Гибка металла

Основные принципы гибки металла

Для изменения формы металлического проката можно использовать несколько различных методик.

Очень часто в этом случае используют сварку, однако такое тепловое воздействие на металл не только сильно влияет на его структуру, но и значительно снижает показатели его прочности, а соответственно, и уменьшает срок службы.

В этом случае изменить форму листового металла можно за счет определенного усилия, при котором в заготовке не происходят структурные изменения.

Особенности гибки металлического проката заключаются в том, что при выполнении этой слесарной операции происходит растяжение наружных слоев материала и соответственно сжатие внутренних.

Видео:

Технология гибки любого листового металла заключается в том, что часть проката перегибается по отношению к другой на строго определенный угол.

Получить величину заданного угла перегиба позволяет расчет.

Конечно, за счет прилагаемого усилия сам металл определенным образом подвергается деформации, которая имеет допустимый предел, который согласно ГОСТ зависит от таких параметров, как толщина материала, величина угла изгиба, а также хрупкости и скорости проведения операции.

Данная технологическая операция проводится на специальном оборудовании, которое дает возможность получить в итоге изделие без каких-либо дефектов.

И в том, и в другом случае необходимо обязательно учитывать то, что если изделие будет согнуто с нарушениями, то на поверхности материала образуются микротрещины, которые впоследствии станут причиной ослабления металла непосредственно в месте изгиба, что может привести к серьезным последствиям.

Современные возможности позволяют проводить изгиб проката самой разной толщины, при этом создаваемое напряжение должно превышать такой параметр, как предел упругости.

В любом случае, деформация листового металла должна носить пластический характер.

Следует отметить, что получаемая таким образом бесшовная конструкция, будет иметь высокую прочность и обладать определенной устойчивость к воздействию коррозии.

Сгибание металлического листа при помощи молотка

Для того чтобы выполнить гибку листа толщиной до 1,2 мм под прямым углом, используют простейшие инструменты – плоскогубцы (струбцины) и резиновый молоток.

Обработку производят на ровном деревянном бруске. Линию сгиба прочерчивают при помощи карандаша и линейки. Затем лист зажимают плоскогубцами так, чтобы их концы пришлись точно на линию разметки.

Край постепенно отгибают вверх, продвигаясь вдоль сгиба. После того, как угол приблизится к 90 градусам, лист помещают на брусок и при помощи молотка окончательно выравнивают.

Таким образом изготавливают узкие детали, например кромки из жести.

Сгибание листа толщиной до 2 мм удобно проводить на рабочем столе. Металл располагают так, чтобы линия разметки приходилась на кромку. Под обрабатываемый материал подкладывают стальной уголок.

Лист зажимают в тисках при помощи двух деревянных брусков. Сгибание производят при помощи молотка, простукивая металл от одного конца к другому. Край листа при этом направляют вниз так, чтобы в итоге он полностью лег на закрепленный по краю стола уголок. Этим способом изготавливают изделия любой ширины, в том числе ящики или мангалы.

Видео:

Основные принципы

Гнутье металла осуществляется различными методами. Часто используется сварка, однако температурное воздействие способно изменять форму и свойства готового изделия. Это снижает эксплуатационные свойства и точность изготовления.

Так как при гибке металла внешние слои металла растягиваются, а внутренние начинают сжиматься, то необходимо перегибать на заданный угол часть металлопроката относительно другого. Угол же можно отыскать с помощью расчетов.

Изделие деформируется на те значения, которые находятся в заданных пределах. Они зависят от следующих параметров:

• Толщина металлического листа;
• Сколько составляет угол перегиба;
• Насколько прочен материал;
• Скорость и время выполнения процедуры.

Именно от них будет зависеть показатель допустимой деформации. Следующим этапом является выбор типа гибки.

Гибка металла этапы технологического процесса

Процесс гибки металла состоит из нескольких шагов:

• Раскрой листового материала и получение заготовок, которые подлежат обработке на гибочном оборудовании, получают разнообразными способами.. Для раскроя могут быть использованы практически все виды заготовительного оборудования.
• Затем, заготовки передают на производственный участок, где оператор, у которого на руках должна быть вся необходимая рабочая документация выполняет соответствующие операции и в итоге получает готовую деталь.

Гибка металла в гибочном штампе

После ее получения необходимо выполнить контрольно-измерительные операции. Эту работу выполняет или сменный мастер или сотрудник отдела технического контроля. Для выполнения этой операции необходимо использовать поверенный мерительный инструмент – линейку, рулетку, угломер и пр.

При выявлении каких-либо дефектов, необходимо внести изменения или в настройки оборудования или в текст управляющей программы.

Только после прохождения технического контроля деталь может быть допущена к дальнейшему использованию. В противном случае некондиционную продукцию надо отправлять или на переделку, или на утилизацию.

Где применяется гибка листового металла

Гибка рубка металла не является процессом, который характерен исключительно для крупных предприятий. Подобный технологический процесс вполне возможно воплотить в небольшом цеху. Так, можно выполнять большой ассортимент продукции, которая требует применения гибки тонколистового металла — деталей для водосточных систем, каркасов металлоконструкций, уголков и направляющих для корпусной мебели, а также аксессуаров для сборных систем. выполняет резку и гибку листового металла Москва на современных гидравлических прессах. На подобном оборудовании можно изготавливать большое количество видов заготовок. Пресс предназначен для гибки изделий из листового металла с гидравлическим усилием около 100 тонн.

Гибка профилей

Станок профилегибочный ручной

Ввиду того, что данные профили имеют повышенное значение момента  сопротивления, традиционные способы гибки тут неприемлемы. Поэтому для гибки используют преимущественно машины ротационного действия. По сравнению с листогибочным оборудованием они имеют то преимущество, что приложение усилия происходит не одновременно по всей поверхности заготовки,  а последовательно. В результате усилие гибки снижается, а требуемый для выбора электродвигателя крутящий момент снижается.

Для небольших заготовок ротационные машины вообще могут иметь ручной привод. Поскольку гибка выполняется по последовательной схеме, то одновременно с деформацией может производиться и правка изделия, что способствует снятию внутренних напряжений  в материале.

Правильно-гибочные машины различают по количеству рабочих валков – их может быть три или четыре. Валки могут устанавливаться по симметричной или асимметричной схеме. Регулировка параметров гибки заготовок производится соответствующим изменением положения оси приводного валка, а также изменением их диаметров и профиля рабочей части.

Валы профилегибочного станка

Несмотря на некоторые сложности автоматизации процесса валковые машины конструктивно очень просты и неэнергоёмки. Для них не требуется также изготовление специализированного инструмента  — штампов.

По подобному принципу изготавливаются также и  станки для гибки труб. Принципиальным отличием здесь является наличие узла оправки, которая размещается в деформируемой трубе, и препятствует искажению профиля заготовки в процессе её гибки.

Виды гибки

В процессе гибки происходит растяжение одних волокон металла и сужение других. Волокна, расположенные по оси детали остаются неизменными. Правильность выполнения изгиба своими руками и его качество зависят от того, насколько грамотно будут определены габариты заготовки. Следует иметь в виду, что после загиба первоначальным останется лишь осевой размер.

Гибка листа. Процесс осуществляется на листогибах (они же листовые прессы). Согласно схеме, листогибы бывают:

• поворотными: с прижимной балкой;
• прессовыми: оснащены матрицей и пуансоном;
• ротационными: материал фиксируется и подается валками.

Листогибы работают от ручной тяги, пневматической, гидравлической, механической, электромеханической. Сфера применения устройств для изгиба листового металла: строительство, машиностроение, автомобилестроение, самолетостроение, приборостроение.

Гибка арматуры. Процедура широко востребована в строительстве. При работе с прутком толще 12 мм используются электромеханические ротационные устройства. Тонкую арматуру обрабатывают своими руками на механизмах ручного типа, прямо на стройплощадке.

Гибка труб. Производится на трубогибах методом накручивания трубы на валки копира. Используемое сегодня оборудование предотвращает появление ребристости на внутренней поверхности изгиба. Во время обработки труб из прочных сталей крупных размеров их нагревают, в частности высокочастотным электротоком.

Гибка проката. Основные виды металлопроката: швеллеры, уголки, двутавровые балки или трубы квадратного сечения гнут на профилегибочном валковом оборудовании. В зависимости от количества валков изменяется радиус гиба. На 5-валковых он меньше, чем на 3-валковых. Качество изделия повышается при увеличении количества валков. В некоторых случаях перед загибом изделие прогревается.

Теперь подробнее о каждом виде оборудования.

Как выбрать кинематическую схему гибочного станка

Наиболее доступны для изготовления своими руками станки, в которых листовой металл будет изгибаться в результате поворота  подвижной траверсы. Принцип действия такого станка заключается в следующем.

Подлежащая гибке заготовка устанавливается на направляющую плоскость нижнего стола станка и фиксируется по упору, который закреплён на опорной раме устройства (желательно предусмотреть регулировку упора).

В направляющих рамы листогиба двигается возвратно-поступательно верхняя траверса, которая при своём движении вниз зажимает своей линейкой изгибаемое изделие.

Впереди нижнего стола находится поворотная балка, которая может поворачиваться вокруг своей оси. Поворот может производиться рукояткой от рычажного привода, но может быть изготовлен вариант с ножным приводом. В последнем случае руки оператора остаются свободными, что облегчает манипулирование заготовкой при её прижиме к линейке верхней траверсы. Кроме того, при ножном управлении листогибом меньше устают руки.

Набор гибочного инструмента на верхней и поворотной балках может изменяться. Проще всего с этой целью заказать комплект пуансонов и матриц с требуемыми радиусами гиба, и стандартными посадочными местами.  В заказ придётся отправить все детали – линейку, прижим  и т.п. – которые потребуют для своего изготовления квалифицированных фрезерных работ.

Скос верхней балки будет определять наибольшее значение угла гиба, на который может изменить свою ось листовой металл.

Что того, чтобы сделать такой агрегат своими руками, потребуются следующие материалы:

1. стальной швеллер номером от 6 и выше;
2. комплект стальных уголков, предназначенных для изготовления своими руками опорной рамы станка;
3. толстолистовая широкополосная сталь, из которой будут изготавливаться поворотная, верхняя и нижняя балки;
4. крепёжные изделия в ассортименте;
5. пруток для изготовления ручного рычажного привода поворота балки.

Для облегчения работ можно воспользоваться также слесарными тисками, направляющими от списанного токарного станка,  а также  массивными петлями от стальных входных дверей.

По подобному принципу можно сделать и самодельный листогиб, используя деревянные детали. Он, правда, сможет изгибать только алюминий и тонколистовую сталь (до 1 мм толщины), но во многих случаях этих возможностей бывает вполне достаточно, а трудоёмкость работ по сооружению листогиба своими руками заметно снизится. В частности, отпадает потребность в сварочных операциях. Следует отметить, что рабочие детали такого станка должны изготавливаться только из древесины твёрдых пород (сосна, ель не подходят).

Определившись с принципом действия листогиба, можно поискать и подходящие чертежи. Впрочем, человек с инженерным образованием, сможет изготовить комплект чертежей и самостоятельно. Преимущество такого варианта состоит в том, что ряд рабочих чертежей оперативно видоизменяется и перерабатывается под конкретные возможности и исходные материалы.

Чертежи листогиба должны учитывать способ его установки. Для небольших агрегатов, например, станок для гибки может быть передвижным или даже переносным. В противном случае придётся, используя  сварку, сделать устойчивое основание, иначе излишняя подвижность станка будет снижать точность работ на нём.

По готовности станка необходимо выполнить его проверку на работоспособность и точность. Для этого изгибают тестовую полоску из толстого картона необходимой толщины. Если гиб выполнен правильно, то высота полок полоски будет одинаковой, а на её поверхности не останется следов от деформирующего инструмента.

Зачем нужен самодельный листогиб

Гибка листового металла своими руками – это вполне осуществимая операции, которая может быть выполнена в домашних условиях. Но, многих домашних мастеров останавливает довольно высокая цена на листогибочные станки. Для нужд мелкосерийного производства или для работ по дому нет необходимости в установке сложных машин с гидравлическим проводом, а вполне хватит ручного станка.

Для того, что бы изготовить станок подобного рода необходимо иметь, как минимум эскизную документацию. Ее всегда можно найти в сети интернет, где ее можно или просто скачать, или купить. Но лучше всего изучить работу действующего ручного станка и полученные знания реализовать в металле.

Самодельный листогиб

На самом деле, для сооружения такого станка, потребуется некоторое количество метало проката, листового материала, сварочный аппарат и слесарный инструмент.

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

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

Чертеж №2: Основные элементы листогиба

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

1. самодельная струбцина, сделанная из подходящего уголка (40-60 миллиметров) и винта с пяткой и воротком;
2. щечка;
3. швеллер, выступающий в роли опорной балки станка;
4. кронштейн прижимной балки, выполненный из уголка 110 миллиметров;
5. сама прижимная балка листогиба;
6. ось вращения траверсы;
7. 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.

Стоит ли связываться с усилением прижима, зависит от условий работы станка

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.

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.

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.

Разнообразие технологий

В зависимости от ориентированности заготовки гибка делится на продольную и поперечную.

При продольной выполняется одна только гибка, а при поперечной металл дополнительно вытягивают и осаживают. Такие процедуры выполняются, например, при отгибании бортов, высаживании заготовок.

1. Продольная выполняется на станках, предназначенных для обработки металла холодным способом.
2. Поперечная используется, если необходимо обработать толстую заготовку, или в том случае, когда радиус искривления не слишком большой, а холодная обработка приведёт к появлению значительных напряжений в структуре.

Если возникает необходимость нагревания заготовки, имеющей большую площадь, нужно учитывать вероятность появления на ней кривизны: она возникает по винтовой и сферической поверхности.

Если нагревание не применяется, кривизна не образуется: её образованию препятствует способность металла пружинить. При поперечной гибке металл нагревается практически всегда.

огда обрабатываются заготовки, представляющие собой плоские листы металла, например, при изготовлении судовых корпусов, их изгибают в холодном состоянии без нагревания и без осаживания, используя для того специализированные прессы.

Когда обрабатываются кромки и проделываются отверстия, гибку производят в горячем виде: тогда при повышении температуры изменяется расстояние между отверстиями, а кромки при вытягивании и осаживание изменяют очертания.

Когда используют холодную гибку, сначала обрабатывают кромки, на следующем этапе проделывают отверстия, и лишь после этого заготовку сгибают.

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.