Технология гибки металла

Современная технология гибки металла применима практически для всех видов сталей и сплавов, независимо от содержания легирующих элементов. Исключение — материалы с повышенными характеристиками хрупкости. Процесс изменения формы металлопроката требует малых затрат энергии и при правильной разработке технического процесса дает возможность получать изделия разных пространственных форм.

В отличие от технологии сваривания, метод гибки не предполагает высокотемпературного воздействия, поэтому используемый материал не меняет свою структуру и сохраняет исходные свойства прочности и долговечности.

Технология гибки листового металла

На текущий день ручные установки для сгибания металлических полотен практически не используются. На их место пришло полностью автоматизированное оборудование, обеспечивающее максимальную точность и высокую скорость процесса.

Изображение №1: станок для гибки металла

Сама методика изготовления гнутых конструкций довольно проста, но для разработки технического процесса важно учитывать следующие обстоятельства:

• возникновение линий течения металла;
• самопроизвольное изменение конечного угла;
• изменение толщины (особенно актуально для толстолистных полотен);
• образование складок.

Последовательность разработки технического процесса:

• анализ конструкции;
• расчет рабочего усилия;
• подбор типоразмера оборудования;
• создание чертежа;
• расчет перехода деформирования;
• создание проекта технологического оснащения.

Проанализировав возможности исходного материала, можно сделать вывод о его пригодности к использованию в проекте. Для этого следует проверить пластические способности металлического листа и сопоставить полученные данные со степенью напряжения при гибке, оценить возможность получения нужного радиуса без появления трещин, определить возможные искажения профиля.

Перед началом работ крайне важно рассчитать минимально допустимый угол гибки, радиус гибки и угол пружинения. Для этого рекомендуем ознакомиться с представленными ниже таблицами.

Таблица №1: соотношение между радиусом гибки и коэффициентом утонения для малоуглеродистых листовых сталей

Таблица №2: определение минимального радиуса гибки в зависимости от исходной толщины металла, расположения волокон проката и пластичности материала

Таблица №3: эффект вероятного пружинения в условиях одноугловой гибки

Усилие при гибке листового металла

Преимущественно гибку выполняют в холодном состоянии, поэтому применяемые усилия невелики. Однако изгибание дюралюминия, титана, высокоуглеродистых сталей и других малопластичных материалов толщиной от 12 мм требует применения горячего метода. 

Для определения усилия гибки следует учесть пластичность исходного материала и интенсивность его упрочнения при деформировании. Важное значение имеет направление прокатки заготовки. Причина заключается в неодинаковости свойств металла в разных направлениях, возникающей после этой процедуры. Остаточные напряжения в направлении оси прокатки становятся меньше, чем в противоположном. Поэтому если согнуть лист вдоль волокон, то при одинаковом уровне деформирования вероятность разрушения материала существенно снижается. Следовательно, ребро гиба необходимо располагать так, чтобы угол между направлением прокатки и расположением заготовок был минимальным.

Варианты осуществления деформирования:

• усилием — в конце процесса деталь упирается в рабочую поверхность матрицы;
• изгибающим элементом — происходит свободное деформирование уложенной по упорам заготовки.

Изображение №2: схема деформации металла при гибке

Виды гибки металла

По виду готового профиля различают следующие виды гибки металла:

• V-образная (одноугловая);
• П-образная (двухугловая);
• многоугловая;
• радиусная (закатка).

Изображение №3: виды гибки металла

Для большинства заготовок применяется однопереходная гибка, в процессе которой изделие деформируется без трещин на углы 100-1200. Для более интенсивного формообразования требуется двухпереходная или трехпереходная гибка, между которыми производится промежуточный отжиг, если материал малопластичен.