^{Гибка металла: расчет, виды, этапы, оборудование}

Гибка металла относится к формовочной операции, позволяющей придать болванке совершенно иную пространственную форму. В ходе данного промышленного процесса листовой металл любой толщины получает требуемую форму - заготовка плоской формы обретает объемный вид без соединений и швов.

Основные особенности: 

• гибка металла - возможность производственной компании отказаться от использования штампов; 
• можно получить высокую точность линейных углов, размеров изделия. Получить монолитную конструкцию; 
• отсутствие швов, соединений, что является «ахиллесовой пятой» в сварочных изделиях;
• повышенная прочность металлопроката; 
• хрупкие листы металла не допустимо подвергать гибке;
• гибочное оборудование обычно применяют совместно с лазерным станком - вырезается деталь, а затем выполняется деформация.

Для деформации «непослушного» листа требуются определенные знания, опыт.  Перед тем как выполнить изменение формы листа, нужно произвести некоторые расчеты, позволяющие понять радиус перегиба, разрешенный для сгибания. Если пренебречь этим, то конечный продукт получится с дефектами.

Общая суть технологии гибки: часть металлопроката перегибается по отношению к другой в соответствии с установленным углом. Последний определяется благодаря расчетам, параметры которых зафиксированы в ГОСТ. К важным параметрам относятся:

• хрупкость; 
• толщина; 
• скорость проведения процедуры. 

Оборудование 

На производстве может задействоваться разное оборудование, ровно, как и подходы - зависит от особенностей обрабатываемой детали. Например, стандартный вариант - давление на установленные точки заготовки для сжатия/растяжения, но иногда используется термическая обработка (без воздействия на структуру металлического листа). 

При небольшом объеме работы можно применять ручной метод. Более продуктивным и технологичным считается механический метод, когда задействуются различные инструменты, слесарное оборудование, ЧПУ-станки, листогибочные машины и прочее.

Существуют специализированные станки, заточенные под создание конкретного продукта. Например, фальцепрокатные агрегаты, работающие с тонколистовым материалом. Они позволяют получить дымоходы, воздухоотводы, вальцевую кровлю.

Особенностью тонколистового металла является неравномерность деформации: в углах гибки она более интенсивна, а у торцов практически незаметна. В ходе операции внутренние слои сжимаются, а внешние - удлиняются. Разделяет эти 2 зоны условная линия (нейтральный слой), от точности определения которой будет зависит наличие/отсутствие дефектов.

Характерные особенности листогибочных машин - небольшие показатели энергопотребления, сниженные скорости деформирования, повышенные габариты штампового пространства. Это приводит к производству ручных гибочных станков, используемых для оцинкованного материала. Они пользуются спросом у небольших мастерских и индивидуальных потребителей.

Для деформации металлических труб применяют трубогибы, которые делятся на: 

• арбалетные (воздействуют на центр заготовки);
• рычажные (для обработки мягких сплавов. Оснащены ручным приводом);
• роликовые (могут обрабатываться металлы любой твердости); 
• дорновые (для обработки тонкостенных труб). 

Технологические этапы

Выделяют 3 этапа: 

• определение свойств металла для установления точек воздействия - раскрой; 
• сама операция с соблюдением технической документации и согласно требуемым объемам; 
• проверка качества работы (контроль и измерение).

Перед тем как подобрать оборудование для листогибочных прессов, нужно узнать, как производится расчет усилия, а также плюсы, минусы каждого вида гибки. 

Виды гибки, плюсы и минусы

Различают 3 типа:

1. Воздушная (свободная);
2. Обжатие;
3. Калибровка (чеканка). 

Воздушная. Воздействие пуансона осуществляется сверху в 1 точке, матрицы - 2 точками вверху паза с V-образной формой. Воздушный называется за счет образования зазора между листом и V-образным пазом. Форма геометрии зависит от глубины погружения пресс-штемпеля. 

Плюсы: 

• небольшое усилие; 
• небольшие расходы на инструмент; 
• отличная гибкость (можно получить любой угол гибки). 

Минусы: 

• высокий коэффициент обратного пружинения; 
• не совсем точные углы; 
• невысокая универсальность, качество деформации.

Задействуется при мелкосерийном производстве, когда присутствуют незначительные требования к точности, качеству, нужны разные углы гибов. 

Обжатие. Происходит контакт со стенками V-образной формы и нижней частью пуансона. Увеличенное усилие - в 3 раза. Раскрытие матрицы - 6-10 толщин металла.

Плюсы: 

• точные углы;
• более меньший коэффициент обратного пружинения;
• качество выше, чем в предыдущем варианте. 

Минусы: 

• требуется большее усилие; 
• невысокая гибкость. 

Применение: мелкосерийное производство, высокие требования к качеству, точности, внутренний радиус гиба должен быть в диапазоне 1-2 толщин металла.

Калибровка. Присутствует максимальное пространство между пуансоном и матрицей (в конечной форме). Отсутствует упругая деформация. Геометрия гибочного инструмента, усилие определяют угол гиба. 

Плюсы: 

• высокая точность углов;
• можно получать особые исполнения: U-, Z-гибка и многие другие;
• практически отсутствует процент обратного пружинения; 
• небольшой внутренний радиус. 

Минусы:

• нет гибкости; 
• должна использоваться только тонкая сталь;
• высокий износ оборудования, инструмента. 

Целесообразно для промышленного производства, когда нужны повышенные требования к точности, необходимы сложные формы.

Иногда применяются экзотические технологии, например, энергия взрыва. Это позволяет получить нестандартные размеры и формы конструкции. Поэтому вопрос - как гнуть жесть - не вызывает особых сложностей. 

Как выполняется расчет усилия?

Требуемое усилие рассчитывается примерно, но на практике обращаются к формуле и таблицам. Каждый пресс содержит таблицу, где указывается усилие на 1000 мм длины гиба (L). Показатель зависит от толщины листа, предела прочности, ширины раскрытия матрицы, минимальной высоты отогнутой полки, внутреннего радиуса согнутого листа.