Гибка металла: технология и методы

Содержание:

• Преимущества гибки металла
• В чем сложность процесса деформации металлопроката?
• Гибка листового проката
• Гибка металлических труб

Гибка металлов – один из самых распространенных и эффективных способов изготовления различных металлоизделий как в сфере сложного машиностроения, так и в производстве предметов быта. При всей своей кажущейся простоте технология гибки металлопроката достаточно сложна. Она требует проведения инженерных расчетов и соблюдения множества условий. В противном случае неизбежен брак или резкое снижение эксплуатационного ресурса готового изделия.

Преимущества гибки металла

Неразъемное монолитное соединение – главное преимущество гибки в сравнении со сваркой. Сварочный шов – это место повышенного риска образования коррозии, концентрации критических напряжений и появления признаков усталости металла. При сварке в процессе нагревания происходит местное изменение кристаллической решетки металла, а также термические деформации заготовки и прочие негативные проявления. Кроме того, сварной шов в большинстве случаев не эстетичен.

Гибка листового или трубного металлопроката позволяет избежать всех перечисленных недостатков. На месте сгиба не происходит никаких заметных изменений в кристаллической решетке, которые могли бы повлиять на ресурс и эксплуатационные характеристики изделия, а также на его прочность и коррозионную стойкость. Кроме того, плавный монолитный сгиб намного эстетичнее, чем сварной шов.

В чем сложность процесса деформации металлопроката?

Достигнуть всех перечисленных преимуществ можно только при строгом соблюдении технологии гибки и при правильных расчетах. В противном случае можно добиться обратного эффекта. Именно поэтому важно доверять изготовление металлоизделий, деталей машин или строительных металлоконструкций методом контролируемой деформации исключительно квалифицированным мастерам, обладающим не только необходимым оборудованием, инструментами и оснасткой, но и методикой инженерных расчетов критических напряжений.

Процесс гибки металлопроката имеет свои сложности и технические аспекты, которые могут повлиять на конечный результат и качество изделия.

• Упругость и пластичность. Под нагрузкой металл может деформироваться упруго (временно) или пластично (необратимо). В процессе деформации нужно балансировать между этими двумя видами деформации для достижения желаемой формы без разрушения материала.
• Предел текучести. Каждый металл имеет предел текучести, после которого начинается пластическая деформация. Превышение этого предела может вызвать появление трещин и других дефектов.
• Радиус изгиба. Слишком маленький радиус изгиба может вызвать образование трещин на внутреннем радиусе из-за больших напряжений, а слишком большой – привести к нежелательным дефектам.
• «Память» металла. Некоторые металлы имеют свойство «памяти формы». Это означает, что они могут вернуться к своей исходной форме после деформации. Такой эффект нежелателен при гибке, а для изготовления изделия потребуется специальная обработка.
• Утончение. В процессе гибки металл может утончаться на сгибе из-за растяжения, что повлияет на точность и геометрию изделия, а также на прочность материала на линии изгиба.
• Геометрические деформации. Заготовка может подвергаться различным типам деформаций на разных участках. Это может привести к проблемам с качеством изделия относительно его геометрии.
• Изменение формы сечения трубы. При гибке труб основная сложность в риске ее смятия, что требует использование специальной оснастки и технологий.
• Управление напряжениями. В процессе гибки могут возникать внутренние напряжения, которые могут привести к дефектам или даже разрушению изделия.
• Выбор металла. Разные металлы имеют разные свойства и по-разному ведут себя в процессе деформации. Выбор подходящего материала играет важную роль в успешном выполнении процесса.
• Точность и регулировка. Для достижения высокой точности гибки требуется хорошее управление параметрами процесса, такими как сила, скорость, угол сгиба и др.
• Закалка и термическая обработка. После деформации может потребоваться дополнительная обработка, в т.ч. термообработка, чтобы обеспечить нужные механические свойства и достичь желаемой структуры металла.

Следование правильным методам и технологиям, учет всех перечисленных факторов и опыт специалистов помогают преодолеть все сложности и достичь желаемого результата в процессе гибки листового и трубного металлопроката.

Гибка листового проката

Гибка листов металла выполняется на специальных листогибочных станках. Основная оснастка такого оборудования – матрица и гибочный нож, которые являются антагонистами и соответствуют друг к другу по углу изгиба листового проката.

Статичная матрица выполняет функцию опоры, на которую кладут лист металла. Гибочный нож подвижный и приводится в действие мошной гидравликой станка. В результате такого взаимного действия матрицы и ножа лист под нагрузкой изгибается под соответствующим углом. Современные гибочные станки оснащены числовым программным управлением (ЧПУ) и позволяют выполнять гибку листов с высокой точностью.

В процессе гибки листового проката важно точно рассчитать угол изгиба, подобрать тип матрицы и гибочного ножа, а также скорость его движения и величину усилия. Немаловажно следить за правильной ориентацией листа, если есть лицевая и оборотная сторона, поскольку обратный изгиб невозможен по причине высокого риска разлома по линии гиба.

Гибка металлических труб

Чтобы предотвратить смятие круглого трубного проката во время его гибки, используют специальные вальцы, внешние боковые поверхности которых имеют полусферическое сечение аналогичного трубе радиуса. Для гибки прямоугольного трубного металлопроката также используют вальцы с соответствующей формой боковых поверхностей.

В зависимости от масштабности производства для гибки труб используют как ручные трубогибы, так и большие высокопроизводительные трубогибочные станки, в т.ч. и с компьютеризированным управлением (ЧПУ).