Полное руководство по гибке листового металла

Гибка является важным процессом в производстве листового металла.

В этом руководстве я объясню все, что вам нужно знать о процессе гибки листового металла.

Если вы хотите стать экспертом в области деталей гибки металла, прочитайте это руководство до конца.

Что такое гибка металла?

Гибка листового металла включает пластическую деформацию металлической детали вокруг оси, что приводит к геометрическому изменению. Изменение касается только формы, в то время как объем металлической части остается прежним.

Распространенные методы гибки листового металла

Некоторые из наиболее распространенных методов гибки:

Сгибание

Используя устройство для сгибания типа барфолдера или карнизного тормоза, вы можете выполнять операции сгибания для деталей из листового металла. Зажимная балка имеет ключевое значение при придании детали желаемой формы при зажиме. Результатом является изгиб в форме буквы V с отрицательным или положительным углом изгиба.

V-образная гибка

V-образная гибка использует форму и пуансон V-образной формы, что позволяет выполнять изгиб с разными углами. Размещая листовой металл над формой-V, вы гнете деталь с помощью гибочного пресса.

Точка давления пуансона определяет угол формирования листового металла. У вас есть три подхода к V-образной гибке:

Нижняя гибка (Bottoming)

В этой технике вы сжимаете листовую металлическую часть до дна формы, создавая определенную форму и угол. Полученный изгиб соответствует конфигурации инструмента формы.

Применение нижней гибки позволяет преодолеть проблему отскока благодаря силе и углу действия пуансона и формы, формирующих металлическую деталь окончательно.

Выдавливание (Coining)

Точность и уникальная способность производить исключительные металлические детали делают выдавливание популярным методом гибки металла. При такой обработке детали из листового металла не возвращаются к исходной форме, это связано с тем, что штамп лишь слегка вдавливает металлическую часть, что позволяет определить разницу.

Воздушная гибка (Air Bending)

По сравнению с нижней гибкой и выдавливанием, воздушная гибка является менее точной техникой, которая также подвержена отскоку. Тем не менее, этот метод прост в использовании, так как вы не используете инструменты.

В этом процессе пуансон прикладывает давление к металлической детали в полости формы. Во время гибки металлическая часть не касается дна формы, для чего требуется пресс-тормоз.

Вальцовая гибка

При вальцовой гибке вы получаете изогнутые детали, такие как конусы и трубы. Наборы валков имеют центральное значение при использовании этого метода, позволяя достигать различных профилей поперечного сечения с многочисленными изгибами.

Ротационная гибка

Здесь вы фиксируете металлические детали на вращающейся форме, создавая изгиб, соответствующий требуемому радиусу. Для этого метода часто используется внутренний поддерживающий мандриль, чтобы предотвратить складывание гнутой части листового металла.

Ротационная гибка не царапает поверхность детали, в отличие от техник выдавливания и V-образной гибки.

Кроме того, с помощью этого метода вы можете создавать металлические части с широкими углами изгиба и острыми кромками.

Ступенчатая гибка

Этот метод использует множество последовательных V-образных изгибов для создания деталей с большим радиусом. Количество изгибов и расстояние между ними в конечном итоге определяет качество, которое увеличивается с количеством изгибов. Это экономически выгодный метод для небольших объемов производства.

Вкратце, вы будете выбирать станок и инструменты для гибки листового металла в зависимости от процесса гибки.

Преимущества гибки листового металла

Есть много причин, по которым вы должны рассматривать гибку как критический метод в процессе обработки листового металла.

1. Увеличенная точность: Благодаря точному определению коэффициента k и допуска на изгиб, процесс гибки металла значительно точен.
2. Увеличенная производительность: Процесс гибки требует меньше инструментов и может быть автоматизирован. Таким образом, вы можете осуществлять быстрые операции по гибке, позволяющие получать высокий объем продукции.
3. Меньше последующих процедур: Процесс гибки не требует вторичных процедур для завершения, таких как резка, которая может потребовать сварки.
4. Низкая стоимость инструментов: Для процесса гибки используются простые инструменты, что в итоге приводит к общему снижению стоимости.
5. Сокращение использования деталей: Гибка позволяет изготовить из одного куска металла желаемую форму, не применяя множество частей в сборке.
6. Снижение веса детали: Используя гибку, можно получить желаемую жесткость и прочность детали, не увеличивая ее вес.

Применение гибки листового металла

Давайте выделим некоторые из самых распространенных применений:

1. Бытовые приборы: Многие бытовые приборы, такие как стиральные машины и блендеры, используют металл, такой как нержавеющая сталь, в своем производстве. Например, барабан в стиральной машине формируется путем гибки листового металла в нужную форму.
2. Автомобильная и авиационная промышленность: Части автомобилей и самолетов, такие как боковые панели и фюзеляж соответственно, используют процесс гибки при формировании. Гибка может позволить выполнение конструктивных особенностей, таких как обтекаемость для повышения эффективности.
3. Строительство: В строительной индустрии используются гнутые листы металла в таких областях, как кровля, бурение скважин и ограждения безопасности. Гофрированные железные листы, используемые в кровле домов, подвергаются процессу гибки как конструктивной особенности.
4. Здравоохранение: Оборудование и машины в секторе здравоохранения, такие как аппараты МРТ и даже кровати, используют металлическую обработку, включая гибку.
5. Производственная промышленность: Применение металлической гибки вы найдете в производственной секторе, например, при строительстве котлов. Чтобы сформировать оборудование с небольшим количеством точек напряжения, вместо, скажем, сварки, используют процесс гибки.

Ограничения процесса гибки

Когда вы используете этот метод обработки металла, важно обратить внимание на:

• Высокие первоначальные затраты: Настройка оборудования для процесса гибки металла требует значительных капитальных вложений по сравнению с другими материалами, такими как пластик.
• Ограничения дизайна: Физические и механические свойства некоторых металлов делают их непригодными для получения сложных геометрий или форм.
• Вспомогательные операции: После процесса гибки металла вам потребуются другие вторичные операции, такие как покраска и финишная обработка.

Лучший материал из листового металла для процесса гибки

Вы можете гнуть листовые металлы различных размеров или толщины. Кроме того, процесс гибки подходит практически для всех листовых металлов.

Давайте взглянем на несколько:

i. Алюминий: Алюминий легко сочетается с другими элементами для формирования сплавов с широким спектром свойств. Некоторые из наиболее распространенных сплавов:

• Алюминий 5052: Этот тип сплава обладает впечатляющей малеабельностью без дефицита трещин, за исключением случаев переработки.
• Алюминий 6061: Этот алюминиевый сплав представляет сложность при гибке из-за склонности к трещинам. Металл ослабевает при холодной гибке, в то время как малеабельность увеличивается после отжига.

ii. Отожженная легированная сталь: Зависит от сплава, при этом сплав 4140 предлагает впечатляющую пластичность с меньшей вероятностью трещин.

iii. Латунь: Концентрация цинка в латуни важна, так как чем больше цинка, тем материал менее гибкий. Полезна при выполнении простых операций гибки, более сложные процессы требуют нагрева.

iv. Бронза: Гибка бронзы не является простой задачей, кроме того, она имеет тенденцию к трещинам, если ее не обрабатывать нагревом.

v. Медь: Обладает высокой пластичностью, что облегчает ее гибку.

vi. Сталь: С этим материалом вы найдете разные варианты, причем горячекатаная сталь более мягкая, чем холоднокатаная. Основные варианты:

• Низкоуглеродистая сталь: Доступна в горячекатаном и холоднокатаном виде, мягкая сталь обладает высокой степенью пластичности. Однако ее необходимо покрывать, чтобы предотвратить коррозию при контакте с влажностью, например путем гальванизации.
• Пружинная сталь: Является ковкой после отжига, и необходимо использовать тепло для повторной гибки, когда она закалена.
• Нержавеющая сталь: Является сплавом мягкой стали, содержащей более 10,5% хрома, что делает ее высокоустойчивой к коррозии.

vii. Титан: Жесткость титана такова, что вам потребуется формировать удлиненный внутренний радиус изгиба. Поскольку обратный разгиб является проблемой, вы должны перегибать детали из этого материала.

Инструменты и оборудование для гибки листового металла

В зависимости от типа желаемой технологии изгиба вы можете рассмотреть использование следующих инструментов и оборудования:

i. Гибочный пресс: это основной инструмент для гибки металла, имеющий разные разновидности, такие как:

• Угловой гибочный станок: фиксирует листовой металл на плоской поверхности, используя силу для создания перегиба или прямого изгиба.
• Пресс-гибочный станок: использует комбинацию пуансона и матрицы для выполнения изгибов различной формы (U, V и т.д.).
• Ящичный гибочный станок: создает несколько линий гиба с помощью пальцеобразных металлических выступов.
• Прямой гибочный станок: имеет прочную конструкцию, прост в использовании и обеспечивает непревзойденную точность гибки.
• Гибочный станок: может гибать различные материалы с аккуратностью и разной толщиной.

ii. Кантогиб: компактное, простое в обращении устройство для гибки с одной рукояткой, которое использует односторонние движения для гибки.

iii. Вальцовый станок: Используется для выполнения операций гибки для создания круглых деталей, таких как обоймы, котельное оборудование, теплообменники и опоры туннеля.

iv. Складчатый гибочный станок: Позволяет гибать детали из листового металла максимальной толщиной один миллиметр.

v. Вальцы для листового металла: Позволяют получать широкий ассортимент круглых изделий, цилиндров, дуг и изгибов.

Советы по дизайну деталей из гнутого листового металла

Рассмотрим некоторые общие правила дизайна, которые помогут вам добиться лучших форм и конструкций:

i. Пазы разгрузки: Создавайте пазы разгрузки для гибки, выполняя лазерную резку небольших прорезей по бокам конструкции фланца, шириной превышающей толщину материала.

ii. Направление гибки: Направление гибки не должно совпадать с направлением прокатки материала.

iii. Линия гибки параллельна стороне: Такая ситуация может привести к ненадежным результатам. Для расположения деталей необходима параллельная сторона.

iv. Фаски: Фаска должна заканчиваться до основания детали. Хорошие изгибы достигаются за счет правильного расположения фасок.

v. Близко расположенные изгибы: При использовании последовательных изгибов средняя часть конструкции должна быть длиннее фланцев.

vi. Расстояние отверстий от изгиба: Отверстия могут деформироваться, если они расположены слишком близко к изгибу.

vii. Сохранение изгибов на одной линии: Особенно в случае серии фланцев.

viii. Минимальная длина фланца: Выбор ширины матрицы основывается на толщине. Создание фланца с минимальной высотой приводит к окончанию на трещине.

ix. Заклепочные гайки: Вставляйте заклепочные гайки перед гибкой недалеко от линии гибки для обеспечения их надежности.

x. Симметрия: Стремитесь делать свои изделия настолько симметричными, насколько это возможно, чтобы избежать дефектов в процессе гибки.

Заключение

Как видите, гибка листового металла является важным процессом в листовой металлообработке. Надеюсь, что благодаря информации в этом руководстве вы сможете гнуть все листовые металлы в подходящую форму и дизайн.

Дополнительные ресурсы:

Факторы, которые следует учитывать при гибке листового металла – Источник: KDMFAB

Гибка листового металла – Источник: Fractory

Гибка в металлообработке – Источник: Википедия

Процесс гибки листового металла – Источник: Библиотека Производства