ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГИБКИ МЕТАЛЛОВ

При выборе инструмента для листогибочных прессов необходимо понимать преимущества и недостатки различных видов гибки и знать правила расчета усилия. 

Это позволит понимать технологию изготовления деталей и избежать деформации инструмента.

1. ВИДЫ ГИБКИ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА

В основном различают 3 вида гибки:

  •  «свободная» или «воздушная» гибка;
  •  «гибка на основе» или «гибка в упор» (иногда еще называют «обжатие»);
  •  «чеканка» или «калибровка».

Рассмотрим каждый из этих видов по отдельности.

СВОБОДНАЯ ГИБКА

10.jpg

При этом методе между листом металла и стенками V-образной матрицы существует воздушный зазор, лист остается "в воздухе" и не соприкасается со стенками матрицы.

Пуансон воздействует на металл сверху в одной точке, а матрица только двумя точками вверху V-образного паза.

Геометрия гиба формируется только за счет глубины погружения пуансона в матрицу.

Ширина ручья на матрице чаще всего выбирается из расчета 10-15 толщин металла, а инструмент имеет угол намного более острый, чем деталь после гибки.

Преимущества «свободной гибки»:

  • Высокая гибкость: без смены гибочных инструментов вы можете получить любой угол гибки, находящийся в промежутке между углом раскрытия V-образной матрицы.
         Например при использовании пуансона 30° и матрицы 30° можно получить угол гиба на детали 135°, 90°, 60°,45° и др.
  • Меньшие затраты на инструмент, можно обойтись одним комплектом для многих задач.
  • Меньшее требуемое усилие гибки по сравнению с другими методами гибки.

Недостатки «свободной гибки»:

  • Менее точные углы. В связи с тем что инструмент воздействует на металл только в трех точках то заготовка может повести себя непредсказуемо и угол гиба по всей длине будет неравномерный, 
         особенно если в заготовке есть остаточные напряжения после раскроя. Теоритические значения ±45 ́, но практически может достигать          нескольких градусов.
  • Меньшая точность повторений, на которую сильно влияют различия в качестве материала заготовок.
  • Больший эффект обратного пружинения за счет большей упругой деформации.
  • Меньшая универсальность и качество гибки. Раскрытие матрицы при свободной гибке 10-15 толщин листа, это является причиной увеличения минимального отгиба. Отсутствие соприкосновения со стенками матрицы является причиной деформации отверстий («выворот») расположенных близко к линии гиба.

В каких случаях «свободная гибка» предпочтительнее:

  • Большая номенклатура изделий, мелкосерийное производство. 
  • Разные углы гибов (в том числе острые). 
  • Минимальные требования к точности и качеству гибов.
  • Геометрия конечных деталей не содержит маленьких минимальных отгибов и допустимы внутренние радиусы гибов равные двум толщинам и более.

ГИБКА НА ОСНОВЕ

20.jpg

Данный метод гибки некоторые объединяют с «свободной гибкой», но у него много своих особенностей.

В отличии от классической «воздушной гибки» заготовка в самом конечном положении контактирует со стенками V-образного паза и нижней частью пуансона.

Требуемое усилие выше чем при «свободной гибке» до трех раз. Раскрытие матрицы выбирается из диапазона 6-10 толщин металла.

Преимущества «гибки на основе»:

  • Более точные углы по сравнению с «воздушной гибкой», теоритические значения ±300. 
  • Меньший эффект обратного пружинения и большая повторяемость за счет большего воздействия на металл и уменьшения упругих деформаций. Несмотря на это пружинение немного остается, поэтому если необходимо получать на готовой детали 90°, то инструмент следует выбирать 88°-85°. 
  • Лучшее качество гибки: «выворот» отверстия уменьшается при достижении пуансоном нижнего положения, относительно небольшие раскрытия матриц позволяют делать небольшие минимальные отгибы и довольно точные внутренние радиусы равные от 1 до 2 толщин металла.

Недостатки «гибки на основе»:

  • Большее требуемое усилие гибки по сравнению со «свободной», не применим для толстых металлов.
  • Меньшая гибкость по сравнению с «воздушной гибкой», чтобы достичь всех преимуществ данного метода на другом профиле или угле необходим другой инструмент.

В каких случаях «гибка на основе» предпочтительнее:

  •  Ограниченная номенклатура изделий, мелкосерийное и серийное производство. 
  •  Повышенные требования к точности и качеству гибов. 
  •  Внутренние радиусы гибов должны быть от 1 до 2 толщин металла. 
  •  Часто используется один угол гибов, например 90° и изредка более тупые.
  •  Оптимальные минимальные отгибы.

ЧЕКАНКА

30.jpg

Данный метод заключается в максимальном пространства между пуансоном и матрицей в конечном положении.

Угол гиба определяется усилием и геометрией гибочного инструмента.

Давление продолжается даже при достижении нижней точки, за счет этого отсутствует упругая деформация, лист металла пластически деформируется под давлением инструмента.

Преимущества «чеканки»:

  •  Точность углов гиба, несмотря на разницу в толщине и свойствах материала.
  •  Маленький внутренний радиус, до 0,5 толщины металла, бывает недостижим другими способами.
  •  Обратное пружинение практически отсутствует, максимальная повторяемость.
  •  Доступные специльные исполнения, например Z-гибка, U-гибка, несколько гибов за один раз, сложные формы.

Недостатки «чеканки»:

  •  Максимальные требования по усилию, причем не только к станку, но и к инструменту и системе крепления.
  •  Отсутствие гибкости, один инструмент - один вид профиля.
  •  Только тонкий металл, в основном используют на толщинах до 2 мм. 
  •  Повышенный износ инструмента и оборудования.

В каких случаях «чеканка» предпочтительнее:

  •  Крупносерийное производство.
  •  Самые высокие требования к точности и повторяемости.
  •  Внутренние радиусы гибов должны быть меньше толщины металла.
  •  Необходимо не зависеть от качества заготовок.
  • Сложная форма гибов, которую не получить другими методами.

2. РАСЧЕТ УСИЛИЯ ДЛЯ ГИБКИ

Чтобы гибочный инструмент служил долго, необходимо ограничивать нагрузку на инструмент в соответствии с максимально допустимой. На инструменте этот параметр указывается в тоннах или килоньютонах на метр.

Важно понимать, что с уменьшением длины заготовки и инструмента уменьшается максимально допустимое номинальное усилие. Например, инструмент выдерживает нагрузку 60 тонн/метр, соответственно 10 сантиметров такого инструмента выдержит давление только 6 тонн.

Расчитать требуемое усилие для гибки металла можно только примерно, на практике используют таблицы или формулу.

image (8).jpg

S - толщина металла, мм
V - раскрытие матрицы, мм
Ri - внутренний радиус гиба на детали, мм
В - минимальный отгиббез толщины металла при 90°, мм
Rm - предел прочности в кг/мм2
F - необходимое усилие, т/м
Формула расчета усилия:
image (7).jpg


1,42 - это коэффициент, учитывающий̆ трение заготовки о кромки матриц, у горячекатаного и несмазанного металла трение больше чем у холоднокатаного, если металл ржавый̆, то следует добавлять 10-15% к расчетному усилию.
L - длина заготовки, чтобы получить результат в тоннах длину надо указывать в метрах.

Таблица зависимости минимального отгиба от градуса гиба

image (11).jpg
Где В - минимальный отгиб без толщины металла при 90°, указанный в таблицах усилий

Таблица усилий для гибки обычной стали

image (9).jpg

Таблица усилий для гибки нержавеющей стали

image (10).jpg

Вернуться назад