Чтобы придать листовому металлу определенную форму, его необходимо должным образом обработать. В ходе такой обработки наружную поверхность металлического листа подвергают растяжению, а внутреннюю — сжатию, образуя угол. Этот процесс называется гибкой.
Виды и способы гибки
В основном, используют два способа сгибания: ручной и механический. В первом случае при работе с листовым металлом применяют слесарный инструмент (тиски, плоскогубцы, молоток), а во втором варианте задействуют специальное оборудование (пресс, вальцовочный или роликовый станок, станки с ЧПУ). Вручную гнут металлический лист менее 0,6 мм толщиной.
Промышленное формование металлического проката осуществляют также методом скручивания или при помощи сварки, однако именно гибка позволяет сохранять физико-химические свойства материала. Гнутые участки сохраняют целостность, прочность, герметичность, у металла не сокращается срок службы, деталь получается ровной и бесшовной. Помимо этого, обработка происходит в оперативные сроки, а ее стоимость ниже, чем при использовании сварки.
Гибка металлопроката бывает двух типов:
- Холодная — процесс не требует нагревания заготовки.
- Горячая — термическая обработка используется для придания нужной формы сплавам, трудно поддающимся деформации, при толщине заготовки 12-16 мм.
Зачастую гибка металлического проката сопровождается иными методами обработки: вырубка, резка, пробивка. Чтобы создать сложную объемную форму, применяют метод штамповки.
Что происходит с металлическим листом в процессе гибки
При гибке листовой металл испытывает одновременно два типа нагрузки: растяжение и сжатие. Снаружи получаемой формы слои растягиваются, длина металлических волокон увеличивается. С внутренней стороны, напротив, волокна укорачиваются, утягиваются. Полученная в итоге форма детали характеризуется напряженным состоянием металла.
Подготовка
Чтобы получить необходимую форму, используют образец (уже готовую деталь) или специально изготовленную модель в натуральную величину. Второй способ считается более удобным в производстве гнутых элементов из листового металла.
На основе анализа конструкции требуемого изделия создают чертеж, делают расчет необходимых усилий для производства аналогичных деталей, подбирают типоразмер оборудования и определяют нормативные нагрузки процесса деформирования. Затем оценивают соответствие характеристик металла заданным свойствам и пределы деформации.
Речь идет о таких параметрах, как:
- пластичность — способность сплава изменять форму в соответствии с заданной конфигурацией без разрушения;
- упругость (пружинящие свойства) — стремление металла после снятия нагрузки вернуться в изначальное состояние;
- риск искажения заготовки — при каком превышении усилий в ходе штамповки детали ее параметры отклоняются от заданных.
Основные методы гибки
На сегодня в промышленности применяются разнообразные приемы гибки листового металла, одни из которых более просты и требуют меньшего количества инструмента, а другие — более точны. И около 90% выборов делается в пользу простоты изготовления детали.
V-образная гибка. Для метода характерно использования штампа и пуансона. К разновидностям данной операции относятся:
- нижнее прессование (на основе) — заготовка при помощи пуансона прижимается вплотную к стенкам матрицы, которая и определяет форму гиба, его упругость;
- воздушная гибка («свободная») — пуансон не прижимает деталь к внутренней поверхности матрицы, заготовка опирается на короб лишь в двух точках, гиб происходит как бы в воздухе, его угол определяется силой давления;
- чеканка — дает более точный результат, поскольку штамп вдавливает листовой металл в форму и формирует точно такой же угол как у него самого, метод позволяет получить наименьший радиус гиба.
U-образная гибка. Имеет много общего с V-образным приемом, но форма матрицы и пуансона отличаются U-образной формой.
Ступенчатая гибка. Представляет собой последовательную цепочку V-изгибов. Применяется для формирования большего радиуса. Чем меньше шаг, тем более гладким и точным получается гиб.
Валковая гибка. Применяется для изготовления изделий цилиндрической или конусообразной формы. Лист металла прокатывают под давлением между валками, в результате чего приобретает необходимый радиус.
Гибка с вытеснением. Лист металла фиксируют между протирочной матрицей и прижимной подушкой, пуансон под давлением прижимает выступающий край к матрице, вынуждая его принимать заданную форму.
Ротационная гибка. Позволяет получать гиб менее 90 градусов, не оставляет царапины на заготовке. Часто применяется для получения каналов U-образной формы с находящимися близко друг к другу фланцами.
Особенности процесса гибки и способы работы с ними
В зависимости от разных условий, гибка металлопроката моет сопровождаться определенными особенностями.
Возврат при сгибе
При гибке листового металла следует иметь в виду, что сразу после того, как сгибающий груз будет отведен, происходит частичный возврат заготовки к изначальному положению — подобно пружине. Данная особенность связана с реакцией разных слоев металла на сжатие и на растяжение. На воздействие сжатием, которое оказывается с внутренней стороны гиба, прочность выше, чем на растяжение — с наружной стороны. И поэтому сопротивление металла внутри будет сильнее, что и приводит к частичному расправлению заготовки.
Чтобы соблюсти заданные параметры изделия, необходимо рассчитать высоту возврата и компенсировать ее во время процесса гибки. Она отличается от сплава к сплаву, зависит от толщины листа и формы получаемого изделия. Более острый пуансон позволяет практически полностью нивелировать эффект пружины, утверждают специалисты по гибке металла в СПб.
Следы воздействия
При гибке или закалке пластичного металла вручную могут оставаться следы от плоскогубцев, тисков или молотка. Чтобы избежать появления таких отметин, следует воспользоваться деревянными или металлическими накладками на обрабатываемую поверхность или найти услуги гибки металла на станке.
Смещение оси симметрии
При изготовлении симметричных деталей может произойти смещение оси. Чтобы избежать брака, у заготовки должны быть припуски, которые просто удаляются по окончании процесса гибки.
Недостаточная площадь воздействия
При ручной гибке мелких изделий площадь воздействия на деталь нередко оказывается меньше площади бойка молотка. Чтобы не пострадали точность и качество изделия, целесообразно оставлять припуски, которые по окончании операции удаляются.
