Гибка листового металла: технология, способы

СОДЕРЖАНИЕ

• Область применения листового металла
• Основные приемы гибки листового металла
• V-образная
• Нижнее прессование
• Воздушная гибка
• Чеканка
• U-образная гибка
• Ступенчатая гибка
• Валковая гибка
• Гибка с вытеснением
• Ротационная гибка
• Возврат при гибке листового металла

Гибка листового металла является одной из основных операций при работе с таким видом заготовок. Для получения результата используют станки и ручные инструменты, если толщина стали до 0,6 мм. Если она достигает 4 мм, то ее нагревают.

Гибка – это одновременные процессы растягивания и сжимания. Снаружи металл растягивается, внутри укорачивается. Технология позволяет выбрать нужный угол, вальцовку. Подробнее об особенностях процесса гибки листового металла читайте в нашем материале.

Область применения листового металла

Широкое распространение получил такой строительный материал, как металлические листы – из него сооружают заборы, ворота, ограждения, временные постройки, а также изготавливают емкости разных размеров и конфигураций. Листовой металл применяется в судостроении, автомобильной промышленности и машиностроении. Это далеко не все области использования металлических листов.

Существует два вида изделий – листы из черного и цветного металла. Первые производятся из стали, в том числе нержавеющей, и чугуна. Цветной листовой металл изготавливается из меди, титана, свинца, цинка, алюминия. Применяют и сплавы этих и других элементов, что позволяет придавать изделиям необходимые свойства. Используют цветной листовой прокат в пищевой и химической промышленности, при строительстве и дизайне жилых помещений, а также во множестве других сфер.

Способ производства также оказывает влияние на области применения металлических листов. Стандартными методами изготовления и гибки черного листового металла являются горячий и холодный прокат.

Листы, полученные методом холодного проката, имеют сравнительно низкую себестоимость. Их применение более распространено ввиду возможности снизить расходы при строительстве.

Читайте также: «Автомобильный ножничный подъемник»

Но у этой технологии есть один значительный минус – изготавливаемые листы имеют толщину не более 12 мм. В случае необходимости получить конструкцию большего размера нужно использовать горячекатаную продукцию.

Толстый листовой металл широко используется в различных сферах, например:

• при изготовлении деталей для автомобилей;
• при сборке цистерн и емкостей;
• в военной промышленности и т. д.

Чтобы повысить прочность листового металла, его поверхность дополнительно уплотняют – это способствует повышению стойкости листов к механическому воздействию.

Востребованность тонких металлических листов обусловлена их низкой ценой. Среди областей применения:

• машинное и автомобильное строение – производство кузовных деталей;
• строительство – из тонкого листового металла возводят ограждения и временные строения.

Кроме того, листы металла небольшой толщины применяются для изготовления других строительных материалов – профнастила, металлочерепицы, сэндвич-панелей.

Основные приемы гибки листового металла

Гибка листового металла осуществляется различными способами, каждому из которых присущи определенные преимущества. Зачастую выбор встает между точностью и простотой исполнения – второе свойство нередко оказывается более востребованным.

Простые методы позволяют добиться большей гибкости, для производства листов понадобится не так много инструментов.

V-образная

Общепризнанный метод радиусной гибки листового металла, согласно которому процедуру проводят с использованием пуансона и штампа. Выделяются следующие подвиды: осуществление гибки на основе (нижней гибки), метод «свободной» или «воздушной» гибки и метод чеканки. Почти в 90 % случаев используют технологию воздушной гибки или гибку на основе.

Важно знать технологические нормы и допуски при гибке листового металла. Для определения минимальной длины фланца b (мм) и внутреннего радиуса ir (мм) в зависимости от того, какой толщиной обладает материал t (мм), можно воспользоваться представленной ниже таблицей.

Кроме того, в ней указана ширина матрицы V (мм), необходимая для обработки изделий, имеющих перечисленные в таблице параметры. 

Каждая операция требует определенного тоннажа на метр, что тоже отражено в таблице. Обратите внимание, что для материалов большей толщины и меньших внутренних радиусов нужны большая сила или тоннаж. Выделенные в таблице характеристики – это значения, рекомендованные для проведения работ по гибке металлических изделий.

Предположим, нужно согнуть лист, толщина которого составляет 2 мм. Возьмем значение внутреннего радиуса гибки листового металла в 2 мм. Соответственно, проектирование следует проводить с учетом минимальной длины фланца для гибки в 8,5 мм.

Необходимо обеспечить ширину матрицы 12 мм. Значение тоннажа на метр должно быть 22. Для общей производительности стенда самое низкое возможное значение составляет 100 тонн.

Заготовка имеет линию гибки 3 м, следовательно, рассчитать общую требуемую силу можно так: 22 * 3 = 66 тонн. Значит, что для работы с 3-метровыми листами вполне подойдет обычный верстак при наличии на нем достаточного места.

Читайте также: «Металлические стеллажи для склада»

Нельзя забывать об одном важном моменте. Данные в таблице указаны для конструкционных сталей, предел текучести которых составляет примерно 400 МПа. Для гибки алюминия требуется приложить больше усилий, поэтому тоннаж должен иметь в 2 раза меньшее значение.

Для нержавеющей стали тоннаж, наоборот, должен быть в 1,7 раз выше табличного значения.

Нижнее прессование

По этому способу гибку осуществляют путем прижимания листа металла к поверхности матрицы с помощью пуансона. Соответственно, на значение конечного угла получаемого изделия напрямую влияет угол матрицы. Радиус матрицы определяет, каким внутренним радиусом будет обладать скошенный лист.

По мере того как будет сжиматься внутренняя линия, придется прикладывать все больше усилий. С помощью нижнего прессования удастся добиться требуемой силы, ведь значение конечного угла устанавливается еще до проведения работ. Большее усилие способствует снижению пружинящего эффекта и достижению точных результатов.

Чтобы осуществить гибку деталей из листового металла по методу нижнего прессования, необходимо рассчитать, какую величину должно иметь отверстие матрицы V-образной формы.

Опытным путем выявлено, что значение внутреннего радиуса равно 1/6 ширины проема, поэтому для расчета нужно использовать следующее уравнение:

ir = V/6.

Воздушная гибка

Частичной, или воздушной, называют гибку листового металла, при которой обработка нужной детали производится без соприкосновения с другими деталями изделия – заготовку опирают на две точки и для создания сгиба используют пуансон. Как правило, работу проводят на листогибочном прессе без применения бокового штампа.

Данная технология позволяет получить большой угол сгиба. К примеру, вы обладаете матрицей и пуансоном на 90 градусов. Гибку можно осуществить на 90–180 градусов. Метод уступает в точности штамповке и чеканке, однако его простота является ключевым преимуществом.

При ослаблении нагрузки можно получить неправильный угол из-за упругой отдачи материала, который без труда исправляется небольшим увеличением давления.

Читайте также: «Оборудование для СТО»

Для частичной гибки характерна меньшая точность, чем для нижнего прессования. Важный плюс этого метода заключается в отсутствии необходимости перенастраивать инструмент для гибки листового металла при изменении угла.

Чеканка

Прежде метод был востребованным для чеканки монет в связи с чуть ли не единственной возможностью добиться точности при работе. Техника, которую используют в современной действительности, хорошо поддается контролю и способствует получению точных результатов, поэтому такой способ изготовления монет сейчас не распространен.

Гибка листового металла методом чеканки позволяет добиться высокой точности. Предположим, вы стремитесь к получению изгиба под 45 градусов – в этом случае необходимо использовать матрицу и пуансон, имеющие угол такой же величины. Большего не требуется.

Читайте также: «Размещение товаров на складе»

При проникновении штампа в металл происходит вдавливание углубления в заготовку. Прилагая большое усилие (в 5–8 раз большее, чем при воздушной гибке), можно выполнить работы с высокой точностью. Благодаря эффекту проникновения получаемый изгиб имеет совсем небольшой внутренний радиус.

U-образная гибка

Данная технология схожа с V-образной гибкой. Основные приспособления для гибки листового металла – это пуансон и матрица U-образной формы, обеспечивающие соответствующий изгиб.

Способ отличается своей простотой при работе со стальными U-образными каналами. Однако к нему прибегают реже, ведь для таких профилей необходимо применять и другие методы, которые позволяют добиться большей гибкости.

Ступенчатая гибка

Ступенчатую гибку фактически осуществляют множественными повторениями V-образной гибки. Данная технология имеет второе название – «гибка вразбежку». Получить большой радиус заготовки можно благодаря многократным последовательным изгибам V-образной формы.

Количество и шаг между изгибами влияет на конечный результат – увеличивая число изгибов, можно достичь более гладкого эффекта.

Валковая гибка

С помощью валковой гибки можно получить конусные или трубчатые изделия различной формы. В некоторых случаях этот метод подойдет для получения изгибов большого радиуса. Возможно формирование одного или нескольких изгибов при достаточной мощности машины и необходимом числе рулонов.

В процессе работы пользуются двумя приводными роликами и регулируемым третьим. Движение последнего обеспечивается благодаря силе трения.

При необходимости сгиба изделия с двух концов и посередине следует дополнительно воспользоваться гидравлическим прессом для гибки листового металла либо листогибочным станком. Без их применения конечная деталь будет иметь плоские концы.

Гибка с вытеснением

Технология гибки с вытеснением заключается в зажиме металлического листа между такими приспособлениями, как прижимная подушка и протирочный штамп. Угол конечного изгиба зависит от того, какой формой обладает находящийся снизу штамп.

Лист металла должен быть надежно зажат. Перфоратор следует опустить на свисающий край заготовки, чтобы привести его в соответствие с углом матрицы для протирки. В конечном счете листовой металл подвергается чеканке вокруг штампа.

Ротационная гибка

Следуя методу ротационной гибки, можно избежать царапин на материале – в этом несомненный плюс в отличие от гибки с вытеснением и V-образной гибки листового металла. Благодаря использованию специальных полимерных инструментов можно исключить следы и царапины на поверхности.

С помощью ротационных гибочных станков получится формировать углы менее 90 градусов – это удобно для общих углов.

Читайте также: «Гибочные прессы»

Чаще всего ротационную гибку проводят с использованием двух валков, но возможно применение одного валка. Данная технология подходит для формирования каналов U-образной формы с фланцами, находящимися близко друг к другу, благодаря возможности получить более точный результат по сравнению с другими способами.

Возврат при гибке листового металла

В процессе гибки металлический лист может слегка отскочить при подъеме груза. Следует обеспечить компенсацию этой величины при изготовлении листов. Заготовку сгибают под нужным углом, после чего происходит упругий возврат. В результате изделие обретает необходимую форму.

Не стоит забывать о радиусе гибки листового металла. От внутреннего радиуса напрямую зависит эффект пружины: чем больше радиусная величина, тем он будет сильнее. Использование острого пуансона позволяет добиться небольшого радиуса и избежать пружинения.

Появление пружинящего эффекта обусловлено тем, что в процессе производства на сгибе появляется нейтральная линия, которая делит заготовку на 2 слоя. С разных сторон наблюдается возникновение различных физических процессов. Внутренняя сторона материала подвергается сжатию, а наружная – вытягиванию.

Каждому типу металла соответствуют определенные значения нагрузок, допустимые для них в процессе сжимания и растяжения. Материал менее прочен на разрыв, чем на сжатие.

Это приводит к тому, что достичь статической деформации внутри сложнее. При сжимании слой не способен деформироваться до конца, он стремится вернуться к прежней форме при устранении груза.

Читайте также: «Что такое гидравлический пресс. Принцип работы»

Гибка листового и полосового металла – весьма сложный и трудоемкий процесс. С его помощью металлическому листу можно придать необходимую форму, исключив характерную при сварочных работах деформацию.

Чтобы заготовка обладала необходимыми свойствами, обрабатывать материал следует с учетом всех его особенностей. Необходимо заранее продумать, каким образом можно исключить появление трещин или пружинящего эффекта.