Гибка металла: определение, оборудование и технологии

Типы гибки металла в зависимости от инструментов, применяемых при процессе

Для ручной процедуры применяются любые тиски. Это могут быть пассатижи. Второе приспособление – молоток или киянка. Первый более крепкий, работа с ним идет быстро, но если образец имеет хрупкую структуру или очень тонкие стенки, то следует использовать деревянный мягкий молот.

Более сложные операции возможно производить на специализированном оборудовании – листогибах или вальцах. Они бережнее относятся к материалу, а также позволяют добиться точности процесса. Очень удобно, если одна станина подходит для ряда методов металлообработки и может быстро подстраиваться под необходимость, например, совмещать и резку, и изгиб.

Рекомендации опытных мастеров

Холодная деформация сопровождается возникновением огромного числа дислокаций, что приводит к появлению значительных напряжений. Для изделий, которые не испытывают значительных нагрузок в процессе эксплуатации (кровля, жестяные трубы и другие элементы) это не критично. А вот для ответственных изделий, узлов агрегатов подобные напряжения могут послужить концентратором разрушающих сил. Поэтому изделия такого типа в обязательном порядке должны подвергаться рекристаллизационному отжигу, который нормализует структуру и снимает пагубные напряжения.

Величина напряжений и образующихся пустот и пор между зернами металла напрямую зависит от радиуса кривизны, а значит, и от применяемого инструмента для гибки металла. Этот параметр относится к категории справочных данных и зависит от химического состава стали, а также от толщины листового материала. Если радиус кривизны не превышает допустимого значения, то изделие допускается к работе после испытаний на прочность контрольного образца.

Оборудование для гибки

В производственных условиях гибку ведут на так называемых листогибочных прессах серии И13. Они могут изготавливаться с механическим или гидравлическим приводом. Механические двухкривошипные прессы состоят из следующих узлов:

Механический листогибочный пресс серии И — 13

• Сварной двухстоечной станины;
• Электродвигателя;
• Клиноременной передачи;
• Пневмофрикционной системы управления прессом, которая включает в себя сблокированные муфту и тормоз (ввиду относительно небольшого крутящего момента муфта и тормоз часто выполняются однодисковыми);
• Промежуточного вала, на котором размещается понижающая зубчатая передача;
• Главного вала, к которому присоединяется основной исполнительный механизм кривошипно-шатунного типа (число шатунов – обычно два);
• Ползуна, к которому в нижней его части крепится активный рабочий инструмент – пуансон (их может быть несколько) и направляющая плита со втулками.
• Стола, к которому крепится неподвижная часть штампового блока с матрицами, направляющими колонками и устройствами фиксации заготовки в штампе.
• Системы смазки и блока управления листогибочным прессом.

Пресс иб1430Б-02 Листогибочные прессы с гидроприводом (серия И14__) конструктивно мало отличаются от кривошипных, за исключением того, что привод ползуна осуществляется от гидростанции, а сам ползун имеет плунжерное направление. Гибочные прессы с гидроприводом могут обеспечивать изменение скорости перемещения ползуна – от увеличенной на стадии холостого хода, до сниженной в момент начала операции деформирования. Это способствует снижению брака при гибке малопластичных сталей и сплавов.

Гибка металла в условиях промышленного производства. Особенности

На современном этапе технологического развития общества в изготовлении практически любого сложного и не очень изделия в той или иной степени применяется гибка металла: металлические трубы, элементы стального каркаса зданий, автомобили, пружины, рессоры и т.д.

Оборудование для осуществления гибки отличается большим разнообразием, в том числе и по принципу действия: от высокотехнологичных высокоскоростных прессов выдавливания до известных уже несколько сот лет валиков.

В основном на промышленных производствах реализована гибка металлов прессом. Гидравлический агрегат способен развивать очень большое усилие и изгибать даже толстостенные изделия. Работа на таком прессе сопряжена с риском получения травм и даже с риском для жизни. Поэтому одну единицу станочного оборудования обслуживают минимум два человека. А рабочий ход может осуществляться лишь в том случае, если оба рабочих нажмут на соответствующие кнопки.

Типы гибки металлических изделий

Сгибание металла производится вручную и с применением автоматических устройств. В первом случае процесс будет достаточно трудозатратен, потребует использования пассатижей и молотка, в результате на эту процедуру уйдет немало времени.

Гораздо проще и качественнее будет механизация процесса с помощью станков и соответствующих приспособлений. Форму цилиндра изделию придают специальные вальцы. С их помощью создаются дымоходы, желоба, трубные изделия.

Развитие станкостроительного производства позволило достичь сгибания материала для изготовления самых сложных изделий. А быстрая замена рабочего инструмента позволяет максимально эффективно и ускоренно перенастроить станочное устройство.

Оборудование для гибки

В производственных условиях гибку ведут на так называемых листогибочных прессах серии И13. Они могут изготавливаться с механическим или гидравлическим приводом. Механические двухкривошипные прессы состоят из следующих узлов:

Механический листогибочный пресс серии И — 13

• Сварной двухстоечной станины;
• Электродвигателя;
• Клиноременной передачи;
• Пневмофрикционной системы управления прессом, которая включает в себя сблокированные муфту и тормоз (ввиду относительно небольшого крутящего момента муфта и тормоз часто выполняются однодисковыми);
• Промежуточного вала, на котором размещается понижающая зубчатая передача;
• Главного вала, к которому присоединяется основной исполнительный механизм кривошипно-шатунного типа (число шатунов – обычно два);
• Ползуна, к которому в нижней его части крепится активный рабочий инструмент – пуансон (их может быть несколько) и направляющая плита со втулками.
• Стола, к которому крепится неподвижная часть штампового блока с матрицами, направляющими колонками и устройствами фиксации заготовки в штампе.
• Системы смазки и блока управления листогибочным прессом.

Пресс иб1430Б-02

Листогибочные прессы с гидроприводом (серия И14__) конструктивно мало отличаются от кривошипных, за исключением того, что привод ползуна осуществляется от гидростанции, а сам ползун имеет плунжерное направление. Гибочные прессы с гидроприводом могут обеспечивать изменение скорости перемещения ползуна – от увеличенной на стадии холостого хода, до сниженной в момент начала операции деформирования. Это способствует снижению брака при гибке малопластичных сталей и сплавов.

Оборудование

Популярны в промышленной среде листогибы с прессом серии И13. Они могут быть на гидравлике или с механическим приводом. Вторые имеют следующие узлы:

• прочная станина на двух параллельных стойках;
• электрический двигатель;
• ремень для передачи движения;
• пульт управления прессом – муфта и тормоз;
• несколько валов для распределения нагрузки;
• один или несколько пуансонов;
• фиксированные матрицы;
• смазочная система – подача вещества и его распределение.

Также имеет значение перемещение ползуна, который управляетскорстью процесса – сперва она должна быть небольшой, а затем нарастать.

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.

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.

Оборудование для гибки

В производственных условиях гибку ведут на так называемых листогибочных прессах серии И13. Они могут изготавливаться с механическим или гидравлическим приводом. Механические двухкривошипные прессы состоят из следующих узлов:

Механический листогибочный пресс серии И — 13

• Сварной двухстоечной станины;
• Электродвигателя;
• Клиноременной передачи;
• Пневмофрикционной системы управления прессом, которая включает в себя сблокированные муфту и тормоз (ввиду относительно небольшого крутящего момента муфта и тормоз часто выполняются однодисковыми);
• Промежуточного вала, на котором размещается понижающая зубчатая передача;
• Главного вала, к которому присоединяется основной исполнительный механизм кривошипно-шатунного типа (число шатунов – обычно два);
• Ползуна, к которому в нижней его части крепится активный рабочий инструмент – пуансон (их может быть несколько) и направляющая плита со втулками.
• Стола, к которому крепится неподвижная часть штампового блока с матрицами, направляющими колонками и устройствами фиксации заготовки в штампе.
• Системы смазки и блока управления листогибочным прессом.

Пресс иб1430Б-02 Листогибочные прессы с гидроприводом (серия И14__) конструктивно мало отличаются от кривошипных, за исключением того, что привод ползуна осуществляется от гидростанции, а сам ползун имеет плунжерное направление. Гибочные прессы с гидроприводом могут обеспечивать изменение скорости перемещения ползуна – от увеличенной на стадии холостого хода, до сниженной в момент начала операции деформирования. Это способствует снижению брака при гибке малопластичных сталей и сплавов.

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:

• Сгибание листовой стали вручную.
• Механическая обработка.

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.

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

• С помощью данного способа получается более качественное, прочное и долговечное изделие. Участки металла в местах сгибания остаются герметичными, поэтому предмет будет более устойчивым к механическому воздействию.
• Стоимость работ ниже, чем при сварке.
• Гибку выполняют за короткий промежуток времени.
• Если материал сгибается прессованием, то исключается риск появления повреждений. Технология позволяет получать желаемую форму без ущерба для качества. Сохраняются высокие технические характеристики изделия, в частности, прочность.
• Гибку листовой стали используют, чтобы исключить любые изменения физических или химических свойств сплава, поскольку не происходит какого-либо существенного вмешательства в состав.
• С помощью технологии можно изготовить ровные, бесшовные, аккуратные детали.

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

Виды и типы гибки

Любая гибка металла может быть произведена как своими руками, так и с использованием специального профессионального оборудования, предназначенного для этих целей.

Следует отметить, что при выполнении данной технологической операции своими руками придется затратить определенные физические усилия и время.

Видео:

В этом случае гибка осуществляется при помощи плоскогубцев и молотка, в некоторых отдельных случаях используется специальное приспособление.

Следует отметить, что изгибание своими руками тонкого металлического листа, а также алюминия осуществляется с использованием киянки.

На промышленных предприятиях этот процесс стараются всячески автоматизировать и используют непосредственно для гибки вальцы ручного или гидравлического типов, а также специальные роликовые агрегаты.

К примеру, чтобы придать изделию цилиндрическую форму, изгиб металла осуществляют при помощи вальцев. Таким образом получают трубы, дымоходы, желоба и многое другое.

Наиболее часто на промышленных предприятиях гибка металла производится на специальных листогибочных прессах.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Показатели температуры плавления латуни

В зависимости от функциональных возможностей такие прессы могут иметь различное устройство и, соответственно, размеры.

Следует отметить, что современное оборудование позволяет выполнять высокотехнологичные операции с металлом.

Так, новые промышленные станки дают возможность за один рабочий цикл произвести одновременно загиб листа по нескольким линиям, что дает возможность выпускать детали любой сложности.

Перенастроить его на работу с другим материалом можно достаточно быстро.

Данная операция требует особого внимания при необходимости выполнить изгиб листового алюминия.

Связано это, прежде всего, с тем, что у листового алюминия параметры прочности и упругости имеют несколько отличные величины от других типов металлов.

Параметры гибки и их определение

Для выяснения принципиальной возможности гибки заготовки из конкретного металла или сплава требуется знать:

• Величину предельного радиуса гиба, и сравнения его с фактической толщиной деформируемой заготовки.
• Направление волокон прокатки.
• Исходное значение предела текучести металла.
• Допускаемые отклонения формы готового изделия после гибки.

Гибка тонколистового металла Указанные исходные данные необходимы в случае гибки тонколистовых заготовок. Для гибки труб, а также некоторых видов профильного проката – круга, шестигранника, уголка и пр. – необходимо знать также допустимую относительную деформацию профиля после гибки.

Гибка металлов не относится к числу энергоёмких операций штамповки. Усилие процесса невелико, поэтому основным критерием для выбора деформирующего оборудования являются длина рабочей зоны обработки, и скорость перемещения деформирующего инструмента. Во многих случаях тонколистовая гибка заготовок возможна даже на ручных станках – профилегибах, трубогибах и т.д.

Из-за специфики деформирования металла во время его гибки процесс лучше проходит на оборудовании, которое имеет пониженное число ходов. Поэтому механическим кривошипным прессам часто предпочитают гидравлические. В частности, профилирование – разновидность полностью автоматизированного процесса неглубокой гибки.

Обслуживание оборудования и техника безопасности

При работе с промышленным оборудованием нужно соблюдать технику безопасности:

1. Перед работой с сотрудниками проводится инструктаж.
2. В механизированных станках для запуска рабочих механизмов применяется электронное управление. Таким образом снижается риск получения травмы при работе.

Важно периодически смазывать подвижные элементы машинным маслом, чтобы увеличить срок эксплуатации листогиба. Гибка листового металла(быстро и качественно ) Станки для гибки металла, используются как на предприятиях, так и в частных мастерских

При выборе оборудования нужно учитывать размеры и толщину обрабатываемых заготовок. От этого зависит вид, размер и характеристики станка

Гибка листового металла(быстро и качественно ) Станки для гибки металла, используются как на предприятиях, так и в частных мастерских. При выборе оборудования нужно учитывать размеры и толщину обрабатываемых заготовок. От этого зависит вид, размер и характеристики станка.

Определение усилия гибки

Силовые показатели гибки напрямую зависят от пластичности металла и интенсивности его упрочнения в процессе деформации. Эти параметры имеют направление прокатки исходной заготовки. По завершении прокатки материал приобретает свойство анизотропии (в направлении оси прокатки остаточные напряжения меньше, чем в противоположном). Таким образом, если согнуть металл вдоль волокон, то при одинаковой степени деформирования риск разрушения детали значительно снижается. По этой причине ребро гиба располагают так, чтобы угол был минимальным между расположением заготовки в листе и направлением прокатки.

Для получения высокоточного расчета силовых параметров необходимо уточнить, как будет осуществляться деформирование. Существует два варианта:

• изгибающим элементом – заготовка укладывается по упорам с последующим свободным деформированием;
• усилием – в завершающий момент процесса деталь опирается на рабочую поверхность матрицы.

Первый способ является наиболее простым и менее энергоемким, второй – позволяет получать более точные детали.

Технические данные коническо-цилиндрического редуктора.

Разновидности технологических операций при ручной гибке

Поскольку крутящий момент с применением мускульной силы ограничен физическими возможностями оператора, то чаще всего применяется гибка листового металла по следующим схемам процесса:

Схема процесса гибки

• Свободная гибка непрофилированным инструментом, когда заготовка фиксируется на двух противоположно размещённых опорах и деформируется пуансоном, имеющим строго определённый радиус рабочей части. Способ применяется преимущественно для одноугловой V-образной гибки. Такая технология отличается минимально необходимым для этого усилием;
• Калибрующая гибка, при которой деформация листовой заготовки происходит в матрице. Гибочный станок, предназначенный для этих целей, должен обладать более жёстким столом и, соответственно, станиной;
• Гибка с одновременным растяжением – применяется при деформировании малопластичных сплавов (например,

  алюминия с марганцем), а также сталей с содержанием углерода более 0,4%. Данная технология предполагает приложение к заготовке растягивающих усилий от её краёв, что усложняет привод агрегата, и увеличивает требующуюся нагрузку;

• Гибка в роликовых (вращающихся) матрицах: применяется при локальном формообразовании, в частности, при профилировании листового или широкополосового металла. В частности, любой вальцовочный станок должен иметь возможность для установки роликовых матриц. Усилие при данном способе гибки – наименьшее из возможных.

Обработка листового металла с использованием операций гибки выбирается в зависимости от следующих факторов:

• Возможностями, которыми обладает станок для гибки металла.
• Марками применяемого в производстве листового проката.
• Требуемой производительностью оборудования (необходимо учитывать, что, кроме самой гибки, часто требуется выполнять ещё отрезку, пробивку отверстий и другие операции).
• Максимальными усилиями, которые потребует для своего управления гибочный или вальцовочный станок.
• Точностью процесса, что определяется конструкцией фиксирующих приспособлений, которыми обладает гибочный агрегат.

Оборудование для гибки металла

Гибка металла может осуществляться при помощи ручных станков, а также листогибочных аппаратов. Ручные станки практически не используются, так как процесс с их помощью получается более длительным и менее качественным.

Суть процесса состоит в том, что при оказании на металл механического и термического воздействия наблюдается растяжение внешних слоев и сжатие внутренних.

Гибка металла может осуществляться как в промышленных масштабах, так и в любительских. Этот процесс даже можно производить в домашних условиях. Для небольших по масштабу обработок металла в кузнечных мастерских при создании декоративной ковки может и сейчас использоваться ручной инструмент для гибки.

Ручные станки позволяют работать не только с тонкими, но и с толстыми листами, но требуют прикладывания усилий. С помощью ручного станка легко можно произвести гибку углов, колец и дуг, установить металлические заклепки. В качестве инструмента для гибки используются листогибочные прессы, вальцы и роликовые гибочные станки.

В целом можно выделить такие виды оборудования:

1. Гидравлические трубогибы. Аппараты могут иметь и ручное управление и электронное. Использование второго типа предпочтительнее, так как это существенно снижает трудозатраты и исключает человеческий фактор практически полностью.
2. Гибочные станки различного типа.
3. Гибочные станки для арматуры и труб.

Перечисленное оборудование используется в промышленных условиях, при проведении строительных или монтажных работ любой сложности. Современное оборудование позволяет существенно сократить процесс гибки, а также выполнять большой объем работ в более короткие сроки.

Разновидности и конструкция гибочных станков

Гибку листового металла производят на специализированном оборудовании – листогибах. По принципу действия, станки для гибки металла, можно условно разделить на несколько видов:

Универсальный гибочный станок

Универсальный. При работе этого станка, лист укладывают в закрепленную матрицу и при содействии пуансона ему придают требуемую форму. Пуансоны выполняют в нескольких исполнения, которые отличаются друг от друга формой и размерами, например, углом. На матрице, как правило, выполняют паз в форме угла.

Поворотный. Этот станок состоит из траверсы, так называют гибочную балку, гибочной балки и заднего упора. Прижимная балка необходима для фиксации листа металла к станине. Сгибание листа осуществляет гибочная балка. По сути, она и есть главный рабочий элемент этого станка.

Ротационный гибочный станок

Поворотно-гибочный станок

Ротационный. В конструкцию такого оборудования может входить несколько валов (валков). Они вращаются вокруг своей оси. Кроме того рабочие валки могут перемещаться в вертикальной плоскости. Лист металла помещают в пространство между валами и перемещая их по вертикали регулируют будущий радиус гибки. После того, как лист пройдет между вращающимися валами он получит требуемую форму.

Фальцегибочный станок

Фальцепрокатный станок

Для работы с металлом небольшой толщины применяют фальцегибочные или фальцепрокатные станки. Их широко применяют при работе с кровельным листом, создании вентиляционных коробов и пр.

Гибка металлических труб

Гибка металла кажется простейшей операцией, но, когда речь заходит о трубах, риск повредить заготовку достаточно высок. При неправильном распределении нагрузки металл может просто лопнуть.

Такой риск есть при гибке любого металлопроката, однако в случае с листом или арматурой рассчитать нагрузку проще. Металлическая труба любого сечения — совершенно иное дело. Причина кроется в более высокой прочности трубы.

Еще одна сложность при гибке металла такого типа — нестандартная форма и размеры. Существуют определенные ограничения по диаметру и ширине сечения, длине самой трубы, при которой сгибать ее нельзя.

Виды гибки

Гибка определяется как процесс обработки металлов давлением, в результате которого изменяется продольная ось деформируемой заготовки. Различают следующие варианты реализации гибки:

Виды гибок Одноугловая или V -образная (рис.1 а) — двуугловая или U- образная (рис.1 б ) — многоугловая (рис.1 в, г); — криволинейная (рис.1 д, е, з) и позволяющая получать изделия типа труб (рис.1 ж)

• П-образную (двухугловую).
• М-образную (одноугловую).
• Многоугловую гибку.

Все эти разновидности могут выполняться следующими способами:

Гибка калибрующим ударом

• Свободной гибкой, при которой центр симметрии заготовки не фиксируется, а сама гибка металла происходит путём нажима рабочего инструмента – пуансона на поверхность изгибаемой заготовки. Конфигурация деформированной заготовки зависит от формы пуансона;
• Гибка калибрующим ударом, при которой заготовка укладывается в матрицу. Конфигурация матрицы и определяет конечную форму заготовки;
• В роликовых матрицах, когда поворачивающиеся части рабочего инструмента постепенно формируют ось изогнутой заготовки.

Характерная особенность гибки – резко различное положение сетки макроструктуры в зависимости от направления гибки

Поэтому для мало- и среднепластичных металлов и сплавов направление волокон существенно важно: при совпадении такого направления с направлением перемещения оси деформируемой заготовки разрушение её в ходе штамповки маловероятно. В противном случае происходит расслаивание частиц в некоторых объёмах заготовки; в таких ситуациях гибка металла считается неисправимым браком