Что нужно для собственного производства гибки металла. Технология гибки листового металла в холодном состоянии. Процесс сгибания металла

Сделать листогибочный станок своими руками несложно, но пока немногие домашние мастера и специалисты, использующие гнутые изделия из листовой стали в своей деятельности, занимаются изготовлением такого оборудования для собственных нужд. Между тем подобное устройство, обладающее достаточно высокой надежностью и простотой в эксплуатации, поможет хорошо сэкономить.

Один из самых доступных листогибов - отечественный ЛГС-26, цена около 38 тысяч рублей. Мы сделаем дешевле и оптимизируем под свои нужды

Особенно изготовление и использование листогибочного станка актуально для тех, кому выполнять технологические операции по гибке листового материала надо не ежедневно и в больших объемах, а периодически.

Виды листогибов и их конструкция

Прежде чем начать делать самодельный ручной листогиб, следует четко определить перечень задач, для решения которых он необходим. От основного назначения подобного устройства и будет зависеть, по какой схеме оно будет выполнено.

Наиболее простым является приспособление, в котором листовой металл гнется при помощи специальной траверсы. Посредством такого устройства можно легко согнуть лист металла на угол 90 градусов, используя лишь силу рук без дополнительных приспособлений, если ширина листа не превышает 0,5 метра. Основание листа закрепляется при помощи струбцин или в тисках, а его гнутье выполняется за счет давления, оказываемого траверсой. В некоторых случаях для получения угла сгиба ровно в 90 градусов может понадобиться вложенная проставка (на рисунке — справа), представляющая из себя обычную полосу металла, которая поможет компенсировать упругость листа.

Более сложным по конструкции является листогибочный пресс, конструкцию которого составляют матрица и пуансон. Листовой металл в таком устройстве располагается на матрице, а пуансон опускается на заготовку сверху, придавая ей требуемый профиль. В домашних условиях листогибочный пресс вряд ли найдет применение, так как он достаточно сложен и небезопасен в использовании.

Вариант исполнения самодельного листогибочного пресса, работающего в паре со . Если у вас уже есть пресс, то дополнить его приспособлениями для сгибания нешироких листов металла не составит труда. Получится нечто такое:

Значительно более совершенным является листогибочный станок, гнутье металла в котором осуществляется за счет воздействия на него трех валов. Такое оборудование называется проходным. Одним из главных его преимуществ является то, что его регулируемые вальцы позволяют получать различный радиус изгиба. Подобный инструмент для гибки металла может быть с ручным или электрическим приводом, а его вальцы могут иметь различную конструкцию.

Вальцы с гладкой рабочей поверхностью предназначены для выполнения большинства жестяных работ, которые предполагают выгибание заготовок, изготовление секций труб с большим диаметром и др.
Профилированные вальцы необходимы для гнутья элементов кровельных конструкций (коньки, ендовы, водостоки, отбортовки и др.).
Протяжной листогибочный станок может быть дополнительно укомплектован опорой, прижимом и траверсой, что позволяет использовать его для ручной гибки заготовок.

Подобные станки комплектуются набором валов различного профиля, которые также можно докупить дополнительно, чтобы сделать оборудование более универсальным.

С чего начать изготовление листогибочного станка

Чтобы сделать станок для гнутья листового металла, вам понадобится чертеж такого устройства или его подробные фото. Кроме того, следует учесть ряд таких важных факторов, как усилие, которое необходимо будет приложить для использования листогибочного станка, его масса и габариты (от которых зависит мобильность), себестоимость и доступность комплектующих. В итоге получаем следующие исходные параметры.

Максимальная ширина листа, который необходимо будет гнуть, – 1 м.
Максимальная толщина листового материала: оцинковка – 0,6 мм, алюминий – 0,7 мм, медь – 1 мм.
Количество рабочих циклов, которые будут осуществляться без переналадки или ремонта, – 1200.
Максимальный угол сгиба металлопрофиля, получаемый без ручной доводки, – 120 градусов.
Крайне нежелательно использование заготовок из специальных сталей (например, из нержавейки).
В конструкции листогиба следует избегать сварных соединений, плохо переносящих знакопеременные нагрузки.
Следует максимально ограничить количество деталей листогибочного станка, которые вам необходимо будет заказывать на стороне, прибегая к помощи токарей или фрезеровщиков.

Очень сложно найти чертеж устройства, которое бы удовлетворяло всем этим требованиям, но можно доработать наиболее удачное из них.

Самая популярная конструкция листогиба и ее улучшение

Конструкцию ручного листогибочного станка, показанную на чертеже №1, можно без труда усовершенствовать. По приведенному чертежу видно, что приспособление для гибки листового металла состоит из таких элементов, как:

Чертеж №1: Для постройки нашего листогибочного станка мы применим данную схему

подушка, изготовленная из дерева;
опорная балка из швеллера 100–120 мм;
щечка, для изготовления которой используется лист толщиной 6–8 мм;
подвергаемый обработке лист материала;
прижимная балка, сделанная из уголков 60–80 мм, соединяемых при помощи сварки;
ось для вращения траверсы (изготавливается из металлического прутка диаметром 10 мм);
сама траверса – это уголок с размерами 80–100 мм;
рукоятка приспособления, изготавливаемая из прутка диаметром 10 мм.

У траверсы листогиба (пункт 7), которую согласно изначальному чертежу предполагается делать из уголка, условно показан вариант исполнения из швеллера. Такая модернизация в разы увеличит выносливость траверсы, которая при использовании уголка в определенный момент неизбежно прогнется посередине и перестанет в этом месте создавать качественный сгиб лист. Замена на швеллер позволит делать не 200 сгибаний без рихтовки или замены данного элемента (что при более-менее активной работе весьма немного), а более 1300.

Конструкцию такого листогибочного станка, сделанного в домашних условиях, можно еще дополнительно усовершенствовать, что сделает его более эффективным и универсальным.

Чертеж №2: Основные элементы листогиба

Чертеж №2 позволяет более детально разобраться в конструкции самодельного листогиба:

самодельная струбцина, сделанная из подходящего уголка (40-60 миллиметров) и винта с пяткой и воротком;
щечка;
швеллер, выступающий в роли опорной балки станка;
кронштейн прижимной балки, выполненный из уголка 110 миллиметров;
сама прижимная балка листогиба;
ось вращения траверсы;
сама траверса.

Усиливаем прижимную балку

Ниже мы рассмотрим схему усиления прижимной планки. Однако, если в качестве прижима у вас изначально будет достаточно массивный уголок, а гнуть чрезмерно толстые листы на своем листогибе вы не планируете, то вполне можно обойтись без усиления прижимной планки описанным способом.

Чтобы продлить срок службы прижимной балки и сделать его сопоставимым со сроком службы траверсы, следует дополнить данный элемент конструкции, который изначально по чертежу выполнен из уголка, основой из металлической полосы с размерами 16х80 мм. Переднему краю данной основы нужно придать угол 45 градусов, чтобы выровнять ее плоскость с плоскостью самого прижимного уголка, а непосредственно рабочей кромке данного элемента следует сделать фаску около 2 миллиметров.

На чертеже №2 полученная деталь в разрезе указана на дополнительном рисунке вверху справа. Эти меры позволят металлу прижима работать не на изгиб (что крайне нежелательно), а на сжатие, тем самым многократно увеличивая срок службы без ремонта.

Дополнительный 60-й уголок, приваренный к задней полке основного прижимного уголка, будет сдерживать его от выгибания вверх. На чертеже №2 более детально это показано на дополнительном рисунке вверху слева.

Также следует позаботиться о фрезеровке нижней плоскости прижимной балки, которая и формирует сгиб. Неровность данной плоскости, согласно общепринятым правилам, не должна превышать половины толщины сгибаемой заготовки. В противном случае согнуть заготовку ровно, без вздувшейся линии сгиба, не получится. Следует иметь в виду, что отдавать балку на фрезеровку следует только тогда, когда на ней уже есть все сварные швы, поскольку их выполнение приводит к изменению геометрических параметров конструкции.

Повышаем надежность креплений станка

В листогибочном станке есть еще один большой недостаток – схема его крепления к рабочему столу. Струбцины, которые предусмотрены в данном приспособлении, являются очень ненадежным вариантом крепления, особенно если учитывать быструю утомляемость сварных швов. От таких крепежных элементов можно вообще отказаться, что также позволит избежать необходимости использования сварных соединений и щек. Решить эту задачу позволяют следующие действия:

изготовление опорной балки, которая будет выступать за пределы рабочего стола;
проделывание U-образных проушин на концах опорной балки;
крепление опорной балки к рабочему столу при помощи болтов (М10) и фасонных гаек с лапами.

Если щек в усовершенствованном листогибочном станке уже не будет, то как к нему прикрепить траверсу? Решить такой вопрос можно достаточно просто: использовать для этого дверные петли-бабочки, которые обычно применяются для навешивания тяжелых металлических дверей. Крепить такие петли, обеспечивающие достаточно высокую точность, можно при помощи винтов с потайной головкой. На чертеже №2 это дополнительно проиллюстрировано внизу справа.

Согнуть на листогибочном станке с траверсой, закрепленной на петли-бабочки, можно множество заготовок, так как эти петли отличаются очень высокой надежностью.

Конструкция в сборе

После сборки усовершенствованное приспособление для получения металлопрофиля выглядит следующим образом:

укрепленная опорная балка;
маховик – резьбовой элемент;
балка, обеспечивающая прижим заготовки;
струбцина для крепления устройства к рабочему столу;
траверса, с помощью которой, собственно, и можно согнуть обрабатываемую заготовку.

На чертежах указаны прижимные маховики, которые на практике мало у кого найдутся. Чаще используют обычные винты с приваренными воротками. После приварки воротков необходимо обязательно прогнать резьбу на них, так как сварка может повлиять на нее крайне отрицательно.

Чертежи еще одного варианта листогиба

Подробные чертежи очень схожего по конструкции листогиба, но отличающегося креплением траверсы. На схемах приведены размеры, которые, конечно же, можно менять в зависимости от предполагаемой эксплуатации станка.

Опорная балка Чертеж опорной балки Торец траверсы Чертеж траверсы
Прижимная балка Чертеж прижимной балки Общий вид в сборе Крепление прижима

Что такое зиг-машина и как ее сделать

Зиг-машина (или зиговочное приспособление) позволяет согнуть на изделиях из листового металла бортики жесткости, которые и называются зигами. Такие машины относятся к категории специального оборудования и могут быть выполнены с электрическим или ручным приводом. Ручные зиг-машины, также закрепляемые при помощи струбцины, могут иметь достаточно компактные размеры и переносятся в обычной сумке для рабочих инструментов.

Такие приспособления позволяют за один проход сделать качественную отбортовку не только на круглых изделиях (тех же обечайках металлических емкостей), но и на прямолинейных металлических листах. Эти устройства являются просто незаменимыми при изготовлении отдельных частей кровельных конструкций.

Рабочими элементами зиг-машины выступают вальцы-ролики, а ее использование позволяет значительно сэкономить на приобретении элементов кровельной конструкции, произведенных в заводских условиях. Если посмотреть видео, в котором показана работа такого устройства, становится понятно, что пользоваться им можно даже по месту непосредственного монтажа кровельной конструкции.

Чтобы правильно выбрать приспособление для изготовления гнутых элементов из листового металла, можно придерживаться следующих рекомендаций.

Для домашнего мастера, который испытывает потребность в листогибочном станке периодически, вполне подойдет простейшее устройство, изготовленное из подручных средств.
Тем, кто время от времени занимается выполнением заказов на монтаж кровли, понадобятся ручной станок для гибки листового металла и простейшая зиг-машина.
Специалистам, которые на постоянной основе занимаются изготовлением элементов для кровельных конструкций и жестяными работами, необходимо заводское устройство для гнутья листового металла.
Ручной пригодится тем, кто профессионально занимается изготовлением элементов кровельных конструкций. Оптимальным для таких специалистов является профессиональное оборудование, отличающееся более высокой надежностью и долговечностью.

Листогиб российского производства СКС-2в1, цена 64 тысячи рублей

Если в ваши планы все-таки входит активное использование самодельного листогиба для работы на более-менее большом потоке, то будьте готовы к тому, что в определенный момент ваше производство может остановиться из-за поломки. Так как используемая домашними мастерами сталь для производства листогибочных станков своими руками, скорее всего, не выдержит высокой нагрузкой, быстро устанет и просто поплывет.

А вот для бытового, не особо нагруженного применения домашний листогиб станет отличным помощником и позволит сэкономить немалые деньги. Нужно учитывать этот момент и не ждать от простого самодельного станка чудес выносливости и производительности.

Перед изготовлением листогибочного станка своими руками можно не только изучить многочисленные чертежи подобных устройств, размещенные в Интернете, но и посмотреть обучающее видео. Возможно, кому-то размер описанного листогиба покажется слишком маленьким, тогда можно рассмотреть вариант самодельного листогиба более крупного формата. Разумеется, это уже не мобильный станок, он подойдет для небольшого частного цеха:

Преимущества самодельного листогиба

Изготовлением листогибочного станка своими руками или же приобретением ручного проходного листогиба часто интересуются те, кто хочет прилично сэкономить на покупке профнастила серийного производства. Несложная теоретическая арифметика показывает: если самостоятельно гнуть с помощью такого приспособления профнастил, то стоимость последнего будет на 40% ниже по сравнению со стоимостью заводских изделий. Но не все так просто.

Если приобретать заводской проходной станок для профнастила ручного типа с прицелом на небольшое собственное производство, то он обойдется примерно в 60 тысяч рублей. Между тем такой ручной листогибочный станок не гарантирует стабильного качества получаемого с его помощью профнастила. Проблема в том, что прокатка в один проход с большой долей вероятности будет приводить к появлению перетянутых углов, от которых впоследствии могут пойти трещины. А прокатывать один лист многократно, постепенно меняя степень прижима, слишком долго, трудоемко и в итоге нерентабельно. Но зато более простые детали из листовой стали изготавливать в его помощью вполне удобно.

За полноценную прокатную линию китайского производства для профнастила придется отдать порядка 20 000 долларов. Разумеется, она потребляет достаточно много электроэнергии (от 12 кВт) и для ее установки необходимо помещение большой площади, что явно не вписывается в планы и бюджет большинства домашних мастеров.

Самое главное, что следует учитывать при приобретении листогибочного станка, – это возможность его быстрой окупаемости. Добиться этого мастеру, который применяет такое приспособление в частном порядке, достаточно сложно. В этом случае целесообразнее использовать самодельный листогиб, который пригоден для изготовления гнутых листовых изделий любого типа. С помощью такого оборудования можно гнуть как листы с типовыми размерами, так и нестандартную продукцию, которая очень востребована при проведении кровельных работ, а также многих других.

Как устроен листогибочный станок

Прежде чем задаваться вопросом о том, как сделать листогиб, следует разобраться в особенностях конструкции такого оборудования. В первую очередь, такие устройства отличаются типом своего привода. Так, различают приспособления с механическим, электрическим, гидравлическим и ручным приводом.

В листогибочных станках с механическим приводом может использоваться маховик с фрикционом и кривошипом или система блоков, рычагов и тросов с падающим грузом. Такие устройства, отличающиеся ударным импульсом в начале рабочего хода, который затем постепенно ослабевает, далеки от идеала в плане качества результата из-за механики своей работы и применяются все реже.

КПД оборудования для гибки листового металла, на котором установлен электрический привод, заметно падает при увеличении нагрузки в виде уменьшения размера заготовки или же увеличения ее прочности. Если попытаться согнуть на таком листогибочном станке заготовку из жесткого металла (например, из нержавейки), можно столкнуться с тем, что ротор электродвигателя начнет проскальзывать, снижая крутящий момент и увеличивая потребление электроэнергии.

Точно подстраивать развиваемое усилие под сопротивление обрабатываемой заготовки позволяет оборудование с гидравлическим приводом, но оно и стоит недешево. Обычный гидравлический домкрат, который тоже можно использовать в качестве привода для гнутья листового металла, не обеспечивает равномерного распределения усилия от него по всей длине сгиба.

Если резюмировать все вышесказанное, получается, что ручной листогиб является оптимальным вариантом для домашних мастеров. Изготовить его можно в различном конструктивном исполнении.

(голосов: 5 , средняя оценка: 5,00 из 5)

Такой технологический процесс, как гибка листового металла представляет собой своеобразную технологическую операцию штамповки. В результате воздействия штампов на плоский лист металла получают изогнутую деталь со всеми необходимыми параметрами, заданными чертежом. То есть из обычного плоского металла можно создать пространственную фигуру нужных параметров.

Разновидности и применение процесса гибки листов металла

Есть несколько видов гибки листового металла :

Одноугловая гибка,

Двухугловая гибка,

Многоугловая гибка,

Закатка,

Завивка

Чеканка,

Плющение.

Применение таких изогнутых деталей довольно широкое, в каждой сфере деятельности нам встречаются листовые изделия из металлов и сплавов, которые были подвергнуты какой-либо обработке и сгибанию для придания нужной формы. Гибка листового металла применима:

Для автомобильных компонентов;

Для мебели;

Для дверей;

Для деталей, предназначенных для железнодорожной отрасли промышленности;

В авиации;

В электронике;

В судостроении;

В строительстве.

Несмотря на то, что процесс кажется довольно простым и быстрым, технология гибки листового металла – сложная и требующая внимания работа. Чтобы согнуть металл в виде листов, необходимо приложить мощную силу, особенно это касается изделий большой толщины.

Перед тем, как начинать технологический процесс гибки металла, необходимо составить полный список требований к конечному изделию. К наиболее важным факторам относят:

Определение точного угла гиба изделия;

Определение постоянного угла гиба на всей длине;

А также определение плоскостности отгибаемой поверхности.

Эти три фактора и определяют идеальный угол сгиба металлического листа.

Для сгибания листов металла применяются специализированные станки, которые подгоняют исходный металл под все заданные параметры. Подобные станки могут согнуть лист металла и сформировать идеальное изделие с требуемой конфигурацией.

На гибку листов металла похож такой технологический процесс, как сварка. Однако затраты на проведение сварки и длительность проведения операции в этом случае будут намного больше. Именно поэтому гибка листового металла является наиболее подходящим вариантов для эффективности производства.

Одноугловая, или свободная, гибка листов металла

Что касаемо видов гибки листов, то одноугловая гибка представляет собой простейший процесс гибки, при котором внутренние поверхности листового металла сжимаются под воздействием внешней силы, а внешние поверхности растягиваются. Таким образом, лист металла сгибается под одним углом. Этот метод еще называют свободной гибкой металла.

Особенность свободной гибки листового металла заключается в том, что оборудование, которое позволяет выполнять этот процесс, состоит из так называемой матрицы, действующей непосредственно на лист металла, и стенок, на которые этот лист опирается при давлении матрицы. Между стенками и листом есть воздушный зазор.

Если же воздушный зазор отсутствует, а стенки плотно прилегают к листу металла, то этот метод называется калибровка.

Преимущества свободной гибки

К плюсам данного метода можно отнести:

Возможность получить любой угол сгиба металла: от показателя угла раскрытия матрицы до 180 градусов.

Экономия на затраты для инструмента.

Свободная гибка требует меньше усилия, в отличие от калибровки.

Для свободной гибки необходим самый простой пресс с минимальным усилием.

К недостаткам такого рода деформации листового металла можно отнести:

Неточность углов гибки при использовании тонкого металла;

Точность копирования углов снижается при использовании металла разного качества.

Данный метод нельзя использовать для специфических гибочных процессов.

Детальнее можно ознакомиться с оборудованием, предназначенным для гибки листового металла , приняв участие в международной выставке, которую организовывает ЦВК «Экспоцентр». На данном форуме будут представлены различные приборы, инструменты и оборудование для металлообработки, включая станки и прессы для гибки металлических листов.

Благодаря проведению подобных форумов и выставок оборудования отрасль металлургии и обработки металлов развивается, на заводах появляются новые технологии и приборы, что влияет на качество изделий и длительность их изготовления.

Гибка стальных изделий с небольшими габаритными размерами поперечного сечения выполняется, как правило, в холодном состоянии. Процесс заключается в необратимом изменении продольной или поперечной оси деформируемой заготовки.

Виды гибки различаются по следующим параметрам:

Технология гибки профилированным инструментом

Все рассматриваемые далее процессы ведутся с применением специализированного инструмента – штампов . Рабочими деталями любого гибочного штампа являются пуансон и матрица. Пуансон – подвижная часть штампа – закрепляется. Как правило, в верхней его половине, и при перемещении ползуна двигается возвратно-поступательно. Матрица – неподвижная часть штампа – располагается в нижней его половине, которая фиксируется на столе оборудования.

Точность штамповки профилированным инструментом зависит от:

При проектировании рабочего профиля гибочных пуансонов и матриц основным фактором является не технологическое усилие (при всех вариантах гибки оно невелико), а так называемое упругое последействие металла заготовки, называемое пружинением .

В результате пружинения металл всегда стремится вернуться к своей первоначальной форме, а интенсивность этого стремления зависит от предела пластичности. Мягкие металлы (алюминий, медь, сталь с процентом углерода до 0,1% и пр.) распружинивают на 3…8%, а латуни, средне- и высокоуглеродистые стали — на 12…15% .

Учёт пружинения производится по нескольким вариантам:

Изготовлением пуансонов и матриц с рабочим профилем, который учитывает будущее пружинение (например, если требуется согнуть заготовку на угол 60 0 , при ожидаемом пружинении металла 10 0 , то профиль инструмента выполняют под углом 70 0). Коэффициенты пружинения определяются по таблицам, в зависимости от марки материала и толщины заготовки.
Изготовления пуансонов с поднутрением , куда затекает деформируемый металл. При этом силы упругого последействия нейтрализуются усилием пластического деформирования заготовки.
Введением дополнительного калибрующего перехода , когда происходит доштамповка изделия. Способ непроизводителен, поскольку увеличивает трудоёмкость гибки.
Снижением скорости деформирования и оставления металла под нагрузкой в течение некоторого времени, пока не исчезнут силы инерции в деформируемом сечении. Это возможно только на гидравлических прессах, либо прессах со специальным, кривошипно-коленчатым приводом.

Износ гибочного инструмента неравномерен: интенсивнее изнашиваются пуансоны и матрицы в местах перегиба исходного профиля , в то время, как стойкость периферийных участков намного выше. Тем не менее, инструмент подлежит восстановлению или ремонту (чаще всего изношенные участки наплавляют, а затем шлифуют в размер).

Для гибки пластичных материалов используют пуансоны и матрицы, изготавливаемые из углеродистых инструментальных сталей типа У10 или У12 по ГОСТ 1435 . Заготовки из материалов с повышенным значением временного сопротивления деформируют пуансонами и матрицами из легированных инструментальных сталей типа 9ХС или Х12М по ГОСТ 5950 .

К числу основных видов оборудования для гибки в штампах относят:

Листогибочные вертикальные прессы с механическим приводом (в отечественном прессостроении эти машины имеют обозначение И13_ _ причём две последние цифры указывают на номинальное усилие).
Листогибочные прессы горизонтального исполнения (серия И12_ _).
Универсальные многоползунковые листогибочные автоматы (серия А72_ _).

Технология гибка профилированным инструментом имеет свои ограничения:

При штамповке на прессах всегда имеется стадия возвратного хода , когда деформирования не происходит, поэтому производительность снижается ;
На одном комплекте штампов можно изготовить деталь строго определённого типоразмера . Частичным выходом из положения является установка на столе пресса нескольких комплектов разных пуансонов и матриц, для деталей, требующих одинаковое значение рабочего хода ползуна пресса;
Штампы представляют собой технически сложный инструмент , себестоимость которого довольно высока. Это негативно сказывается на цене конечной продукции;
При гибке сортовых профилей в местах перепадов поперечного сечения заготовки возможны трещины .

Исходя из этого, гибку непрофилированным инструментом стоит использовать лишь при значительных программах выпуска деталей.

Этот способ гибки основан на использовании ротационного инструмента . При этом деформирование происходит вследствие пропускания заготовки в зазор между непрерывно вращающимися валками . Валки расположены так, что в результате такого прохода изделие приобретает необходимую кривизну.

Качественная гибка сортового проката – швеллера, двутавра, уголка – возможна только таким способом, поскольку при этом на результат никак не повлияют параметры поперечного сечения заготовки.

При обработке тонколистового металлопроката гибка происходит по окружности, а сортового проката – по дуге окружности, которая выставляется изменением расстояния между рабочими валками.

Наибольшее распространение приобрели трёхвалковые листо- и сортогибочные машины . Два валка – нижних – являются опорными, в третий – верхний – нажимным. Классификация валковых гибочных машин может быть выполнена по следующим признакам:

По расположению валков относительно вертикальной оси оборудования – симметричном и асимметричном. При симметрично расположенных валках нажимной размещается строго посредине, а при асимметричной схеме нажимной валок располагается над одним из опорных валков.
По ширине валков , что определяет технологические возможности оборудования: чем длиннее валки, тем большей ширины лист можно согнуть на данном установке.
По наличию дополнительных валков , установленных либо до, либо после основных. Такое оборудование выполняет не только гибку, но и последующую правку изделий.
По относительному расположению рабочих валков , которое может быть в горизонтальной или вертикальной плоскости. Последнее менее удобно, однако иногда целесообразно, поскольку в результате уменьшаются габаритные размеры оборудования в плане.

Поскольку при ротационной гибке усилие прилагается не в точке контакта, а по дуге, то удельная нагрузка на ролики невелика, что, во-первых, увеличивает их стойкость, а, во-вторых, даёт возможность использовать для их изготовления менее дорогие инструментальные стали.

Валковый инструмент, в отличие от штампового – универсальный, поэтому ротационная гибка эффективна при любых программах выпуска конечной продукции.

Последовательность действия листо- и сортогибочных машин. Гибка обечаек.

Гибка на листогибочном оборудовании с симметричным расположением рабочих валков включает в себя следующие стадии:

Заправку листа в пространство между валками, при этом передняя кромка заготовки должна лечь на второй опорный валок;
Опускание верхнего валка до положения, при котором гарантированно обеспечивается нужная кривизна изгибаемого профиля;
Включение привода , в результате чего лист силами трения захватывается валками проходит сквозь рабочую зону, приобретая необходимую форму;
Заправку следующей заготовки , с повторением цикла деформирования.

Изделие, прошедшее сквозь рабочую зону, не будет продеформировано на участке переднего и заднего края листа на величину, равную половине расстояния между опорными валками. Подгибку производится выполнять вручную, что неудобно. Поэтому при необходимости гибки профиля по всей длине заготовки следует использовать ротационные машины с асимметричной компоновкой . Задний конец при этом гарантированно подгибается, а для переднего достаточно завести лист с обратной стороны. Таким образом из листового металла получается обечайка (открытый цилиндрический или конический элемент конструкции).

Для возможности гибки листа разной толщины в машинах предусматривается регулировка расстояния между нижними валками . Для этого перемещают подшипники, в которых вращаются оси этих валков. Доступна и замена валка на инструмент с увеличенным диаметром, что потребуется при ротационной гибки более толстых заготовок.

Аналогичным образом действуют и сортогибочные машины. Они также выполняются трёхвалкового исполнения, и состоят из следующих узлов:

Станины .
Роликов , рабочий профиль которых соответствует сечению сортового проката.
Боковых роликов , обеспечивающих прямолинейность движения заготовки.
Поперечнины, ограничивающей перемещение заготовки в поперечном направлении (для симметричных профилей, например, швеллеров, поперечина переводится в нерабочее положение.
Механизма заправки профиля в рабочее пространство между валками.
Электродвигателя .
Промежуточных зубчатых передач .
Системы включения привода .

Настройка сортогибочной машины на нужный радиус гиба производится маховичком винтового механизма. Небольшие типоразмеры сортового проката гнут на машинах с горизонтальным расположением рабочих валков. Более универсальными считаются сортогибочные машины с вертикальной компоновкой.

Маркировка ротационных гибочных машин отечественного производства:

И22_ _ — листогибочные трёхвалковые;
И42_ _ — листогибочные четырёхвалковые;
И32_ _ — сортогибочные трёхвалковые;
И33 — сортогибочные многовалковые.

Гибка" звучит как простой процесс, но в действительности, он очень сложен.
"Лист" и "гибка" не очень ассоциируются с высокой технологией. Однако, для того, чтобы гнуть "непослушный" лист необходимы специальные знания и большой опыт. Объясните техническому специалисту, который не знаком с листовым металлом, что в нашем высокотехничном мире невозможно постоянно получать при гибке угол 90°, не меняя параметров настройки. То получается, а то - нет!

Без изменения программы угол будет меняться, если, например, лист толщиной 2 мм сделан из нержавеющей стали или алюминия, если его длина - 500 мм, 1000 мм или 2000 мм, если гибка производится вдоль или поперек волокон, если линия гибки находится в окружении пробитых или прорезанных лазером отверстий, если лист имеет различную упругую деформацию, если поверхностное упрочнение, вследствие пластической деформации, сильнее или слабее, если... если...

КАКОЙ МЕТОД ГИБКИ ВЫБРАТЬ?

Различается 2 основных метода:
Мы говорим о "воздушной гибке" или "свободной гибке", если между листом стенками V-образной матрицы существует воздушный зазор. В настоящее время это наиболее распространенный метод.
Если лист прижат полностью к стенкам V-образной матрицы, мы называем этот метод "калибровкой". Несмотря на то, что этот метод является достаточно старым, он используется и даже должен использоваться в определенных случаях, которые мы рассмотрим далее.

Свободная гибка

Обеспечивает гибкость, но имеет некоторые ограничения по точности.

Основные черты:

Траверса с помощью пуансона вдавливает лист на выбранную глубину по оси Y в канавку матрицы.
Лист остается "в воздухе" и не соприкасается со стенками матрицы.
Это означает, что угол гибки определяется положением оси Y, а не геометрией гибочного инструмента.

Точность настройки оси Y на современных прессах - 0,01 мм. Какой угол гибки соответствует определенному положению оси Y? Трудно сказать, потому что нужно найти правильное положение оси Y для каждого угла. Разница в положении оси Y может быть вызвана настройкой хода опускания траверсы, свойствами материала (толщина, предел прочности, деформационное упрочнение) или состоянием гибочного инструмента.

Приведенная ниже таблица показывает отклонение угла гибки от 90° при различных отклонениях оси Y.

Преимущества свободной гибки:

Высокая гибкость: без смены гибочных инструментов вы можете получить любой угол гибки, находящийся в промежутке между углом раскрытия V-образной матрицы (например, 86° или 28°) и 180°.
Меньшие затраты на инструмент.
По сравнению с калибровкой требуется меньшее усилие гибки.
Можно "играть" усилием: большее раскрытие матрицы означает - меньшее усилие гибки. Если вы удваиваете ширину канавки, вам необходимо только половинное усилие. Это означает, что можно гнуть более толстый материал при большем раскрытии с тем же усилием.
Меньшие инвестиции, так как нужен пресс с меньшим усилием.

Все это, однако, теоретически. На практике вы можете потратить деньги, сэкономленные на приобретении пресса с меньшим усилием, позволяющего использовать все преимущества воздушной гибки, на дополнительное оснащение, такое как, дополнительные оси заднего упора или манипуляторы.

Недостатки воздушной гибки:

Менее точные углы гибки для тонкого материала.
Различия в качестве материала влияют на точность повторения.
Не применима для специфических гибочных операций.

Совет:

Воздушную гибку желательно применять для листов толщиной свыше 1,25 мм; для толщины листа 1 мм и менее рекомендуется использовать калибровку.
Наименьший внутренний радиус гибки должен быть больше толщины листа. Если внутренний радиус должен быть равен толщине листа -рекомендуется использовать метод калибровки. Внутренний радиус меньше толщины листа допустим только на мягком легко деформируемым материале, например меди.
Большой радиус может быть получен воздушной гибкой путем использования пошагового перемещения заднего упора. Если большой радиус должен быть высокого качества, рекомендуется только метод калибровки специальным инструментом.

Какое усилие?
По причине различных свойств материала и последствий пластической деформации в зоне гибки, определить требуемое усилие можно только примерно.
Предлагаем вам 3 практических способа:

1. Таблица

В каждом каталоге и на каждом прессе вы можете найти таблицу, показывающую требуемое усилие (Р) в кН на 1000 мм длины гиба (L) в зависимости от:

толщины листа (S) в мм
предела прочности (Rm) в Н/мм2
V - ширины раскрытия матрицы (V) в мм
внутреннего радиуса согнутого листа (Ri) в мм
минимальной высоты отогнутой полки (B) в мм

Пример подобной таблицы
Необходимое усилие для гибки 1 метра листа в тоннах. Предел прочности 42-45 кг/мм2.
Рекомендуемое соотношение параметров и усилия

2. Формула

1,42 - это эмпирический коэффициент, который учитывает трение между кромками матрицы и обрабатываемым материалом.
Другая формула дает похожие результаты:

3. "Правило 8"

При гибке низкоуглеродистой стали ширина раскрытия матрицы должна в 8 раз превосходить толщину листа (V=8*S), тогда Р=8хS, где Р выражается в тоннах (например: для толщины 2 мм раскрытие матрицы \/=2х8=16 мм означает, что вам необходимо 16 тонн/м)

Усилие и длина гиба
Длина гиба пропорциональна усилию, т.е. усилие достигает 100% только при длине гиба 100%.
Например:

Cовет:
Если материал ржавый или не смазан, следует добавлять 10-15% к усилию гиба.

Толщина листа (S)
DIN допускает значительное отклонение от номинальной толщины листа (например, для толщины листа 5 мм норма колеблется между 4,7 и 6,5 мм). Следовательно, вам нужно рассчитывать усилие только для реальной толщины, которую вы измерили, или для максимального нормативного значения.

Предел прочности на растяжение (Rm)
Здесь также допуски являются значительными и могут оказывать серьезное влияние при расчете требуемого усилия гиба.
Например:
St 37-2: 340-510 Н/мм2
St 52-3: 510-680 Н/мм2

Совет:
Не экономьте на усилии гиба! Предел прочности на растяжение пропорционален усилию гиба и не может быть подогнан, когда вам это нужно! Реальные значения толщины и предела прочности являются важными факторами при выборе нужного станка с нужным номинальным усилием.

V - раскрытие матрицы
По эмпирическому правилу, раскрытие V-образной матрицы должно восьмикратно превосходить толщину листа S до S=6 мм:
V=8xS
Для большей толщины листа необходимо:

V=10xS или
V=12xS

Раскрытие V-образной матрицы обратно пропорционально требуемому усилию:
большее раскрытие означает меньшее усилие гиба, но больший внутренний радиус;
меньшее раскрытие означает большее усилие, но меньший внутренний радиус.

Внутренний радиус гиба (Ri)
При применении метода воздушной гибки большая часть материала подвергается упругой деформации. После гибки материал возвращается в свое первоначальное состояние без остаточной деформации ("обратное пружинение"). В узкой области вокруг точки приложения усилия материал подвергается пластической деформации и навсегда остается в таком состоянии после гибки. Материал становится тем прочнее, чем больше пластическая деформация. Мы называем это "деформационным упрочнением".

Так называемый "естественный внутренний радиус гибки" зависит от толщины листа и раскрытия матрицы. Он всегда больше чем толщина листа и не зависит от радиуса пуансона.

Чтобы определить естественный внутренний радиус, мы можем использовать следующую формулу: Ri = 5 x V /32
В случае V=8хS, мы можем сказать Ri=Sх1,25

Мягкий и легкодеформируемый металл допускает меньший внутренний радиус. Если радиус слишком маленький, материал может быть смят на внутренней стороне и растрескаться на внешней стороне гиба.

Совет:
Если вам нужен маленький внутренний радиус, гните на медленной скорости и поперек волокон.

Минимальная полка (В):
Во избежание проваливания полки в канавку матрицы, необходимо соблюдать следующую минимальную ширину полки:

Упругая деформация

Часть упруго деформированного материала "спружинит" обратно после того, как усилие гиба будет снято. На сколько градусов? Это уместный вопрос, потому что важен только реально полученный угол гиба, а не рассчитанный теоретически. Большинство материалов имеют достаточно постоянную упругую деформацию. Это означает, что материал той же толщины и с тем же пределом прочности спружинит на одинаковую величину при одинаковом угле гибки.

Упругая деформация зависит от:

угла гибки: чем меньше угол гибки, тем больше упругая деформация;
толщины материала: чем толще материал, тем меньше упругая деформация;
предела прочности на растяжение: чем выше предел прочности, тем, больше упругая деформация;
направления волокон: упругая деформация различна при гибке вдоль или поперек волокон.

Продемонстрируем сказанное выше для предела прочности, измеряемой при условии V=8хS:

Все производители гибочного инструмента учитывают упругую деформацию, когда предлагают инструмент для свободной гибки (например угол раскрытия 85° или 86 ° для свободных гибов от 90° до 180°).

Калибровка

Точный - но негибкий способ

При этом методе угол гиба определен усилием гиба и гибочным инструментом: материал зажат полностью между пуансоном и стенками V образной матрицы. Упругая деформация равняется нулю и различные свойства материала практически не влияют на угол гиба.

Грубо говоря, усилие калибровки в 3 -10 раз выше усилия свободной гибки.

Преимущества калибровки:

точность углов гиба, несмотря на разницу в толщине и свойствах материала
возможно выполнение всех специальных форм с помощью металлического инструмента
маленький внутренний радиус
большой внешний радиус
Z-образные профили
глубокие U-образные каналы
возможно выполнение всех специальных форм для толщины до 2 мм с помощью стальных пуансонов и матриц из полиуретана.
превосходные результаты на гибочных прессах, не имеющих точности, достаточной для свободной гибки.

Недостатки калибровки:

требуемое усилие гиба в 3 - 10 раз больше, чем при свободной гибке;
нет гибкости: специальный инструмент для каждой формы;
частая смена инструмента (кроме больших серий)

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.

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

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

В зависимости от размера и вида заготовки, а также требуемых характеристик продукции после деформирования, в качестве используются:

Вертикальные 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 , 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

Здесь, и в дальнейшем речь пойдет о процессах штамповки листового металла в холодном состоянии.

Разработка проводится в следующей последовательности:

Анализируется конструкция детали.
Рассчитывается усилие и работа процесса.
Подбирается типоразмер производственного оборудования.
Разрабатывается чертеж исходной заготовки.
Рассчитываются переходы деформирования.
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 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).

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

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.

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 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.

КАТЕГОРИИ