которая занимается поставками подобного оборудования.
Роликовый нож самодельного листогиба
Все дело в том, что для изготовления роликовых ножниц, как впрочем, и других, применяют инструментальные стали. Для получения рабочих органов необходимо использовать термическую обработку, а в домашних условиях это выполнить вряд ли получиться.
Виды гибки и форма исходной заготовки
Гибке подвергается не только металл в виде листа или ленты. При изготовлении металлоконструкций нередко требуются изогнутые профили или трубы.
Листовая гибка
При радиусной обработке листового металла нужно точно подобрать линейный размер. Следует ориентироваться на размеры детали, учитывая, что обрабатываемая заготовка по длине должна оказаться несколько больше, чем готовое изделие. Это обусловлено спецификой самого процесса гибки.
Когда части плоской заготовки меняют своё положение, внутренние слои металла сжимаются, а наружные, соответственно, вытягиваются. Отсюда следует, что перед выполнением операции необходимо просчитывать параметры детали, которую предстоит обрабатывать. Для расчёта радиуса изгиба применятся таблицы, содержащиеся в инженерных справочниках, или же соответствующее программное обеспечение.
Гибка труб
Гибка выполняется в соответствии с требованиями нормативов из технической документации. Трубы можно изгибать ручным и механизированным способом. Изогнутые трубы широко применяются в строительных и хозяйственных сферах, например при изготовлении перил и ограждений. Как правило, производится зашивание труб по радиусу с формированием полного или частичного изгиба. Он не зависит от сечения трубы.
Когда обрабатывается профиль, имеющий внутреннюю полость, на заготовку действует сразу несколько сил: одна — на внутреннюю стенку, а другая — на наружную.
Выполняя изгибание труб, необходимо учитывать вероятность деформирования из-за взаимодействия таких сил, действующих на две поверхности в одно и то же время. Взаимодействие может привести к потере соосности. Если не все условия технологического процесса будут выполнены с точностью, не исключён риск разрыва заготовки. Если гибка производилась неравномерно, в области сгиба могут возникнуть складки из-за влияния тангенциальных сил, возникающих при деформации.
Вероятность вышеописанных проблем можно снизить, варьируя холодную и горячую гибку металла. Технология холодной гибки целесообразна при обработке небольших труб. Обязательно заранее определяется минимально радиус, проходящий по оси.
Локальный нагрев создаёт подходящие условия для гибки труб, так как при повышенной температуре металл проявляет пластичность. Увеличение пластичности оказывается достаточным для выполнения требуемого изгиба.
Гибка профильного проката
У профилей большой момент сопротивления, поэтому использовать классические виды гибки невозможно. Для обработки применяется специализированное ротационное оборудование. Оно отличается от станков, используемых для листового проката последовательным приложением усилия. В результате общее усилие, прикладываемое к профилю, уменьшается, и одновременно с этим уменьшается крутящий момент силового агрегата.
Если нужно изгибать заготовки малого размера и сечения, можно применять оборудование с ручным приводом. Использование последовательных усилий даёт возможность деформировать заготовку и править её, снимая внутренние напряжения в структуре металла.
Правильно-гибочные станки для профильного металлопроката различаются количеством рабочих валков (3 или 4), и их расположением (симметричное и асимметричное). Смена положения оси валка привода, диаметра и профиля рабочей части, дают возможность регулировать изгиб.
Валковые машины отличаются небольшой энергоёмкостью и простотой конструкции, работа с ними не требует применения штампов. Но автоматизировать процесс гибки на валковом оборудовании достаточно сложно.
Валки можно применять и в станках для гибки труб. Отличия будут в оправке, которая должна помещаться внутрь трубы, чтобы не допускать дополнительной деформации.
Преимущества и недостатки гибочных станков
Как и любое оборудование для гибки обладает рядом достоинств. К ним можно отнести — прочность получаемых готовых деталей. Применение станков для гибки позволяет формировать детали без применения сварки и резки. После выполнения операции гибки, в месте ее выполнения снижается вероятность появления коррозионных явлений.
Расчет усилия гибки позволяет создать прочное изделие
Применение гибочных станков позволяет создавать цельные конструкции, причем в составе такого изделия возможно получение разносторонних гибов и углов. Но, надо понимать и то, что гибочное оборудование довольно дорого стоит. Операции по изгибу листов обладают высокой трудоемкостью, особенно если эти работы выполняют на оборудовании, предназначенном для ручных работ. Но перечисленные недостатки с лихвой компенсируются качеством получаемых изделий.
