Чем выполняют выравнивание и гибку листового металла

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

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

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.

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:

Все эти обстоятельства необходимо учитывать, разрабатывая технологический процесс штамповки.

Этапы и последовательность технологии

Разработка проводится в следующей последовательности:

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:

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.

Радиус гибки r_min вычисляют с учетом пластичности металла заготовки, соотношения ее размеров и скорости, с которой будет проводиться деформирование (гидропрессы, с их пониженными скоростями передвижения ползуна, предпочтительнее более скоростных механических прессов). При уменьшении значения r_min все металлы претерпевают так называемое утонение — уменьшение первоначальной толщины заготовки. Интенсивность утонения определяет коэффициент утонения λ, %, который показывает, на сколько уменьшится толщина конечного изделия. Если это значение оказывается более критичного, то исходную толщину s металла заготовки приходится увеличивать.

Для малоуглеродистых листовых сталей соответствие между вышеуказанными параметрами приведено в таблице (см. табл. 1).

Таблица 1

Таким образом, при определенных условиях металл заготовки может даже несколько выпучиваться.

а при больших деформациях — более точное уравнение вида

Таблица 2

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

Определение усилия гибки

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 σ_т — 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;

σ_в — значение предела материала на прочность.

где F_пр — площадь проекции заготовки, подвергаемой изгибу;

p_пр — удельное усилие гибки с калибровкой, которое зависит от материала изделия:

Для выбора типоразмера оборудования, рассчитанные усилия увеличивают на 25…30%, и сравнивают полученный результат с номинальными (паспортными) значениями.

Источник

Это достигается за счет приложения силы к заготовке. Сила должна превышать предел текучести материала для достижения пластической деформации. Только так можно получить стойкий результат в виде изгиба.

Какие методы гибки наиболее распространены? Как пружинистость влияет на изгиб? Что такое k-фактор? Как рассчитать допуск на изгиб?

Все эти вопросы обсуждаются в этом посте вместе с некоторыми советами по гибке.

Методы гибки:

Существует довольно много различных методов гибки. У каждого есть свои преимущества. Обычно возникает дилемма между стремлением к точности или простоте, в то время как последняя находит все большее применение. Более простые методы более гибкие и, что наиболее важно, для получения результата требуется меньше различных инструментов.

V-образный изгиб:

Приведенная ниже таблица поможет вам определить минимальную длину фланца b (мм) и внутренний радиус ir (мм) в зависимости от толщины материала t (мм). Вы также можете увидеть ширину матрицы V (мм), которая необходима для таких характеристик. Для каждой операции нужен определенный тоннаж на метр. Это также показано в таблице. Вы можете видеть, что более толстые материалы и меньшие внутренние радиусы требуют большей силы или тоннажа. Выделенные параметры являются рекомендуемыми спецификациями для гибки металла.

График силы изгиба

Нижнее прессование:

При нижнем прессовании, пуансон прижимает металлический лист к поверхности матрицы, поэтому угол матрицы определяет конечный угол заготовки. Внутренний радиус скошенного листа зависит от радиуса матрицы.

По мере сжатия внутренней линии требуется все большее усилие для дальнейшего манипулирования ею. Нижнее прессование позволяет приложить это усилие, так как конечный угол задан заранее. Возможность приложить большее усилие уменьшает пружинящий эффект и обеспечивает хорошую точность.

Разница углов учитывает эффект пружинящего отката

При нижнем прессовании важным этапом является расчет отверстия V-образной матрицы.

Экспериментально доказано, что внутренний радиус составляет около 1/6 ширины проема, что означает, что уравнение выглядит следующим образом: ir = V/6.

Воздушная гибка:

Частичная гибка, или воздушная гибка, получила свое название от того факта, что обрабатываемая деталь фактически не касается деталей инструмента полностью. При частичном гибе заготовка опирается на 2 точки, и пуансон толкает изгиб. По-прежнему обычно выполняется на листогибочном прессе, но при этом нет фактической необходимости в боковом штампе.

Воздушная гибка дает большую гибкость. Допустим, у вас есть матрица и пуансон на 90°. С помощью этого метода вы можете получить результат от 90 до 180 градусов. Хотя этот метод менее точен, чем штамповка или чеканка, в его простоте и заключается его прелесть. В случае, если нагрузка ослабнет, и упругая отдача материала приведет к неправильному углу, его легко отрегулировать, просто приложив еще немного давления.

Конечно, это результат меньшей точности по сравнению с нижним прессованием. В то же время большим преимуществом частичной гибки является то, что для гибки под другим углом не требуется переналадка инструмента.

Чеканка:

Раньше чеканка монет была гораздо более распространена. Это был практически единственный способ получить точные результаты. Сегодня техника настолько хорошо контролируема и точна, что такие методы больше не используются.

Чеканка при гибке дает точные результаты. Например, если вы хотите получить угол в 45 градусов, вам понадобятся пуансон и матрица с точно таким же углом. Не о чем беспокоиться.

Почему? Потому что штамп проникает в лист, вдавливая углубление в заготовку. Это, наряду с большим усилием (примерно в 5-8 раз больше, чем при частичной гибке), гарантирует высокую точность. Проникающий эффект также обеспечивает очень маленький внутренний радиус изгиба.

U-образная гибка:

U-образная гибка в принципе очень похожа на V-образную. Есть матрица и пуансон, на этот раз они имеют U-образную форму, что приводит к аналогичному изгибу. Это очень простой способ, например, гибки стальных U-образных каналов, но он не так распространен, поскольку такие профили также можно производить с использованием других, более гибких методов.

Ступенчатая гибка:

Валковая гибка:

Валковая гибка используется для изготовления труб или конусов различной формы. При необходимости может также использоваться для изгибов с большим радиусом. В зависимости от мощности машины и количества рулонов можно выполнять один или несколько изгибов одновременно.

При этом используются два приводных ролика и третий регулируемый. Этот ролик движется за счет сил трения. Если деталь необходимо согнуть с обоих концов, а также в средней части, требуется дополнительная операция. Это делается на гидравлическом прессе или листогибочном станке. В противном случае края детали получатся плоскими.

Гибка с вытеснением:

При гибке с вытеснением листовой металл зажимается между прижимной подушкой и штампом для протирания. Форма штампа для протирки, расположенного внизу, определяет угол получаемого изгиба. После того, как металлический лист был надежно зажат, перфоратор опускается на свисающий конец металлического листа, заставляя его соответствовать углу протирочной матрицы. Конечным результатом обычно является чеканка металлического листа вокруг протирочного штампа.

Ротационная гибка:

Возврат при сгибе:

При сгибании заготовка естественным образом немного отскакивает после подъема груза. Следовательно, эту величину необходимо компенсировать при изгибе. Заготовка изгибается под необходимым углом, поэтому после упругого возврата она принимает желаемую форму.

В результате, на внутренней стороне труднее достичь постоянной деформации. Это означает, что сжатый слой не деформируется окончательно и пытается восстановить свою прежнюю форму после снятия нагрузки.

Допуск на изгиб

Если вы проектируете гнутые детали из листового металла в программе CAD, которая имеет специальную среду для работы с листовым металлом, используйте ее. Она существует не просто так. При выполнении изгибов она учитывает спецификации материалов. Вся эта информация необходима при изготовлении плоского шаблона для лазерной резки.

Длина дуги нейтральной оси должна использоваться для расчета развертки.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Источник

Гибка листовой стали

Вопросы, рассмотренные в материале:

Изделия из стали применяются во всех сферах жизни человека, начиная с промышленности и строительства и заканчивая бытом. Чтобы стальной лист превратился, к примеру, в готовую деталь, его особым образом обрабатывают. На первый взгляд обрезка, сверление, шлифовка и другие виды обработки кажутся простыми механическими действиями. Однако на самом деле они являются сложными технологическими процессами.

Что такое гибка металла и в чем ее преимущества

Гибкой листовой стали называется разновидность обработки, при которой изделию придается желаемая форма. Результат достигается за счет того, что верхний слой материала растягивается, а внутренний – сжимается.

Существуют разные способы, с помощью которых можно сгибать металлический лист и менять его внешний вид. Технология позволяет за короткий срок получить качественный и прочный предмет необходимой формы. Можно выделить две разновидности технологического процесса, при котором делают гибку :

В первом случае применяются различные слесарно-монтажные инструменты (молоток, тиски, плоскогубцы и пр.), во втором – промышленное оборудование.

Ручную гибку листового металла можно выполнять, когда его ширина меньше 0,6 мм. В противном случае потребуются специальные станки: листогибочный пресс, вальцы, роликовый гибочный станок.

Металл видоизменяют не только сгибанием, но и другими методами – скручиванием, сваркой. С последней часто сравнивают гибку, поскольку одно изделие можно изготовить двумя способами: согнуть сталь под нужным углом или соединить между собой отдельные детали сварочным оборудованием. Однако если делать гибку, то процесс пройдет быстрее и проще. Именно в этом заключается основное преимущество первой технологии перед второй.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Другие аргументы в пользу того, чтобы для обработки листовой стали применять гибку:

Перечисленные достоинства подтверждают, что для получения качественной и прочной металлической заготовки лучшие выполнять гибку листовой стали.

Способы гибки металла

Классификация видов сгибания металла:

Изделие может быть с одним углом (L), двумя (П) или несколькими (если металл пластичен). В последнем случае многоугловую гибку делают без нагревания материала.

Возможна гибка листовой стали по радиусу, при которой материал загибают на заготовке. Подобным образом изготавливают петли, оцинкованные хомуты и т. д.

Гибку можно делать свободной – профиль располагается между двумя опорными конструкциями, а на центральную точку происходит воздействие с усилием, в результате чего материал сгибается. Возможно сгибать листовой металл с калибрующим ударом. В данном случае под заготовку кладется подпружиненная опора, которая вместе со стальным листом перемещается вниз. Бывает, что последний метод упрощают – в конце рабочего хода гибочного станка изделие жестко чеканится.

На частоту переходов влияет такое свойство металла, как пластичность. Металлическое изделие без нагревания может сгибаться до угла, равного 120° (без образования трещин). Если предполагается более интенсивное формообразование, то выполняют гибку с двумя или тремя переходами. Если листовой материал отличается низкой пластичностью, то участки между переходами подвергаются термической обработке (отжиг).

Процесс может выполняться с помощью оборудования, на котором осуществляются возвратно-поступательные или вращательные движения. В первом варианте используется гидравлический горизонтально-гибочный станок (кузнечный бульдозер), если давление происходит по горизонтали, либо механический листосгиб – если по вертикали. Второй способ – когда гибку листовой стали производят на ротационных машинах, где деформация происходит между вращающимися валками.

Сгибание металла выполняется в холодном состоянии, поскольку для формообразования не требуются особые усилия. Исключение составляют сплавы, при которых необходима термическая обработка. С нагреванием происходит гибка листовой стали толщиной в 12–16 мм с большим процентом углерода, дюрмалюмина, титана и пр.

Нередко подобную гибку совмещают с другими видами механической обработки: резкой, вырубкой, пробивкой. Для изготовления сложных объемных изделий производится штамповка. Более редким случаем сгибания металла является растяжение для производства узкой вытянутой заготовки с большим диаметром.

Как происходит процесс гибки листовой стали

Технология формообразования деталей из листовой стали заключается в том, что между двумя участками листа образуется угол (градус строго задан), для расчета которого используются специальные автоматизированные программы. Важно понимать, что при сгибании материал деформируется до определенного предела, который индивидуален для каждого металла или сплава. Важно, чтобы процесс изготовления заготовки соответствовал требованиям ГОСТа гибки листовой стали. На степень деформации влияют следующие параметры:

Рекомендуем статьи по металлообработке

Для того чтобы выполнять гибку листовой стали без брака, используются промышленные листогибочные станки. Необходимо строго соблюдать особенности технологии, чтобы готовые изделия получились качественными. Любые отклонения могут привести к образованию дефектов, что скажется на качестве и прочности уже готовой металлической конструкции.

Промышленное оборудование позволяет выполнять гибку стального листа любой толщины. При этом, чтобы деформация была пластичной, достаточно только правильно рассчитать создаваемое оборудованием напряжение.

Оборудование для гибки листовой стали

На сегодняшний день существуют различные гибочные машины. Самые простые из них подходят для изготовления уголков, каркасных профилей и пр. Более усложненные, используемые в промышленных масштабах, делятся на несколько видов:

Наиболее современным оборудованием считается ротационная машина, на которой гибку выполняют в автоматическом режиме. Благодаря этой возможности нет необходимости в расчете прилагаемого усилия.

Листосгибы с поворотными балками также автоматизированы: работнику необходимо лишь правильно расположить лист на оборудовании. Подобные машины часто эксплуатируются на небольших производственных предприятиях.

Особенности гибки нержавеющей листовой стали

Нержавеющая сталь получила название благодаря своей устойчивости к коррозии. Это свойство обеспечивается сочетанием нескольких элементов, которые являются легирующими, то есть улучшающими качества основного материала. Помимо стойкости к разрушению от ржавчины, примеси добавляют сплаву и другие качества: прочность, пластичность и пр. Существует несколько разновидностей нержавеющей стали. Поэтому прежде чем выполнять гибку, нужно узнать состав сплава.

Перед тем как согнуть лист, его разрезают – применяется лазерная, водно-абразивная резка и пр. С помощью резки создается плоская раскатка будущего изделия.

Для формообразования лист подвергается сгибанию под заданные параметры. Обработка нержавеющей листовой стали происходит по тому же принципу, что и в случае с другими сплавами. Как уже было сказано, гибку производят на специальных автоматизированных или механизированных листогибах – станках, прессах и пр. Обычно металл сгибается в холодном состоянии. Однако если есть риск того, что заготовка будет повреждена, то происходит гибка листовой стали с предварительным нагревом.

В последние годы благодаря автоматизации процесса гибки стали предприятие получает следующие преимущества:

Для производства изделия достаточно настроить специальную компьютерную программу, и она в автономном режиме будет выполнять все стадии производства практически без участия рабочего персонала.

Последовательность операций при гибке листовой стали на заказ

Гибку листовой стали начинают с разработки технологического процесса, который предполагает несколько этапов:

Перед тем как выполнять гибку, листовой материал изучается на соответствие его возможностей заданным требованиям. Этот этап позволяет определить, что металл подходит для штамповки по параметрам, заданным по чертежу готовой детали. Изучаются следующие свойства:

Если по результатам анализа выясняется, что металл не соответствует требованиям, то принимается одно из следующих решений:

Технологический процесс формообразования требует некоторых предварительных расчетов, в частности, таких показателей, как угол сгибания, радиус сгибания, угол пружинения.

Радиус гибки листового материала рассчитывают на основании того, насколько пластичен металл, каково соотношение размера и скорости выполнения деформации. Чем ниже минимальный радиус, тем меньше первоначальная толщина листа. Уменьшение толщины называется утонение, коэффициент которого показывает, насколько меньше станет толщина заготовки. Если при расчетах выясняется, что показатель выше критичного, то используется листовое изделие с большей толщиной.

Минимальный радиус зависит от таких свойств стали, как пластичность, толщина листа, расположение волокон в сплаве. Если выполнять гибку металла, у которого небольшой радиус гиба, то возможна деформация верхнего слоя металлопроката, в результате чего пострадает качество уже готового изделия.По этой причине минимальные радиусы следует рассчитывать по наибольшим деформациям крайних частей заготовки, исходя из относительного сужения материала, который видоизменяется.

Пружинение при гибке рассчитывается на основе фактических углов пружинения. При сгибании стали необходимо принимать в расчет и усилия, которые прикладываются для деформации заготовки. Силовые показатели зависят от того, насколько пластичен металл и какова интенсивность его упрочнения при гибке. Как только прокатка завершается, материал приобретает свойство анизотропии, то есть меняются его физические свойства в зависимости от направления прокатки. Проще говоря, если сгибать профиль вдоль волокон, то вероятность образования трещины в местах деформации снижается.

Чтобы точность расчетов силовых показателей была высокой, необходимо учесть, как именно профиль будет деформироваться. Возможны два варианта:

Первая технология применяется, чтобы изготавливать детали с меньшими энергозатратами, вторая – при производстве деталей со сложным контуром.

Гибку листовой стали производят для формообразования практически любых сплавов, независимо от того, присутствуют в них легирующие примеси или нет. В этом заключается основное преимущество технологии перед другими методами обработки металла. Исключение составляют лишь материалы с повышенной хрупкостью и склонностью к деформации.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Источник