Типы процессов гибки металла
Методы гибки листового металла имеют общей целью формирование металла в желаемые формы, однако их принципы работы значительно различаются. Освоение этих методов требует понимания ключевых факторов, таких как толщина материала, размеры изгиба, радиус кривизны и предполагаемое применение — все эти параметры влияют на выбор наиболее подходящего процесса гибки.
Следующие методы демонстрируют не только то, как гнуть листовой металл, но и как выбрать правильную технику для достижения оптимальных результатов. Наиболее распространённые методы гибки листового металла включают:
Гибка с использованием V-образной матрицы
Это наиболее широко используемый метод гибки, применимый к большинству проектов по гибке. Он использует пуансон и матрицу в форме буквы V для формирования листового металла под требуемым углом. В процессе пуансон вдавливает лист металла в V-образную матрицу.
Получаемый угол гибки зависит от глубины, на которую пуансон входит в матрицу. Этот метод прост и эффективен, поскольку зачастую позволяет выполнять гибку без перемещения заготовки.
Гибка в V-образной матрице может быть разделена на три подтипа:
Гибка с поджатием
Протяжка (Bottoming) похожа на гибку с зазором (air bending), но имеет ключевое отличие: пуансон полностью вдавливает лист в матрицу, пока он не соприкасается полностью с поверхностями матрицы. Такой подход снижает риск дефектов, связанных с гибкой с зазором.
Для этого метода требуется более высокая мощность, поскольку необходимо дополнительное усилие для завершения деформации и удержания детали на месте после формовки. Он совместим с различными конфигурациями V-образных матриц.
Гибка с ограничителем обеспечивает высокую точность и не требует точного контроля усилия, что делает ее пригодной для использования на старых или менее точных гибочных прессах.
Ковка
Калибровочная гибка предполагает давление листа металла между пуансоном и матрицей при очень высоком усилии. Это приводит к получению высокоточного угла гибки с минимальным пружинением.
Хотя калибровочная гибка обеспечивает отличную точность, она требует более высокого усилия и имеет более длительное время цикла по сравнению с другими методами.
Воздушная гибка
Гибка воздухом (или частичная гибка) менее точна, чем гибка с ограничителем или калибровочная гибка, но широко используется благодаря своей простоте и гибкости в использовании инструментов, поскольку не требует специализированных матриц.
Значительным недостатком является то, что при гибке воздухом сильнее проявляется пружинение.
В этом процессе пуансон прикладывает усилие в двух точках листа выше отверстия матрицы. Поскольку лист не касается дна матрицы, для V-образной гибки воздухом обычно используется гибочный пресс.
(Пресс-тормоз — это станок, используемый при изготовлении листового металла, который зажимает заготовку и прикладывает усилие между пуансоном и матрицей для получения нужного изгиба.)
Гибка с помощью валиков
Гибка на вальцах использует набор из 2, 3 или 4 роликов для формирования листового металла в криволинейные формы. Наиболее распространённая конфигурация — трёхроликовая пирамидальная схема, при которой верхний ролик регулируется, а два нижних закреплены неподвижно.
Лист подаётся между верхним и двумя неподвижными роликами. По мере вращения ролики захватывают лист, в то время как регулируемый ролик оказывает давление сверху, обеспечивая требуемую кривизну. Четырёхроликовая система включает дополнительный ролик для лучшей опоры, что делает её идеальной для тяжёлых условий эксплуатации.
Этот метод в основном используется для производства цилиндрических или конических форм, таких как трубы, газовые баллоны, резервуары, сосуды под давлением и трубки.
Wipe Bending
Гибка с помощью поворотной матрицы (или гибка кромки) использует поворотную матрицу и пуансон. Листовой металл зажимается между матрицей и прижимной плитой, при этом открывается участок, подлежащий гибке. Затем пуансон перемещается вниз, загибая материал по краю матрицы для получения требуемого угла. Этот метод является хорошей альтернативой гибке на пресс-ножницах для небольших фланцев.
Эта технология позволяет одновременно формировать несколько кромок, повышая производительность. Кроме того, она минимизирует риск образования трещин на поверхности в области изгиба.
Вращательная гибка
Ротационный изгиб широко используется для гибки труб и трубопроводов с кривизной от 1° до 180°, но также применим и к листовому металлу. Процесс включает три основных компонента: гибочный упор, зажимной упор и прижимную матрицу. Гибочный и зажимной упоры фиксируют заготовку, в то время как прижимная матрица прикладывает касательное усилие от свободного конца к точке отсчёта изгиба. Поворотные матрицы можно регулировать для точного контроля угла и радиуса изгиба. Во время гибки внутрь труб часто вставляется оправка, чтобы предотвратить их деформацию, однако для сплошных деталей из листового металла она не требуется.
Этот метод формовки подходит для создания изгибов на плоских листах и широко применяется при изготовлении труб и трубопроводов.
Ротационный изгиб обеспечивает отличный контроль, позволяя соблюдать жёсткие допуски ±0,5°. Поскольку требуемое усилие на 50–80 % ниже по сравнению с другими методами, риск поверхностных дефектов, таких как трещины, значительно снижается.
