Гибка профилей из металла

Обновлено: 22.01.2025

Гибка – одна из распространённых операций деформирования металлов. В зависимости от сложности контуров гиба и толщины заготовки, её производят и в холодном, и в горячем состояниях, с применением ручного и механизированного инструмента.

Листогиб Metal Master LBM Изготавление колпака (дефлюгера)

Виды гибки

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

Все эти разновидности могут выполняться следующими способами:

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.

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.

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.

Дефекты и трудности при гибке

Гибка малопластичных сталей (в частности, содержащих более 0,5% С) усложняется, главным образом, из-за явления пружинения – несоответствия конфигурации готовой детали требованиям чертежа. Пружинение – основная проблема при разработке технологического процесса гибки.

Суть явления состоит в упругом последействии материала после снятия рабочей нагрузки. В результате форма заготовки искажается (в некоторых случаях фактический угол пружинения может доходить до 12…15 0 , что впоследствии резко сказывается на точности сопряжения гнутой детали со смежной).

Пружинение ликвидируют или уменьшают использованием следующих технологических приёмов:

Компенсацией угла пружинения соответствующим изменением параметров рабочей части пуансона и матрицы. Метод эффективен, если точно известна марка металла/сплава или его прочностные характеристики, в частности, предел временного сопротивления. В особо ответственных ситуациях потребуется проведение технологических проб на загиб. Если, например, угол пружинения составляет 12 0 , то рабочую кромку пуансона увеличивают на такой же угол.
Изменением рабочего профиля матрицы, в результате чего гибка металлов по всей длине зоны деформирования должна постоянно происходить при контакте с активным рабочим инструментом. Для этого в матрице выполняют технологические поднутрения или выемки, если это возможно.
Повышением пластичности металла, для чего его перед штамповкой подвергают отжигу. Для высокоуглеродистых сталей температуру отжига обычно устанавливают в пределах 570…600 0 С, а для низкоуглеродистых 180…200 0 С.
Проведением гибки в горячем состоянии, когда пластические характеристики металла заведомо лучше. Правда, при этом в технологический процесс вводится дополнительная операция очистки поверхности детали, а рабочую поверхность матрицы после каждого хода пуансона необходимо очищать от частиц окалины.

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:

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.

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 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.

Гибка деталей из металла

Необходимую форму деталям можно придавать различными способами, одним из которых является гибка деталей из металла . Технология высоко ценится в промышленности, поскольку позволяет создавать высококачественные изделия со сложной конфигурацией при минимальных временных и финансовых затратах. В процессе сгибания верхний слой металла, из которого изготовлена деталь, растягивается, а внутренний – сжимается. В нашей статье поговорим об особенностях этого процесса.

Способы гибки деталей из металла

Можно выделить два основных способа гибки деталей из листового металла :

«Воздушная», или «свободная» гибка, при которой между заготовкой и стенками матрицы V-образной формы остается воздушный зазор (этот метод используется чаще всего).
«Калибровка», при которой деталь плотно прижимается к стенкам матрицы. Этот метод применяется в течение длительного времени, и в определенных случаях именно этот способ является предпочтительным.

К ее достоинствам относится пластичность, к недостаткам – ограниченная точность.

Лист вдавливается на нужную глубину канавки матрицы по оси Y при помощи траверсы с пуансоном. При этом лист не прижимается к стенкам матрицы, между ними остается зазор. Таким образом, на угол гибки деталей из металла влияет положение оси Y, а не геометрия используемого инструмента.

Современные прессы имеют точность настройки оси Y в пределах 0,01 мм. Однако точно сказать, какой угол гибки соответствует определенному положению оси Y, невозможно, так как показатель зависит от различных факторов. На разницу в положении оси Y может влиять настройка хода опускания траверсы, свойства заготовки (толщина, предел прочности, деформационное упрочнение), состояние инструмента для гибки деталей из металла .

Среди достоинств свободной гибки можно отметить:

Высокую гибкость, которая выражается в том, что один гибочный инструмент позволяет добиться любого угла, входящего в диапазон угла раскрытия V-образной матрицы (85°, 35°) и 180°.
Меньшую стоимость инструмента.
Необходимость приложения меньших усилий, чем при калибровке.
Возможность выбора усилия: чем больше раскрыта матрица, тем меньшее усилие необходимо приложить. Увеличение ширины канавки в два раза требует приложения половинного усилия. Т. е. можно выполнять гибку более толстого металла при большем угле раскрытия с аналогичным усилием.
Минимальные вложения, поскольку требуется пресс с меньшим усилием.

Впрочем, это теория. В действительности, сэкономленные на покупке пресса деньги могут быть потрачены на приобретение дополнительного оснащения, например, оси заднего упора или манипуляторов.

К недостаткам этого вида гибки деталей из металла относятся:

меньшая точность углов обработки при работе с тонкими заготовками;
вероятность неточного повторения при использовании материалов различного качества;
невозможность выполнения специфических гибочных операций.

Воздушная гибка подходит для работы с листовыми металлами, толщина которых превышает 1,25 мм; для более тонких рекомендована калибровка.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Наименьший внутренний радиус гибки должен превышать толщину заготовки. Если технические требования предполагают равенство внутреннего радиуса толщине листа, то лучше воспользоваться калибровкой. Внутренний радиус менее толщины листа возможен только при работе с мягкими, легко деформируемыми материалами, к примеру, медью.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Получить большой радиус можно, используя пошаговое перемещение заднего упора. Если же необходимым требованием, помимо большого радиуса, является его точность и высокое качество, то воздушную гибку нужно заменить калибровкой с использованием специального инструмента.

Калибровка.

К достоинствам этого способа обработки деталей из металла относится высокая точность, к недостаткам – малая гибкость. На угол гиба влияет прилагаемое усилие и используемый инструмент: обрабатываемая заготовка плотно прижата к стенкам V-образной матрицы. Упругая деформация при этом равна нулю, угол гиба не зависит от свойств металла.

Сложность заключается в расчете необходимого усилия гиба. Надежнее всего выполнить пробную гибку короткого образца, воспользовавшись испытательным гидравлическим прессом.

При калибровке прилагаемое усилие в 3–10 раз превышает напряжение, необходимое для свободной гибки.

Достоинства калибровки заключаются:

в точности углов гиба, независимо от свойств и толщины заготовки;
в небольшом внутреннем радиусе;
в большом внешнем радиусе;
в использовании Z-образных профилей;
в глубоких U-образных каналах;
в возможности создания различных форм при работе с металлами, толщина которых не превышает 2 мм, благодаря использованию стальных пуансонов и полиуретановых матриц;
в хороших показателях работы на гибочных прессах, точность которых не позволяет пользоваться свободной гибкой.

К недостаткам калибровки относятся:

необходимость приложения усилия, в 3–10 раз превышающего напряжения при свободной гибке;
отсутствие гибкости, т. е. создание определенной формы требует использования специального инструмента;
частая замена применяемых инструментов (исключение составляют большие серии).

Дефекты и трудности при гибке деталей из металла

Гибка деталей из металлов с низкой пластичностью (например, тех, в которых содержится свыше 0,5 % углерода) осложняется таким явлением, как пружинение, когда готовая деталь по конфигурации отличается от чертежей. Именно это явление является главной проблемой в процессе обработки металлов посредством гибки.

Суть пружинения заключается в том, что деталь подвержена упругому последствию после окончании рабочей нагрузки. В результате возможно существенное искажение формы заготовки, в ряде случаев возможен угол пружинения, достигающий 12–150°, что приводит к сложностям при соединении смежных деталей друг с другом.

Для ликвидации или снижения этого явления используют такие приемы, как:

При выполнении ответственной работы может возникнуть необходимость в проведении технологической пробы на загиб. К примеру, при угле пружинения в 95°, рабочая кромка пуансона должна быть увеличена на аналогичный угол.

Этапы техпроцесса гибки деталей из металла

Далее поговорим о том, как производится гибка деталей из листового металла в холодном состоянии.

Последовательность действий будет следующей:

Анализ конструкции заготовки.
Расчет усилия и рабочего процесса.
Подбор типоразмера производственного оборудования.
Разработка чертежа исходной заготовки.
Расчет переходов деформирования.
Проектировка технологической оснастки.

Возможности первоначального материала анализируются в целях уточнения его пригодности для штамповки в соответствии с размерами, указанными на чертежах готовых деталей.

Анализ проводится по следующим параметрам:

Проверяются пластические способности металла, затем результат проверки сопоставляется с возникающей в процессе гибки степенью напряжения. Работа с металлами, обладающими низкой пластичностью, требует дробления процесса на ряд переходов, между которыми требуется выполнение повышающего пластичность материала отжига.
Уточняется, возможно ли получить необходимый радиус гиба без образования трещин в материале.
Определяются возможные искажения профиля или толщины заготовки по окончании обработки давлением (этот нюанс особенно актуален для работы с деталями, имеющими сложные контуры).

Результаты анализа показывают, есть ли необходимость менять исходный материал на обладающий большей пластичностью, требуется ли проведение предварительной разупрочняющей термической обработки, нужно ли нагревать деталь, прежде чем приступить к ее деформации.

Разработка технологического процесса в обязательном порядке включает в себя пункты о расчете таких параметров, как минимально допустимый угол гиба, радиус гибки и угол пружинения.

Для расчета r_min используют данные о пластичности металла, из которого выполнена заготовка, о соотношении размеров детали и скорости деформирования (более низкую скорость перемещения ползуна демонстрируют гидропрессы, лучше пользоваться ими, чем механическими прессами с большей скоростью деформирования).

Чем меньше значение r_min, тем меньше металлы утончаются, т. е. толщина первоначальной заготовки сокращается не так сильно.

Для измерения интенсивности утончения используется коэффициент λ, процент которого показывает, насколько станет меньше толщина готовой детали. При значении, превышающем критичное, необходимо увеличить толщину исходного металла.

Определенные условия могут привести к некоторому выпучиванию металла, из которого сделаны детали.

Также важно правильно определить радиус гибки, на который влияют исходная толщина металла, расположение его волокон, пластичность материала. При слишком маленьком радиусе повышается вероятность разрыва наружных волокон, что приведет к нарушению целостности готовой детали.

Для расчета минимальных радиусов используются наибольшие деформации крайних частей изделия, при этом учитывается относительное сужение ψ обрабатываемого металла (данные можно узнать из специальных таблиц). Необходимо также учесть, насколько деформируется заготовка.

Технология горячей гибки деталей из металла

Гибка деталей из листовых черных и цветных металлов может выполняться в холодном состоянии. Исключением являются дюралюминий и качественная сталь. Они с трудом подвергаются деформации «на холодную», в связи с этим детали из таких металлов рекомендуется предварительно нагревать.

Чтобы повысить пластичность стали до требуемого уровня, ее нагревают до красного каления (при отсутствии ударных нагрузок). Если же предполагается ковка металла, то его необходимо нагреть до белого каления, после чего приступить к обработке. Красное и желтое каление увеличивают хрупкость деталей из металла, поэтому ударные воздействия молотком могут стать причиной их разрушения. Цветные металлы и их сплавы подвергаются гибке в несколько приемов. После окончания одного этапа и до начала следующего, металл подвергается отпуску.

Отпуск представляет собой способ термической обработки, при котором закаленная деталь из металла нагревается до небольшой температуры, а затем охлаждается воздухом или водой. Температура детали оценивается по ее цвету.

Во время нагревания на поверхности металла образуется оксидная пленка, которая в зависимости от температуры может быть:

светло-желтого (соломенного) цвета – значит, температура металла составляет +220 °С;
темно-желтого – температура +240 °С;
коричнево-желтого – температура равна +255 °С;
коричнево-красного – температура +265 °С;
пурпурно-красного – температура +275 °С;
фиолетового – температура составляет +285 °С;
василькового – температура +295 °С;
светло-синего – температура достигает +315 °С;
серого – температура +330 °С.

Для упрощения механической гибки деталей из металла их предварительно подвергают отжигу. Отжигание является термической операцией, которая предназначена для уменьшения твердости материала. Чтобы выполнить его, металлическая заготовка нагревается до нужной температуры, причем деталь подвергается температурному воздействию до прогревания ее по всему объему. Затем изделие медленно охлаждается до комнатной температуры. Такая операция необходима при работе с цветными и черными металлами, поскольку в процессе их жесткость существенно снижается, позволяя в дальнейшем сгибание «на холодную».

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Профильная гибка металла

Под профильной гибкой металла, в числе прочего, понимается и гибка труб с сечением, отличным от круглого. Данный процесс отличается достаточной сложностью, имеет определенные нюансы и требует наличия специальных устройств. Разумеется, не менее важен и опыт специалиста, проводящего работы.

Чтобы получилось изделие нужной формы, мастер обязан досконально знать технологии горячей и холодной гибки, уметь использовать предназначенное для этого оборудование, учитывать характеристики профиля. Впрочем, при желании все это нетрудно освоить, поэтому гибка профильных труб даже в домашних условиях для многих не является какой-то сверхсложной задачей.

Характеристики профильной трубы

Профильными называются трубы, которые имеют сечение, отличное от круглой формы. Они могут быть прямоугольной, овальной, шестиугольной или квадратной конфигурации. Подобная геометрия придает трубе повышенную прочность, так как ее грани исполняют роль ребер жесткости.

Профильные изделия обладают способностью выдерживать значительные нагрузки на изгиб, поэтому они будут идеальным вариантом для возведения металлокаркаса сооружений самого различного предназначения.

Профильные трубы преимущественно производятся из высоко- или низколегированных сталей. По способу изготовления трубы бывают электросварного, холоднокатаного, бесшовного и горячекатаного исполнения.

Также изделия различаются по толщине стенки и высоте профиля. Такая разновидность труб может быть использована для производства лестниц, перил или рам. Наиболее частое применение профильные трубы находят в строительстве при сооружении конструкций арочного исполнения или при возведении каркасов – в качестве замены железного бруса.

Процесс гибки металла для изготовления профильных труб

Ключевым моментом данной технологии является применение штрипса, который представляет собой рулонный сверток из листового проката. Его доставка производится прямо с металлургических заводов. Он бывает разным по толщине. Это дает возможность производить профильные трубы требуемой степени надежности, чтобы использовать готовую продукцию для различных целей.

В большинстве случаев у штрипсов (от англ. слова «strip» – лента), предназначенных для изготовления прямоугольных и квадратных труб, ширина больше, чем необходимо. Поэтому перед обработкой их режут на полоски определенного размера. Такая операция осуществляется на специальных установках продольной резки. В результате получаются полосы из стального листа с шириной более 5 см. Их скрепляют между собой при помощи сварки, при этом образуется одна непрерывная лента.

После этого производят ее намотку на катушку. Это необходимо для того, чтобы процесс не останавливался. Фактически, на барабане размещается технологический запас штрипса, в результате этого работа вальцов на предприятии не останавливается, даже когда заканчивается стальная лента.

Ленточное изделие подается на стан формовки, который располагает несколькими клетями, в них и производится создание бесконечной заготовки круглого сечения. На этом этапе преимущественно используют холодную сталь без нагрева. Но есть и технология с применением высокой температуры.

Эти процессы приводят к образованию форм труб с открытыми швами. Их пропускают через сварочную установку для сваривания конструкции круглой формы током высокой частоты. При такой технологии края изделия сжимают вальцами, что приводит к выдавливанию расплава изнутри и снаружи трубы. По этой причине образуется грат, который удаляют с помощью резца.

На следующем этапе трубу охлаждают с применением специального эмульсионного состава, затем следует ее дальнейшее профилирование за несколько операций:

В первую очередь заготовку обрабатывают на вальцах, чтобы по всей длине конструкции обеспечить равномерность ее сечения.
После этого трубу круглого сечения с четырех сторон обжимают другим блоком вальцов, чтобы на выходе получить прямоугольное или квадратное готовое профильное изделие.

При получении плоскоовального или овального сечения необходимость в применении вторых вальцов отпадает, так как нужная форма трубы получается уже на этапе первой технологической операции.

На заключительной стадии готовая профильная труба разрезается пилой на части необходимой длины. Стоит отметить, что изделие постоянно остывает – и при резке, и в процессе формирования трубы того или иного профиля.

Сложности гибки профильных труб

Несмотря на различия в конечной форме трубы, функция процесса профильной гибки металла заключается в придании изделию полного либо частичного изгиба. Достигается это только с приложением определенных внешних воздействий – или только давления, или давления в сочетании с нагревом.

Согласно физическим законам, во время изгиба на профильную трубу происходит одновременное воздействие двух разнонаправленных сил: силы сжатия, устремленной к внутренней части участка изгиба, и силы растяжения, которая возникает с противоположной стороны. Именно такая полярность направленности сил и является причиной появления некоторых сложностей, нередко возникающих при гибке труб:

На различных участках трубы в зоне изгиба изменение формы происходит неодинаково – это служит основной причиной нарушения их соосности.
При сильном растяжении стенка трубы с наружной стороны изгиба может потерять прочностные свойства или даже лопнуть.
Напротив, во внутренней части изгиба в процессе сжатия могут образоваться складки.

Чтобы не было таких деформаций и не получилась вместо равномерно изогнутой трубы какая-нибудь неровная и смятая металлическая поверхность, необходимо учитывать свойства применяемого материала и геометрические характеристики изделия: радиус изгиба, диаметральные размеры сечения, толщину стенок. Применение таких знаний позволит выбрать наиболее оптимальный метод гиба.

Технология гибки профильных труб

В зависимости от диаметра трубы, механических свойств материала и требуемого радиуса и угла изгибания, работу можно производить либо вручную, либо посредством специального оборудования. Также существует метод холодной и горячей гибки, с заполнением внутреннего пространства трубы и без его наполнения.

Сначала о специфике горячего способа. Такой метод применяется, когда необходима гибка труб диаметром выше 10 см. Процесс деформирования данным методом осуществляется как вручную, так и с использованием механических приспособлений.

Процесс горячей технологии изгиба содержит следующие переходы:

создание шаблона;
заполнение внутреннего объема песком;
нанесение разметки участка;
нагревание;
процесс гибки.

Для предотвращения деформации сечения трубы и образования складок на ее внутренней поверхности в месте изгиба внутреннюю полость набивают кварцевым песком.

Для удаления органических примесей песок необходимо предварительно просушить и прокалить при температуре от +150 до +500 °С, после чего просеять через мелкое сито с размером ячеек 3,3х3,3 мм. Недопустимо использовать влажный и мелкий песок, так как в первом случае в результате образования пара может возникнуть высокое внутреннее давление, что явится причиной вылета пробки, а во втором – при термическом воздействии вероятно спекание песка, он накрепко прилипнет к стенкам трубы. Помимо этого, исключено наличие в песочной набивке каких-нибудь мелких камней или иных инородных частиц, так как может произойти продавливание стенки.

Набивка трубы является очень трудоемким процессом, поэтому изделие устанавливают к вышке в вертикальное положение либо с незначительным уклоном. Так как плотность набивки напрямую отражается на качестве изгиба, то трубу необходимо непрерывно обстукивать на протяжении всего процесса заполнения песком. Глухой звук является признаком качественного наполнения заготовки.

Перед началом набивки трубы необходимо вставить заглушку на один из ее торцов. Пробки для заглушек можно изготовить из дерева или использовать металлические, но обязательно с отверстиями для выхода расширяющегося газа.

Перед непосредственным выполнением основной операции на заполненной песком трубе прочерчивают линии будущих участков изгиба, применяя шаблоны. Нагрев труб производят в горнах или печах. Сгиб осуществляют как ручным, так и механизированным методом.

В случае использования последнего варианта применяют специальные плиты, оснащенные упорными стойками, при помощи которых фиксируют разогретый участок трубы, и прижимные приспособления, предназначенные для фиксирования на плите торца изделия. На другой конец трубы закрепляется трос, с помощью лебедки или шпиля повышается усилие натяжения, и происходит процесс изгибания.

Чтобы избежать деформации стенок, между стойкой и трубой устанавливают прокладки прямой или изогнутой формы. Свободный конец с надетым на него тросом страхуется с помощью подставки. В момент процесса изгиба контролируют геометрию трубы, периодически прикладывая шаблон.

По завершении изгиба на необходимый угол из торцов удаляют пробки методом выжигания либо просто их выбивают. Песок высыпают в емкость, делают прочистку и промывку трубы. Затем производят окончательный контроль изгиба с помощью шаблона.

Для гибки труб небольших диаметров с применением холодного метода достаточно пользоваться различными ручными приспособлениями, но для больших сечений применяют механизированное оборудование.

Станки для холодной гибки профильных труб

Станки для профильной гибки металла классифицируют по разным признакам. Одним из них является уровень мобильности. Выделяют модели станков стационарного, переносного и носимого предназначения. Для первого варианта характерна классическая конструкция (плита + стержни) или это может быть заводская полноценная комплектация. Агрегаты переносного типа оснащаются опорой, а носимого вида идут вообще без нее.

По типу привода станки бывают:

Ручного воздействия. Это наиболее простой вариант оборудования, сборку которого может произвести любой человек. В его основе заложено механическое воздействие с применением физических сил работника.
С использованием электромеханики. В качестве привода применяется электрический двигатель. В большинстве случаев сборка основывается на комбинации из трех валов. Изгибание поверхности осуществляется за счет пропускания профильной трубы между конструктивными элементами оборудования.
Гидравлического воздействия. В основе работы такого оборудования также лежит применение физической силы, но уже посредством использования гидравлических сил, при этом усилие давления увеличивается многократно. Благодаря этому и обеспечиваются необходимые результаты при гибке профильных труб. Модели, оснащенные электронасосом, являются более дорогими.

Общая задача оборудования, не зависящая от типа устройства, – гибка профильных труб. На станках механического типа это осуществляется за счет физического воздействия человека, а на устройствах автоматизированного исполнения – благодаря мощности электродвигателя, пневматики или гидравлики.

С ростом популярности профильного металлопроката резко увеличивается спрос на подобные виды оборудования в области строительной индустрии, что, соответственно, отражается на его стоимости.

На цену станков для профильной гибки металла оказывают влияние такие факторы, как:

Автоматизация. Оснащенность программным управлением поднимает цену на оборудование от 50 до 150 %.
Мобильность. Варианты переносного исполнения являются более дешевыми.
Коэффициент производительности.
Уровень механизации. Применение гидравлической системы и оснащенность электрическим двигателем способствуют поднятию цены на оборудование.

В зависимости от геометрических параметров профиля, стоимость станка может составить от 5 000 до 100 000 рублей. Середнячок-универсал отечественного производства обойдется примерно в 25 000 рублей, а оборудование зарубежных торговых марок – от 30 000 рублей.

Гибка профильных металлических элементов своими руками

При использовании простейших приспособлений вопрос о том, как можно собственноручно согнуть трубу без применения трубогиба, отпадет сам по себе.

Если существует необходимость согнуть стальную трубу диаметром не больше 10 мм или мягкую (алюминиевую), то применяется плита горизонтального исполнения с отверстиями, в которые устанавливаются металлические штыри, выполняющие функцию упоров. Благодаря этим штырям и производят гибку изделий с заданными параметрами. Данный метод имеет два существенных недостатка: необходимость приложения значительных физических усилий, а также низкая точность гибки.

Детали, имеющие высоту профиля 25 мм, лучше всего изгибать с помощью роликового приспособления. Трубу надежно закрепляют в тисках, а к другой ее части, которую необходимо изогнуть, прикладывают усилие посредством специального ролика. Использование данного приспособления позволяет получать более качественный изгиб, но тут требуется приложить большие физические усилия.

Чтобы сформировать на алюминиевых или стальных профильных трубах изгибы больших радиусов кривизны, применяют округлые фиксированные шаблоны, на которые монтируются особые хомуты для фиксаций заготовок. Использование таких приспособлений также позволяет гнуть трубы вручную, устанавливая с усилием ее в паз шаблона, геометрическая форма которого выполнена в соответствии с требуемым радиусом изгиба.

Необходимо отметить, что при использовании подобной технологии в большинстве случаев один торец подготовленного мерного отрезка трубы заглушается плотной пробкой, после этого во второй заливается вода или засыпается песок. Далее туда тоже ставится заглушка.

Избавит от многих проблем при осуществлении профильной гибки металла использование специальных устройств – профилегибов. Однако цены на данный вид оборудования достаточно высокие, и порой необходимость покупки таких станков ставится под вопрос.

Есть еще один вариант – приобретение специальных трубогибов для ручной работы, предназначенных для изгиба труб как круглого, так и профильного сечения.

При необходимости одноразового выполнения работ по сгибу заготовок приобретать механизмы даже ручного варианта нерационально. В таких случаях целесообразнее купить уже готовый элемент или оформить заказ в мастерской либо на соответствующем предприятии, где за относительно небольшую плату могут изготовить деталь любой сложности из собственной профильной трубы. Такое решение позволяет не только сократить затраты на изготовление и сэкономить силы и время, но и добиться нужного результата – качественного и правильного сгиба трубы с определенным диаметром и формой.

Профильная гибка металла имеет массу огромных достоинств. Главным из них является высокая производительность и отсутствие неэстетичных сварных швов, которые влияют на прочность готовых изделий. Возможность автоматизации такого процесса делает его незаменимым на производстве. Доступно изготовление профиля любой сложности формы – от простейших гибов до чрезвычайно оригинальных и сложных конфигураций поверхностей. Однако, чтобы получить качественное изделие, требуется не только опыт и профессионализм исполнителя, но и наличие современного оборудования.

Виды гибки металла

Разнообразные виды гибки металла используются в тех случаях, когда обработать или изготовить изделия при помощи обычных тисков попросту невозможно. К примеру, трубу маленького диаметра можно согнуть, но для больших такой метод не сработает. Гибка металла позволяет сделать это без деформаций и повреждений материала, при этом с сохранением требуемого радиуса кривизны.

Существует ручная и автоматизированная гибка металла . Однако есть и иные виды, выбор которых определяется не только типом металлической заготовки, но и техзаданием. У каждого типа свои нюансы и особенности, которые стоит знать перед выбором и началом работы.

Суть любого вида гибки металла

В процессе гибки на листовой металл воздействуют определенным образом, придавая ему нужную форму в соответствии с чертежами. Эта слесарная операция не требует дополнительной сварки или других способов соединения деталей, изменяющих структуру металла и уменьшающих его прочностные характеристики и срок службы. Во время гибки наружные слои металла растягиваются, а внутренние – сжимаются.

Суть этого способа обработки материала заключается в изгибании листа на заранее определенный угол. Заготовка в процессе деформируется, при этом на степень деформации влияет толщина металла, угол изгиба, хрупкость материала и скорость изгибания.

Для операции гибки используют специальное оборудование, с помощью которого производится необходимая обработка заготовки, при этом готовое изделие не имеет дефектов. Неправильная гибка приводит к образованию множества микротрещин, ослаблению материала в зоне гиба, и, как следствие, к вероятности разлома детали в этом месте.

Существуют различные виды гибки металла в зависимости от толщины обрабатываемых металлических листов. Необходимо, чтобы напряжение изгиба было выше предела упругости. Для того, чтобы готовая деталь после снятия нагрузки, испытываемой в процессе гибки, сохраняла заданную форму, деформация должна быть пластической.

К достоинствам разных видов гибки металла в слесарном деле относятся:

высокая производительность;
автоматизация слесарной операции;
бесшовное готовое изделие;
устойчивость детали к коррозии;
прочность полученных деталей.

Если в процессе обработки используют сварку, то со временем в свариваемой области возникает коррозия, которую невозможно полностью предотвратить даже при помощи специальных защитных покрытий. При гибке металлическая конструкция остается цельной, что защищает ее от коррозионных проявлений.

Не все заготовки могут обрабатываться посредством использования разных видов гибки металла в тисках и на другом оборудовании. Предварительному выяснению подлежат следующие моменты:

величина максимального радиуса гиба, его сравнение с фактической толщиной обрабатываемой детали;
направление волокон прокатки;
начальное значение предела текучести металла;
возможные отклонения формы готовой детали после обработки.

Эти данные необходимо учитывать при работе с тонколистовыми заготовками. При обработке труб и отдельных видов профильного металлопроката (круга, шестигранника, уголка и т. п.) учету подлежит также допустимая относительная деформация заготовки после гибки.

Основные способы и виды гибки металлов

Выделяют два вида гибки металлов в зависимости от ориентирования заготовки:

Продольная, при которой металл только изгибают.
Поперечная (например, отгибают борта, перегибают, высаживают заготовки и т. д.), при которой металл также осаживают и вытягивают.

Для продольной гибки используются соответствующие станки, на которых работают с холодными металлами. Поперечная гибка возможна:

в случаях небольшого радиуса искривления, если холодная обработка приведет к возникновению чрезмерных напряжений;
при работе с толстыми металлическими заготовками.

Нагревание заготовок большой площади повышает вероятность появления кривизны по сферической и винтовой поверхностям. При работе с холодными деталями она не образуется благодаря тому, что металл пружинит, препятствуя появлению кривизны.

Для поперечной гибки металл всегда нагревают. Кромки прямых листов (заготовки судовых корпусов) изгибаются в холодном состоянии без осаживания на специальных станках или прессах.

Если необходима обработка кромок и образование отверстий, заготовка изгибается в горячем виде, т. к. при нагревании меняется расстояние между отверстиями, а кромки в процессе вытягивания или осаживания теряют правильные очертания.

При использовании такого вида гибки металла, как холодная, в первую очередь обрабатывают кромки, далее проделывают отверстия, после этого сгибают.

В зависимости от того, каким будет контур готового изделия, выделяют несколько видов гибки листового металла:

одноугловую или V -образную;
дуговую или U-образную;
многоугловую;
криволинейную;
позволяющую получать изделия типа труб.

Перечисленные виды обработки выполняются путем:

Свободной гибки, которая не требует фиксации центра симметрии детали. В процессе обработки рабочий инструмент – пуансон – воздействует на заготовку, итоговая форма которой зависит от конфигурации пуансона.
Гибки калибрующим ударом, в процессе которой деталь располагают в матрице, определяющей конечную форму изделия.

В роликовых матрицах ось заготовки формируется в процессе поворота подвижной части рабочего инструмента.

Гибка обладает характерной особенностью – сетка макроструктуры различается и зависит от направления изгиба. При работе с мало- и среднепластичными металлами и сплавами направление волокон имеет существенное значение. При его совпадении с направлением перемещения оси заготовки вероятность разрушения в процессе обработки минимальна. Иначе существует риск расслаивания частиц в определенных объемах детали, что считается неисправимым дефектом.

Виды гибки металлов также выделяют в зависимости от исходной заготовки:

Гибочные операции выполняются не только в отношении листовых металлов. Изготовление различных металлоконструкций может потребовать использования гнутых труб или профиля.

Радиусная обработка листового металла требует выбора правильного линейного размера заготовки. Существенное значение для проектировщика имеют размеры детали, так как длина обрабатываемой заготовки должна несколько превышать длину готового изделия. Такое требование обусловлено спецификой гибочной операции. В процессе изменения положения частей металлического листа относительно друг друга происходит сжимание внутренних слоев металла и вытягивание наружных. Следовательно, перед радиусной гибкой требуется тщательный просчет геометрических параметров обрабатываемой детали.

Чтобы рассчитать радиус изгиба, подойдут данные специальных таблиц, размещаемые в различных инженерных справочниках.

Изгибание труб производится согласно требованиям технической документации. Различают следующие виды гибки металлов:

Гнутые трубы используют при изготовлении ограждений и перил в жилых домах, помещениях производственного или бытового назначения.

В большинстве случаев трубы зашивают по радиусу, формируя частичный или полный изгиб конструкции, не зависящий от формы и размера сечения. В процессе обработки полого профиля заготовка подвергается воздействию нескольких сил, одна из них действует на поверхность внутренней стенки, вторая – на внешнюю сторону детали.

В процессе изгибания труб есть вероятность деформирования заготовки при взаимодействии сил, действующих на внешнюю и внутреннюю поверхности. Это может стать причиной потери соосности. Если пренебречь рядом технологических требований, существует риск разрыва трубы. Неравномерный изгиб может привести к появлению складок в области сгиба. Это обусловлено воздействием тангенциальных сил, появляющихся при деформации трубы.

Чтобы снизить вероятность возникновения подобных дефектов, в определенных случаях используют разные виды гибки металлов: холодную и горячую. К первой технологии прибегают при работе с трубами небольшого диаметра. Однако при этом важно выяснить минимально допустимый радиус гиба, проходящий по осевой линии.

Следует отметить, что локальный нагрев места изгиба способен создать более комфортные условия для обработки заготовки. Нагретый металл обладает большей пластичностью, которой достаточно для того, чтобы выполнить необходимую деформацию. Такой вид обработки, как горячая гибка, используется при работе с трубами большого диаметра.

Гибка профильного металлопроката.

Из-за более высокого значения момента сопротивления профильный металлопрокат невозможно изгибать при помощи традиционных видов гибки. В связи с этим обработка выполняется при помощи оборудования ротационного действия. Преимущество таких станков по сравнению с теми, что используются для работы с листовыми материалами, заключается в не одновременном, а последовательном приложении усилия к поверхности обрабатываемого профиля. Это приводит к снижению гибочного усилия, а также к сокращению крутящего момента электродвигателя.

Если предполагается работа с заготовками небольшого размера, достаточно использовать оборудование с ручным приводом. Поскольку в процессе обработки используется последовательная схема, то одновременно выполняется не только деформация, но и правка заготовки, благодаря чему в металле снимаются внутренние напряжения.

Существует несколько видов правильно-гибочных станков в зависимости от числа рабочих валков, которых может быть три или четыре. Валки могут располагаться симметрично или асимметрично. Параметры изгиба деталей регулируются путем соответствующего изменения положения оси приводного валка, а также диаметра и профиля рабочей части.

Хотя автоматизация процесса гибки при помощи валковых машин несколько сложна, конструктивно оборудование простое и неэнергоемкое. Кроме того, работа с такими станками не требует использования дополнительных инструментов – штампов.

Подобный принцип применяется также при изготовлении станков для гибки труб. Разница заключается в оправке, размещаемой внутри обрабатываемой трубы и препятствующей дополнительной деформации профиля заготовки при гибке.

Области применения различных видов гибки металлов

Разные виды гибки металла применяют на небольших предприятиях, а также в быту, когда требуется изготовление профилей разных размеров, сборных перегородок, корпусных изделий, уголков, швеллеров, откосов, водосточных желобов, металлических каркасов, подвесных строительных систем и др.

Гибка труб также выполняется как в промышленных масштабах, так и в быту. В ряде случаев конфигурация их соединений бывает сложной. Чтобы уменьшить количество используемых элементов и резьбовых соединений, трубам придается определенная форма, для чего их изгибают под нужным углом. Таким образом получают канализационные, водопроводные и газовые трубы нужной конфигурации с минимальными расходами, при этом внутри сетей обеспечивается минимальное сопротивление.

Станки для разных видов гибки листового металла используются для работы со сталями, медью, алюминием, а также заготовками, имеющими цинковое или лакокрасочное покрытие. Благодаря мобильности оборудования многие виды работ можно выполнять непосредственно на объектах, что позволяет экономить время и средства, необходимые для транспортировки готовых деталей.

С помощью современных видов гибки металлов можно работать с нестандартными по форме заготовками. Наибольшего внимания требуют:

тонкие листы и ленты (из-за высокой вероятности повреждения заготовки при неправильном расчете нагрузки);
толстые и прочные заготовки (при неправильном расчете существует вероятность одностороннего разрыва металла);
детали, имеющие разную толщину или показатели прочности на месте изгиба (гибка при в этом производится в несколько этапов).

Особый подход требуется также при обработке профиля, уголков и других аналогичных заготовок.

Читайте также: