Гибка листового металла с использованием листогибов осуществляется методом холодного деформирования и заключается в придании материалу требуемого профиля посредством приложения механического усилия. Операция отличается высокой производительностью, относительной простотой, малой энергоемкостью. Как правило, холодное изгибание, в отличие от резки или сварки, позволяет изделию полностью сохранять свои прочностные и антикоррозионные характеристики, а также значительно ускоряет процесс формовки.
Применение подобного оборудования широко распространено в различных отраслях промышленного производства, в строительстве, небольших цехах, частных мастерских и т.д. С помощью листогибов изготавливаются доборные элементы, корпусные детали, металлическая мебель, короба, элементы вентиляции, емкости, рекламные и многие другие конструкции.
Подготовка к гибке металла
Листогибочный станок оказывает давление на листовой материал, в результате чего плоская заготовка гнется на заданный угол и принимает необходимую объемную форму. Металл обладает пластичностью, поэтому в процессе гибки внешняя сторона листа растягивается, а внутренняя сжимается. При этом длина нейтральной оси остается неизменной, так же, как и объем металлической заготовки. Изменяется форма изделия, толщина металла в месте изгиба, появляются складки и линии течения металла.
Еще на предварительном этапе необходимо разработать техпроцесс изготовления каждой конкретной детали. В первую очередь производится:
Подготовка чертежей изделия, расчет требуемых усилий, параметров деформации переходов, угла пружинения и др.
Выбор материала заготовки, его пластичности с учетом сложности формы, угла и радиуса гиба, других параметров с целью исключения возможности появления трещин.
Выбор подходящего листогибочного оборудования, проектирование технологической оснастки, разработка техпроцесса.
Листогибочный станок подбирается по следующим основным характеристикам:
Усилие, которое создает листогибочный станок, должно соответствовать толщине и твердости металла заготовки. Его максимальная величина зависит от типа привода, который в свою очередь и определяет вид оборудования. Кроме того, от типа устройства зависит производительность, объемы выпуска, точность, сложность формы и другие параметры готового изделия.
Виды листогибов
Существуют следующие типы листогибочного оборудования:
Ручные поворотные листогибы. Имеют несложную конструкцию, усилие создается за счет мускульной силы оператора. Для удобства работы могут использоваться пневматические компенсаторы. В зависимости от модели применяются для гибки тонколистовой стали шириной от 300 до 3250 мм толщиной в среднем до 0,5-1,5 мм, самые мощные до 2,5 мм. Подходят для штучного и мелкосерийного производства.
Ручные с одной или двумя сегментными балками, а также сегментным основанием. Предназначены для гибки деталей сложной формы, которую невозможно получить на обычных станках.
Электромеханические. В таких машинах используются электроприводы как для фиксации заготовки, так и для создания деформирующего усилия. Максимальная толщина металлического листа может достигать 4 мм. Обладают высокой точностью и производительностью, используются в серийном производстве, имеют относительно высокую стоимость.
Гидравлические прессы. Являются самым мощным оборудованием, усилия достигают десятков тонн, толщина листа может превышать 4 мм. Подобные машины часто оборудованы системой числового программного управления ЧПУ, являются высокопроизводительными. Они способны точно регулировать скорость и момент приложения усилия, обеспечивая равномерную качественную гибку. Используются при массовом производстве.
Пневматические. Мощности таких прессов, работающих при помощи пневмецилиндров, достаточно для обработки тонколистовой стали, технические характеристики схожи с гидравлическим оборудованием.
Электромагнитные. Усилие создается электромагнитным полем. Также предназначены для тонколистового металла.
Ручные роликовые. Предназначены для изготовления доборных элементов непосредственно на месте выполнения кровельных или фасадных работ. Отличаются простотой конструкции и минимальной стоимостью.
Ротационные листогибы. Предназначен гибки деталей сложной формы с полированными поверхностями и малыми допусками. Не царапают и не оставляют следов на заготовке, гнут детали с близко расположенными фланцами.
Вальцовочные станки. Используются при изготовлении крупных деталей как малой, так и большой толщины. Широко применяется для производства труб, конусов, воздуховодов и т.д.
Особенности технологии гибки
Процесс придания заготовке заданной формы состоит из нескольких основных операций. Для разных типов прессов они имеют свои особенности, в общем случае выглядят следующим образом:
Предварительный этап
Заключается в настройке параметров оборудования под изготавливаемую деталь. Для ручных станков процесс состоит в подстройке прижимной и гибочной балки, при необходимости подбираются и устанавливаются сегменты. Настройку нужно протестировать путем гибки опытных образцов.
Для прессов с ЧПУ подготовка состоит в внесении в систему параметров и чертежей изделия, а также внесении или выборе из загруженной ранее базы данных параметров пуансона и матрицы. На основании этой информации система моделирует процесс, по результату моделирования оператор вносит корректировки. Затем устанавливает необходимые пуансон и матрицу. Благодаря системе быстрой смены инструмента на операцию уходит минимум времени.
Фиксация и гибка заготовки
На ручных устройствах листовой металл фиксируется на рабочем столе прижимной балкой. При необходимости заготовка предварительно размечается, позиционирование однотипных деталей осуществляется при помощи регулируемого заднего упора. Далее оператор поднимает гибочною балку и осуществляет таким образом гибку металла. Угол подъема контролируется встроенным угломером. Затем балка опускается в исходное положение.
На полуавтоматических прессах с ЧПУ оператор устанавливает заготовку на матрице. Точность фиксации обеспечивают автоматические задние упоры, регулируемые в трех плоскостях. Далее нажимает на педаль, привод срабатывает, верхняя траверса опускается, пуансон осуществляет гибку металла, а затем снова поднимается в верхнюю точку. Скорость, усилие, глубина погружения пуансона рассчитываются и регулируются системой в автоматическом режиме.
Завершающий этап
Оператор извлекает заготовку и далее в соответствии с технологическим процессом либо перемещает ее и осуществляет гибку следующего угла в такой же последовательности, либо устанавливает другую деталь.
При использовании полностью автоматизированного оборудования в обязанности оператора входит только загрузка данных и контроль производственного процесса.
На видео пример изготовления своими руками ламели для забора-жалюзи из покрашенной в белый цвет тонколистовой оцинкованной стали толщиной 0,5 мм с помощью проходного ручного гибочного станка Falzer:
На что нужно обращать внимание?
Технология на первый взгляд кажется несложной, но на самом деле требует строгого соблюдения технологического процесса, наличия навыков, имеет множество особенностей и нюансов. Для того, чтобы получать качественные изделия нужно учитывать следующие факторы:
Перед началом гибки необходимо рассчитать развертку будущей детали. На основании чертежа определяются количество перегибов, радиусы, углы гиба, толщина и марка металла. Затем рассчитываются допуски на гибку и длины прямых участков, после чего строится плоская развертка. Далее с помощью чертилки развертка наносится на деталь.
Перед гибкой нужно настроить листогиб в соответствии с толщиной материала и радиусом гиба. Для регулировки зажима нужно разместить два листа заданной толщины справа и слева по краям рабочей зоны и отрегулировать его так, чтобы металл можно было сдвинуть рукой. Далее регулируется положение гибочной балки в зависимости от толщины металла и требуемого радиуса гиба. Последовательность гибки должна быть такой, чтобы каждый предыдущий этап на мешал последующему.
В первую очередь гнутся внешние углы, затем внутренние, острые или тупые углы гнутся раньше прямых. Внутренний радиус гиба обычно равен толщине обрабатываемого металлического листа. Минимальное значение радиуса зависит от пластичности материала и его сопротивления разрушению.
При необходимости гибки толстого листа на минимальный радиус во избежание образования трещин его нужно предварительно нагреть, повысив таким образом коэффициент пластичности. Температура определяется с учетом свойств материала и его толщины.
Для того, чтобы получить качественное изделие при работе на ручном станке, гиб следует производить медленно.
Для резки заготовки используются специальные роликовые ножи, для догибания фальцев на 180 градусов - фальцезакаточные машинки.
Листогибочный автоматический или полуавтоматический пресс имеет 4 фазы скорости: быстрая - до момента достижения пуансоном детали; рабочая - перед заготовкой плунжер замедляется и производит деформацию листа; низкая - после достижения нижней точки пуансон на некоторое время останавливается; скорость возврата - плунжер возвращается вверх с относительно невысокой скоростью.
Оператору необходимо уделять большое внимание соблюдению правил техники безопасности. Важно работать в спецодежде, спецобуви, для защиты органов слуха применять наушники, органов зрения - очки.
Способы гибки металла
Существует множество методов гибки листового материала. В листогибочных станках в большинстве случаев применяются два основных способа:
Гибка листа, зафиксированного между двумя балками. Данная технология в большинстве случаев применяется для изготовления простых изделий на ручном, электроприводном или гидравлическом станке с поворотной балкой.
Гибка перемещающимся пуансоном, прилагающим усилие к металлическому листу, который упирается в поверхность неподвижной матрицы. Используются в полуавтоматических и автоматических машинах с электро-, гидро- и пневмо-приводом.
При втором варианте самыми распространенными является V-образный метод. Он делится на три подгруппы:
Воздушная гибка.
Нижнее прессование или гибка на основе.
Чеканка.
Воздушная. Отличается тем, что металлический лист вдавливается в V-образную матрицу на такую глубину, что его нижняя поверхность не достает до дна и не полностью контактирует с поверхностью матрицы. Заготовка опирается на две точки, в нижней области остается воздушный зазор, пуансон создает эффект рычага, в связи с чем усилие плунжера требуется незначительное. На величину угла изгиба влияет глубина, на которую пуансон опускается.
Данный метод обладает рядом преимуществ:
Удобство в использовании, не нужно тратить рабочее время на частую смену оснастки. Чтобы изменить угол гибки заготовки достаточно скорректировать глубину погружения пуансона.
Универсальность. Одним инструментом можно гнуть детали с разными углами или производить разные изделия.
Требует относительно небольших усилий, поэтому эксплуатация станка производится в более щадящем режиме.
Нижнее прессование. Пуансон полностью вдавливает металл в матрицу, угол детали повторяет ее контур. Нижняя поверхность листа целиком прижимается к двум сторонам матрицы, а верхняя к пуансону. Внутренний радиус определяется формой матрицы.
Преимущество метода состоит в том, что он позволяет прикладывать большее усилие, поэтому обеспечивается более высокая точность и минимальный пружинящий эффект.
Чеканка. Отличается от нижнего прессования тем, что при этом методе усилие прикладывается значительно больше. Поэтому заготовка вдавливается в матрицу, деформируется в точности повторяя форму матрицы до мельчайших деталей. Может использоваться для чеканки монет или изготовления изделий со сложным дизайном.
Достоинством чеканки является самая высокая точность, недостатком – большая мощность и более сложная конструкция пресса, высокие нагрузки на оснастку.
Существует еще несколько способов гибки, в частности:
U-образная. Отличается от V-образной только формой оснастки. На выходе получаются изделия U-образной формы, например элементы каналов, лотки.
Валковая. Гибка производится с помощью вальцовочных станков. Металл изгибается при прохождении между валками, готовые детали имеют округлую форму.
Ротационная. Заготовка устанавливается на вращающейся нажимной матрице, при движении которой вокруг гибочной матрицы получается требуемая форма. Это щадящий способ, позволяющий гнуть детали с глянцевыми поверхностями.
Ступенчатая. Заключается в ряде последовательных V-образных гибок.
С вытеснением. Заготовка гнется вокруг притирочной матрицы.
Листогибочное оборудование незаменимо для многих отраслей производства, строительства, для изготовления огромного количества изделий разного назначения. С помощью гибки можно гнуть как крупные, так и небольшие заготовки разной сложности из металла толщиной от 0,3-0,4 до 4 мм и выше. В качестве исходного сырья используются различные стали и сплавы, в том числе легирующие, цветные, с защитным или декоративным покрытием. Исключение составляют материалы, склонные к хрупкому разрыву.
Основными факторами, определяющими технологию гибки, являются параметры металла, его толщина, сложность формы изделия, требуемая производительность. При правильном выборе оборудования, надлежащем расчете параметров воздействия на материал, а также при соблюдении технологического процесса гибки гарантированно будут получаться качественные изделия без вмятин и деформаций с высокой точностью и прямолинейностью в строгом соответствии с чертежами и техническими требованиями.
Каталог
