Теория гибки и резки | CпецСтанкоСервис — ремонт и модернизация станков; продажа пуансонов, матриц, ножей для листогибов, гильотин и дыропробивных прессов.

Немного из истории металлообработки

Человек издавна занимался добычей и обработкой различных металлов. Еще в пятом тысячелетии до нашей эры люди, обнаружив самородки меди и попробовав в деле, смогли понять их преимущества перед простым камнем. Самые элементарные медные изделия оказались гораздо полезнее предметов, сделанных из камня.

Вокруг нас очень много объектов, сделанных из металла. И даже многие другие вещи, не имеющие непосредственно металлических деталей, созданы с помощью различных железных механизмов, станков и инструментов. Невозможно представить себе жизнь человечества без этого столь популярного и полезного материала. Его добыча и обработка оказали огромное влияние на развитие всех технологий нашего мира.

Среди современных технологий следует выделить гибку деталей из листового металла. Потребность в этом формировалась по мере развития процессов строительства и модернизации помещений. Постепенно появлялась необходимость создания высокотехнологичного оборудования, с помощью которого можно было бы делать качественные элементы отделки фасада, кровли, оконных и дверных проемов и т. п.

Листогиб стал тем современным оборудованием, которое на основе всех технологических инноваций позволяло эффективно обрабатывать листовой материал. Листогибочные станки широко используются в строительной и промышленной отрасли.

Высокоточное станочное оборудование позволяет изготавливать детали и строительные элементы заданной формы в необходимом количестве. Металлообрабатывающие станки стали появляться в конце XIX века. Совершенствование технологий способствовало непрерывному развитию сферы станкостроения.

Такие кованые гибочные станки могли приобрести лишь зажиточные горожане для личных нужд. В основном с их помощью строили собственное жилье. Крупные предприятия отдавали предпочтение сварным станкам. Эти изделия могли выдержать огромные нагрузки, поэтому больше подходили для работы в промышленных масштабах.

Современные листогибы значительно поменяли свой внешний вид и функциональность по сравнению с прошлыми веками. Сейчас высококачественное оборудование способно выполнять различные технологические операции, позволяющие изготавливать детали, отвечающие всем требованиям и параметрам производственных процессов.

Особенности холодной гибки деталей из листового металла

Холодной гибкой металла называют способ обработки листовой заготовки, когда форма изделию придается без воздействия температуры. Выделяют два метода деформации металла: ручной и механизированный. Первый является достаточно трудоемким и сложным процессом. Посредством второго гнуть деталь гораздо легче, поскольку действия выполняются при помощи специального станка.

Ручной способ может выглядеть так: заготовка зажимается тисками и деформируется при помощи плоскогубцев и молотка. Так можно обрабатывать заготовки не толще 0,6 мм.

Механизированный способ подразумевает применение листогибочного пресса, роликового листогибочного станка и вальцов. Трудоемкость такого процесса гораздо ниже, а изделий производится больше и практически без брака.

Гибка деталей из листового металла является операцией листовой штамповки. Если вам необходимо сделать небольшую серию изделий, то можно использовать оборудование с ручным приводом. В таком случае не понадобится особой подготовки и организации производственных площадей.

Металлические заготовки обладают значительной упругостью. Поэтому в процессе приложения к ним кратковременного деформирующего усилия пластичность материала не успевает проявиться. Так возникает пружинение, когда согнутая заготовка частично восстанавливает свою форму после отвода рабочего инструмента. Эту проблему мы уже рассматривали ранее, поэтому не будем к ней возвращаться.

Гибка деталей из листового металла при помощи механического пресса не позволяет увеличить время контакта пуансона с заготовкой. Станок же для гибки с ручным приводом не вызывает подобных проблем. Это объясняется тем, что сам оператор устанавливает время выдержки заготовки под давлением.

Если говорить об использовании листогибочного оборудования на производстве, то чаще всего можно встретить гибочный и вальцовочный агрегат. Для гибочного станка характерно выполнение последовательного сгибания заготовки по всей поверхности контакта с инструментом.

Существует несколько разновидностей станков для холодной гибки, которые делятся по следующим параметрам:

• По ширине рабочего стола– от этого зависят предельные размеры деформируемого изделия.
• По наличию дополнительного инструмента (например, станок может быть оборудован ножом для роликовой резки кромок).
• По виду привода (бывает перемещение гибочного ползуна за счет рукоятки, педали или комбинированный вариант).
• По направлению движения ползуна (бывает возвратно-поступательное движение или дугообразное; агрегат с дугообразным движением ползуна более компактный).
• По тому усилию, которое необходимо приложить к рукоятке привода гибочного ползуна.
• По способу фиксации: небольшие заготовки можно зафиксировать винтовым прижимом; для более мощных и многофункциональных агрегатов, производящих не только гибку, но и резку, потребуется гидравлический прижим. Существуют конструкции с боковым прижимом, очень удобным для осуществления резки.

Ручные листогибы в зависимости от производителя могут быть оснащены дополнительными функциями.

При использовании ручного листогиба крутящий момент, когда прикладывается усилие, зависит от физической подготовки оператора. Наибольшее распространение получила гибка деталей из листового металла по следующим технологиям:

• Свободная гибка непрофилированным инструментом – выполняется с помощью двух опор, расположенных напротив друг друга. На них закрепляется заготовка и деформируется пуансоном по нужному радиусу. Чаще всего этот способ используют для одноугловой V-образной гибки. Для этого метода деформации нужно минимальное усилие.

• Калибрующая гибка–изменение формы листовой заготовки выполняется в матрице. Калибрующий гибочный станок оборудован более жестким столом и станиной.
• Гибка с одновременным растяжением – нужна для изменения формы материалов, отличающихся малой пластичностью (к примеру, сплав алюминия с марганцем, сталь с содержанием углерода свыше 0,4 %). Согласно технологии к заготовке прикладываются растягивающие усилия от ее краев, что усложняет привод агрегата. Соответственно возрастает необходимая нагрузка.
• Гибка в роликовых (вращающихся) матрицах – является операцией локального формообразования. Так, она используется при профилировании металла (листового или широкополосового). Практически на любой вальцовочный станок можно установить роликовую матрицу. Такая технология требует наименьших усилий.

Производительность оборудования для гибки деталей из листового металла зависит от целого ряда факторов, таких как:

• Функциональность станка для гибки металла (иногда необходимо выполнить не только гибку, но и резку, пробивку отверстий и прочие операции).
• Состав листового материала.
• Производительность станка.
• Объем прикладываемых усилий оператора.
• Уровень точности оборудования (зависит от конструкции фиксирующих приспособлений агрегата).

Ручные листогибочные установки хороши тем, что работают с небольшой скоростью. Соответственно, не происходит отслаивания предварительного защитного покрытия заготовок. Таким образом, технология ручной гибки позволяет обрабатывать оцинкованный металл и заготовки, покрытые краской.

Последовательность действия листо- и сортогибочных машин. гибка обечаек

Гибка на листогибочном оборудовании с симметричным расположением рабочих валков включает в себя следующие стадии:

• Заправку листа в пространство между валками, при этом передняя кромка заготовки должна лечь на второй опорный валок;
• Опускание верхнего валка до положения, при котором гарантированно обеспечивается нужная кривизна изгибаемого профиля;
• Включение привода, в результате чего лист силами трения захватывается валками проходит сквозь рабочую зону, приобретая необходимую форму;
• Заправку следующей заготовки, с повторением цикла деформирования.

Изделие, прошедшее сквозь рабочую зону, не будет продеформировано на участке переднего и заднего края листа на величину, равную половине расстояния между опорными валками. Подгибку производится выполнять вручную, что неудобно.

Поэтому при необходимости гибки профиля по всей длине заготовки следует использовать ротационные машины с асимметричной компоновкой. Задний конец при этом гарантированно подгибается, а для переднего достаточно завести лист с обратной стороны.

Таким образом из листового металла получается обечайка (открытый цилиндрический или конический элемент конструкции).

Аналогичным образом действуют и сортогибочные машины. Они также выполняются трёхвалкового исполнения, и состоят из следующих узлов:

1. Станины.
2. Роликов, рабочий профиль которых соответствует сечению сортового проката.
3. Боковых роликов, обеспечивающих прямолинейность движения заготовки.
4. Поперечнины, ограничивающей перемещение заготовки в поперечном направлении (для симметричных профилей, например, швеллеров, поперечина переводится в нерабочее положение.
5. Механизма заправки профиля в рабочее пространство между валками.
6. Электродвигателя.
7. Промежуточных зубчатых передач.
8. Системы включения привода.

Настройка сортогибочной машины на нужный радиус гиба производится маховичком винтового механизма. Небольшие типоразмеры сортового проката гнут на машинах с горизонтальным расположением рабочих валков. Более универсальными считаются сортогибочные машины с вертикальной компоновкой.

Маркировка ротационных гибочных машин отечественного производства:

• И22_ _ — листогибочные трёхвалковые;
• И42_ _ — листогибочные четырёхвалковые;
• И32_ _ — сортогибочные трёхвалковые;
• И33 — сортогибочные многовалковые.

Процесс гильотинной резки

Гильотинная резка представляет собой процесс прямолинейной резки листового металла. Материал разрезается между противоположными кромками двух лезвий. Предварительно лист фиксируется с помощью прижимных цилиндров. Во время процесса резки подвижное лезвие двигается по отношению к неподвижному лезвию с определенным зазором между ними, который определяется условиями резки.

Подвижное лезвие может быть установлено под углом по отношению к неподвижному для того, чтобы резка велась последовательно от одной стороны к другой, этот угол называется углом между лезвиями, и это уменьшает усилие резки, но увеличивает ход подвижного лезвия.

Что касается самой гильотины, то, машина состоит из станины со столом, системы прижима листа, верхнего и нижнего лезвия и заднего упора. Задний упор обеспечивает требуемый размер отрезаемой детали.

Задний угол верхнего лезвия незначительно влияет на усилие резки. При использованием двух лезвий с четырьмя режущими кромками требуется более высокое усилие резки, чем когда верхняя лезвие отшлифованы с небольшим задним углом, этот угол, как правило, не более 3°.

Угол между лезвиями значительно влияет на усилие резки и влияет на дефекты, которые возникают при резке узких полос. Данный угол — менее 3°.

Зазор между лезвиями — это расстояние (перпендикулярное) между лезвиями. Чистота резки зависит от толщины листа и прочности материала. Точные значения зазора должны быть определены для каждого конкретного случая. Если зазор слишком маленький, то наблюдается увеличенный износ лезвий: затраты на переточку инструмента и усилие резки будет выше.

Дефекты готовых изделий из листового металла в результате резки:

• дефект скручивания,
• дефект саблевидности,
• дефект изгиба
• дефект непрямолинейной кромки.

ДЕФЕКТ САБЛЕВИДНОСТИ 

Этот дефект выражается в изгибе отрезанной детали в плане (поверхность остается плоской) после резки. Это связано с шириной детали, ее толщиной, прочности материала и направления линий прокатки (остаточные напряжения). Для уменьшения этого дефекта рекомендуется использовать меньший угол между лезвиями и выполнять резы вдоль направления линий прокатки.

ДЕФЕКТ СКРУЧИВАНИЯ 

Этот дефект выражается в скручивании готовой детали вдоль ее оси после резки. Этот дефект возникает обычно,при резке узких полос. Условия резки, которые усиливают этот дефект, связаны с геометрией листового металла (большая толщина, малая ширина, короткая длина), характеристик материала (мягкий материал, неравномерное распределение напряжений) и, конечно, параметры резки (большой угол между лезвиями, высокая скорость резки).

ДЕФЕКТ ИЗГИБА

Этот дефект выражается в изгибе отрезанной детали (деталь не плоская), после резки. Этот дефект обусловлен углом между лезвиями и жесткостью заготовки. Для уменьшения этого дефекта рекомендуется использовать меньший угол между лезвиями и поддерживать отрезаемую заготовку.

ДЕФЕКТ НЕПРЯМОЛИНЕЙНОЙ КРОМКИ

Разрезаемый материал пластически деформируется в очень небольшой области, которая формирует остаточную деформацию. Область чистой кромки, где верхний нож проникает в материал до образования трещин, которые в свою очередь ведут к образованию грубой и нерегулярной поверхности известной как область трещин.