Процесс гибки любой заготовки, не важно, будь то большая труба или наоборот, небольшая металлическая пластина с отверстиями, всегда начинается с изучения материала и геометрии заготовки. Для разных сплавов могут применяться разные способы гибки, здесь мы кратко рассмотрим проблемы, с которыми сталкиваемся при выполнении гибочных работ, и способы гибки.
Гибка листового металла (сплавов), включая металлических пластин малой площади
Основные способы гибки листового металла (сплавов)
Для понимания проблем, существующих в гибке металлов, сплавов, описанных ниже, кратко приведем существующие и используемые нами способы гибки листового металла (сплавов).
- Вальцовая гибка
- Это наименее проблемный вид гибки, который применяется для гибки по относительно большому радиусу больших листов металла (труб и профилей см. ниже).
- Воздушная (свободная) гибка
-
Пуансон вдавливает заготовку в матрицу на необходимую глубину, но заготовка не соприкасается со стенками матрицы. Фактически угол гибки определяется глубиной продавливания заготовки (и её характеристиками такими как пластичность, упругость, геометрия и т. п.) а не геометрией гибочного инструмента.
Преимущества:
Простота и отсутствие необходимости в частой смене оснастки для гибочного пресса.
Недостатки:
Сложнее добиться нужной точности гибки. Хотя для малоточных изделий эти отклонения не существенны. - Калибровка
-
Материал зажимается полностью между пуансоном и стенками матрицы.
Преимущества:
Получение сложных профилей, высокая точность гибки
Недостатки:
Можно было бы отнести более высокую стоимость, обусловленную необхожимостью изготовления индивидуальных пуансонов и матриц для каждого изделия. Но говорит о таком "недостатке" неуместно в виду отсутствия альтернативы.
Основные проблемы гибки связаны со следующими характеристиками изделий:
Пластичность/упругость (пластичная/упругая деформация), как её учитывать
- Например, для таких пластичных металлов как низкоуглеродистая сталь, алюминий, свинец подойдут холодная гибка свободным (воздушным) способом.
- Для не пластичных металлов, таких как высокоуглеродистые стали, марганцовистые стали, даже чугун, можно производить процесс гибки с предварительным нагревом, сама процедура гибки происходит медленно.
Геометрия заготовки, включая структуру кристаллической решетки
Волокна (структура) металла
Начнем с такого интересного явления как "волокна" в сплавах.
"Волокна" — таким термином именуются микроструктуры (микроузор), возникающий из-за деформации зерен (кристаллических ячеек) сплава в процессе производства металлопроката.
Свойства сплава, подвергшегося процессу металлопроката становятся анизотропными (различаются в зависимости от направления), в частности, существенно (в среднем в 2 раза) различаются прочностные характеристики, рекция на нагрузку, приложенную вдоль или поперёк "волокон".
В идеале, при проектировании металлоизделия в производственную документацию нужно включать указание помимо марки сплава, также и указания по раскрою металлопроката для того чтобы иметь заготовку, в которой наибольшие нагрузки по-возможности, будут направлены вдоль "волокон" сплава. Но, не трудно догадаться, что мало кто озадачивается подобными исследованиями. Соответственно важно, если вы хотите всё сделать качественно, и чтобы изделие после гибки не потеряло в прочности и надежности, проводить гибку поперек "волокон". В противном случае, вы не только потеряете в прочности, но что гораздо важнее, в местах гибки вдоль волокон гораздо быстрее наступает усталость металла, а это уже очень серьёзный фактор!
Геометрия заготовки
Очень большое влияние на процесс гибки оказывает наличие отверстий в заготовке. Опытным путём установлено, что расстояние от края отверстия до гибочного шва не должно быть меньше двухкратной толщины детали (глубины отверстия).
Также в любом случае, отверстия, диаметром меньше толщины изделия рекомендуем делать уже после процедуры гибки.
Для примера мы провели наглядный эксперимент. Взяли 2 одинаковые металлические пластины с отверстием:
и выполнили радиусную гибку 2-мя способами: свободным, профильным.
Результат гибки свободным способом, видна деформация (выверт) отверстия, гибка получилась неравномерной по радиусу:
Результат гибки профильным способом, деформация отверстия не наблюдается, гибка получилась равномерной по радиусу:
Гибка труб, профилей
Гибка труб по малому радиусу
Для гибки труб разного профиля мы используем автоматический трубогибочный станок с дорном. Преимущество гибки с дорном в отличие от гибки с использованием наполнителя (например, кварцевый песок) в принципе обсуждать нет смысла. Это и значительное упрощение процедуры подготовки к гибке, нет необходимости после гибки удалять наполнитель и чистить внутренность трубы, всё это ведет к очень существенному снижению себестоимости процесса гибки в целом. В общем, говоря просто, гибка с наполнителем применяется в наши дни только в кустарных мастерских, не имеющих возможности использования автоматического трубогиба с дорном.
Дорн может быть использоваться для гибки не только круглого профиля, можно изготовить практически любой требуемый профиль дорна.
Подробнее о гибке труб и профилей…
Гибка труб по большому радиусу
Для гибки труб малой длины по большому радиусу мы применяем тот же автомат трубогибочный дорновый (иногда дорн можно не использовать).
Для гибки труб большой длины по большому радиусу мы применяем вальцовку (не путать в развальцовкой).
