Что такое гибка листового металла? Основы, допуски и советы

Спрос на изготовление продукции по индивидуальному заказу растёт в связи с развитием общества, что побуждает людей к исследованиям. В конечном итоге, было доказано, что листовой металл — это универсальный материал, которому можно придать различную форму. Это преобразование достигается с помощью простых процессов формовки листового металла, таких как гибка. Листовому металлу можно придавать формы, необходимые для различных производственных целей.

Для достижения этой цели задействовано множество процессов, и для того, чтобы научиться гнуть листовой металл, необходимо иметь базовые знания о них. В этой статье мы обсудим значение гибки листового металла, её роль в процессах изготовления листового металла и способы гибки листового металла. Кроме того, в ней даны несколько важных советов, которые помогут вам гнуть стальные листы.

Что такое гибка металла?

Знаете ли вы, что большинство деталей из листового металла сначала разрезаются до определённых размеров, затем сгибаются до нужной формы, а затем собираются? Поэтому это играет важную роль в изготовлении изделий из листового металла.

Гибка листового металла деформирует плоский металлический лист под определённым углом или изгибом. Толщина листа остаётся неизменной. Конечная форма формируется в результате остаточной пластической деформации. Обычно листогибочный пресс или аналогичное оборудование прикладывает давление вдоль прямой оси, чтобы согнуть металл под нужным углом.

Чтобы понять основной принцип, необходимо сначала разобраться в устройстве пуансона и матрицы. Пуансон прикладывает силу, чтобы деформировать металл, воздействуя на матрицу. При этом матрица поддерживает и формует металл с заданным углом и радиусом гиба.

Как работает гибка металла?

Шаг 1: Первоначальный дизайн

Процесс гибки металла начинается с разработки детального проекта готовой детали. Для гибки на станках с ЧПУ требуются 3D-файлы, которые можно создать в таких приложениях, как AutoCAD и Solidworks. Поэтому проект должен учитывать ряд факторов, таких как припуски, ослабления, упругое последействие и т. д.

Вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором гибки для определения проектных параметров и необходимых условий. Кроме того, необходимо указать точные размеры и допуски в проекте.

Шаг 2: Подготовьте файл

Убедитесь, что ваш файл имеет правильный формат и все геометрические размеры и характеристики изготовлены. Далее, индикатор линии сгиба — важный инструмент для обсуждения проекта между инженерами и техническими специалистами. Он может быть представлен различными символами в зависимости от программного обеспечения и типа файла: сплошными, пунктирными осевыми линиями или даже отдельными цветами.

Шаг 3: Процесс гибки

Листовой металл сгибается вдоль прямой оси для достижения желаемого угла или кривизны. Расположите инструмент (пуансоны, гибочные прессы и гибочные прессы) в соответствии с вашими потребностями и заданным углом. Этот метод позволяет получать сложные детали, но имеет ограничения: углы не должны превышать 130°. В результате радиус гиба зависит от материала и его толщины.

Шаг 4: Завершение процессов

Обработка листового металла оставляет на поверхности различные эстетические дефекты, такие как следы штамповки и неровная текстура. Чтобы устранить их, используйте соответствующую процедуру финишной обработки. Например, покраску, порошковое покрытие, пескоструйную обработку, гальванопокрытие и т. д. Однако, если состояние поверхности не влияет на эксплуатационные характеристики и эстетика для вас не важна, вы можете оставить всё как есть.

Виды процессов гибки металла

Процессы гибки листового металла схожи тем, что конечной целью является придание металлическим конструкциям необходимой формы. Однако они работают по-разному. Чтобы понять, как гнуть листовой металл, необходимо знать толщину материала, размер и радиус гиба. Кроме того, на выбор метода влияет предполагаемое использование детали.

Описанный здесь метод покажет вам, как гнуть листовой металл. Кроме того, он поможет вам выбрать правильную стратегию для достижения наилучших результатов. Наиболее часто используемые методы гибки листового металла:

V-образный изгиб

Это наиболее часто используемый метод гибки листового металла. Он использует пуансон и V-образную матрицу для гибки листового металла под нужным углом. В процессе гибки пуансон прижимает листовой металл, наложенный на V-образную матрицу.

Угол, образуемый листом металла, зависит от точки давления пуансона. Это делает процедуру простой и эффективной, поскольку позволяет сгибать стальные листы, не меняя их положения.

Существует три типа методов V-образной гибки:

Дно

Гибка снизу похожа на воздушную гибку, за исключением того, что пуансон вдавливает лист в матрицу до полного соприкосновения с полой поверхностью. Этот процесс устраняет риск пружинения, характерный для метода воздушной гибки.

Кроме того, грунтовка требует использования более тяжёлого пуансона, поскольку увеличивает силу деформации. Важно отметить, что она также удерживает лист в течение короткого времени после завершения процесса. Кроме того, она совместима с матрицами V и V.

Кроме того, этот метод более точен, поскольку не требует точного контроля тоннажа, в отличие от других процессов. Благодаря этому для выполнения чеканки можно использовать устаревшие и неточные пуансоны и листогибочные прессы.

Чеканка

Чеканка — это процесс сжатия листа между пуансоном и матрицей под высоким давлением. В результате деформации достигаются точные углы гиба с минимальным эффектом пружинения.

Несмотря на точность тиснения, оно требует большего усилия. Кроме того, продолжительность цикла этого процесса больше, чем у других процессов.

Изгиб воздуха

Гибка на воздухе, или частичная гибка, — менее точный процесс, чем чеканка и штамповка. Тем не менее, он широко используется благодаря простоте и удобству выполнения. Кроме того, гибка на воздухе может привести к тому, что листовой металл начнет пружинить.

При воздушной гибке пуансон прикладывает усилие к листу металла, который располагается по обеим сторонам отверстия матрицы. При V-образной гибке часто используется листогибочный пресс, чтобы лист не касался дна матрицы.

Изгиб валков

Вальцовочная гибка — это метод, позволяющий придать металлическим листам желаемую форму с помощью двух, трёх или четырёх валков. Наиболее распространённая конструкция — трёхвалковая, где три валка расположены в форме треугольника. Верхний валок регулируемый, а два других — постоянные.

Металлический лист направляется между верхним и двумя фиксированными роликами. Вращаясь, два фиксированных ролика захватывают лист, а регулируемый ролик прижимает лист вниз для получения желаемого изгиба. Четырехвалковая система включает дополнительный ролик для дополнительной поддержки, что делает её идеальной для работы в условиях высокой нагрузки.

Этот процесс широко используется при изготовлении листового металла для создания цилиндрических и конических конструкций, таких как трубы, цилиндры, резервуары, сосуды высокого давления и трубопроводы.

Изгиб протирания

Для гибки кромок используется штамп и пуансон. Лист зажимается между штампом и прижимной пластиной, открывая сгибаемую часть. Затем пуансон или фланец опускается, сгибая кромку детали под нужным углом. Этот метод является отличной альтернативой использованию листогибочного пресса для небольших профилей.

Такой подход позволяет формовать все стороны кромки одновременно, что значительно увеличивает производительность. Кроме того, снижается вероятность образования трещин на поверхности в зоне деформации.

Поворотный изгиб

Чаще всего трубы и трубопроводы имеют кривизну от 1 до 180 градусов. Однако это применимо не только к гнутому листовому металлу. В процессе используются гибочный штамп, зажимной штамп и нажимной штамп. Гибочный штамп и зажимной штамп удерживают деталь на месте, в то время как нажимной штамп обеспечивает тангенциальное давление на исходное положение со стороны свободного конца. В этом случае поворотный штамп можно вращать в нужное положение и с заданным радиусом. Кроме того, внутрь трубы или трубопровода вставляется «оправка», которая не требуется при изготовлении изделий из листового металла.

Этот метод обработки металлов давлением подходит для изготовления криволинейных профилей из плоских листов. Кроме того, он находит применение в формовке труб. Вы получаете больший контроль над процессом и можете поддерживать точный радиус. Допуск ±0,5° легко достигается. Таким образом, поскольку требуемое усилие составляет от 50% до 80% или менее, металлические поверхности менее подвержены растрескиванию и другим проблемам.

Материалы, которые можно использовать для гибки металла

Существуют различные типы металлов и сплавов, подходящие для гибки. Однако масса каждого типа материала определяет такие переменные, как усилие изгиба и упругость. Таким образом, широкий выбор материалов позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для достижения желаемой функциональности и производительности.

Кроме того, максимальная толщина изготавливаемых металлических листов варьируется в зависимости от используемого материала. Например, алюминий лучше формуется, чем титан, и его можно формовать в более толстые листы.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — универсальный материал, обладающий высокой прочностью, твёрдостью и коррозионной стойкостью. Кроме того, она идеально подходит для формовки деталей малого радиуса. Широко используются различные марки стали, включая нержавеющую сталь марок 304, 316 и 430. Из-за твёрдости формовка нержавеющей стали требует большего давления, а для обеспечения точности необходимо учитывать эффект пружинения.

Сталь

Такие марки стали, как A36, 1018 и 4140, широко используются для гибки металла благодаря высокой прочности на разрыв, долговечности, экономичности и универсальности. Хотя для более сложных процессов сталь может потребовать термической обработки, с ней работать проще, чем с нержавеющей сталью. Кроме того, низкоуглеродистая сталь особенно легко поддается формовке.

Алюминий

Алюминий пластичен и легко поддаётся формовке в различные формы и изгибы. Он обладает превосходной коррозионной стойкостью и высокой удельной прочностью. Гнутые детали из алюминия широко используются в аэрокосмической, автомобильной и электронной промышленности. Однако он может быть подвержен разрушению, особенно при малых радиусах изгиба.

Латунь

Латунь пластична и электропроводна, гнётся легче стали. Различные марки, такие как CZ129/CW611N, обычно используются для изготовления листового металла. Латунь широко применяется в электротехнике, теплотехнике и сантехнике благодаря лёгкости формовки и хорошей электропроводности.

Медь

Медь — мягкий материал, и листы легко гнутся. Однако, чтобы избежать повреждения поверхности или появления трещин, с ней следует обращаться осторожно и с контролируемым усилием. Кроме того, блестящий внешний вид меди делает её популярной в электротехнике и других областях.

Основные понятия гибки листового металла

В гибке листового металла можно встретить различные концепции. Например, конструктивные особенности, которые следует учитывать при определении размеров после процедуры. Прежде чем перейти к основной теме, давайте рассмотрим некоторые важные термины.

• Нейтральная ось: Нейтральная ось — это воображаемая линия в листовом металле, которая не растягивается и не сжимается при приложении силы.
• Зона напряжения: Зона растяжения — это область на внешней стороне изгиба, где металл растягивается.
• Зона сжатия: Зона сжатия — это область на внутренней стороне изгиба, где металл сжимается.
• Линия изгиба: Область, где листовой металл сгибается.
• Длина фланца: Длина прямой и плоской части, отходящей от изгиба.

Важные концепции таковы.

Радиус изгиба

Это радиус изгиба листового металла, образуемого при гибке. Все конструкции начинаются с этой критической величины. Она оказывает значительное влияние на точность размеров, конечную прочность, форму и структурную целостность.

Этот радиус имеет минимальное значение, определяемое типом и толщиной материала. Это означает, что листовой металл невозможно согнуть с очень малым радиусом, существует ограничение. Как правило, радиус должен быть больше или равен толщине листа.

Минимальный радиус изгиба (R_мин)= Толщина(t).

Вычет изгиба

Общая длина плоского сегмента после обработки немного уменьшается, поскольку изогнутая часть деформирует часть материала. Поэтому для расчета общей длины плоского сегмента необходимо вычесть некоторую длину, называемую вычетом на изгиб. Это количество материала, которое необходимо вычесть из общей длины плоского листа металла для достижения необходимых размеров. Это означает, что для получения необходимой длины плоского сегмента необходимо вычесть некоторую длину.

Вычет изгиба = 2x (Внешний отступ – Допуск на изгиб)

Учет вычета при проектировании имеет решающее значение для обеспечения правильной длины и других параметров деталей. Кроме того, на размер вычета влияют толщина листового металла, радиус и тип материала.

Допуск на изгиб

Припуск на изгиб — это производственный термин, обозначающий пространство, выделяемое для компенсации растяжения и изгиба листового металла. При изменении формы листового металла из его первоначальной плоской формы его физические размеры изменяются. Усилие, прилагаемое при обработке, вызывает сжатие и растяжение материала как изнутри, так и снаружи.

Эта деформация изменяет общую длину листа металла под действием сил сжатия и растяжения, приложенных к изгибу. Однако длина, рассчитанная по толщине внутренней сжатой поверхности и внешней, находящейся под напряжением, остаётся постоянной. Это обозначено как «нейтральная ось».

Запас учитывает толщину листа, угол, используемый метод и коэффициент К. Коэффициент К обычно используется для оценки коэффициента растяжения материала. Он представляет собой отношение сжатия внутри к растяжению снаружи изгиба.

Внутренняя поверхность листового металла сжимается, а внешняя расширяется. В результате гибка листового металла не изменяет коэффициент К. Коэффициент К (обычно от 0,25 до 0,5) используется в качестве контрольного значения при расчёте проектных параметров. Он помогает определить точное количество необходимого материала перед обрезкой сечения листового металла. Кроме того, он полезен для построения графика радиуса гибки листового металла.

К-фактор

Это ещё одна важная характеристика проектирования гибки листового металла. K-фактор характеризует различные геометрии гнутого листового металла и помогает рассчитать другие параметры конструкции, такие как необходимый допуск. K-фактор определяется как «отношение длины, на которую нейтральная ось сместилась от исходного положения, к толщине листа». Его значение варьируется от 0 до 1. Например, 0,2 означает, что нейтральная ось сместится на 20% толщины. Кроме того, рекомендуемое значение варьируется в зависимости от типа материала и радиуса гиба.

Коэффициент K также показывает, насколько материал растянулся и расширился внутри и снаружи изгиба. Поэтому крайне важно рассчитать параметры конструкции, связанные с длиной плоской части.

Снятие изгиба

Рельеф — это небольшой надрез в конце линии сгиба, предотвращающий деформацию и разрывы материала. Он критически важен для структурной целостности и точности готовых деталей и изделий. С его помощью можно делать надрезы, отверстия и вырезы.

Для прямой кривой от одного края до другого это не нужно учитывать. Проверьте только, должны ли они отделяться от плоского материала, кроме краев. Причина в том, что если непосредственно за сжатым материалом находится материал, необходимо скорректировать положение плоского материала.

Правило расчета:

Минимальная ширина и глубина рельефа равны толщине(t)/2 и толщине(t) + радиусу изгиба(R) + 0,5 мм соответственно.

Другим аналогичным понятием является угловой скос. Это длина, которую необходимо снять в точке пересечения линий сгиба. Поэтому в углах следует предусмотреть вырез для обеспечения точного выравнивания и предотвращения разрывов материала.

Пружинный отскок

Окончательная форма металлической пластины обычно меняется после приложения и снятия силы. Она может сжиматься после изгиба металла в точную кривую, что снижает точность размеров. В результате конструкции требуют некоторой корректировки для обеспечения точности.

Чтобы понять это явление, необходимо сначала разобраться в понятиях остаточных и упругих деформаций. Упругие деформации стремятся сохранить свою форму, в то время как остаточные деформации сохраняют деформированную форму постоянной. Некоторые упруго деформированные материалы вокруг линии изгиба стремятся вернуться к своей первоначальной форме, что приводит к упругому возврату. На упругий возврат также влияют такие факторы, как используемый процесс, радиус и свойства материала.

Последовательность изгибов

Это методичный подход к созданию нескольких гибов на одном листе без помех и искажений. Последовательность гибки включает сортировку по размеру и сложности. Обычно гибка начинается с больших и простых деталей и постепенно усложняется. Последовательность также зависит от штампа и инструмента. Она должна быть реализована с помощью соответствующего инструмента (штампов и гибочного пресса).

Направление зерна

Внутренне все металлические образования представляют собой кристаллические решётки, представляющие собой повторяющиеся атомные структуры. Зёрна представляют собой уникальные кристаллические области внутри металла. Ориентация и форма этих зёрен могут различаться в зависимости от материала и способа обработки (ковка, литьё и т. д.).

При гибке под большими углами или изгибами учитывайте направление волокон, чтобы снизить риск разрушения. При этом направление волокон должно быть перпендикулярно изгибу, чтобы избежать образования трещин.

Практические рекомендации по проектированию гибочных деталей из листового металла

Иногда простая оплошность или ошибка в проектировании листового металла может привести к проблемам с гибкой листового металла. В результате каждая деталь и нюанс влияют на общее качество конечного продукта. Вот несколько практических советов по проектированию:

Поддержание равномерной толщины

Толщина листа должна быть одинаковой по всему сечению. В противном случае радиус изгиба будет неравномерным, что увеличит вероятность появления трещин или коробления. Обычно толщина листа может варьироваться от 0,5 до 6 мм.

Радиус изгиба и ориентация

Минимальный радиус изгиба ограничен и варьируется в зависимости от типа и толщины материала. «Минимальный радиус должен быть как минимум равен толщине листа» — типичное практическое правило. Поддерживайте постоянный радиус вдоль линии изгиба, сохраняя их в одной плоскости.

Избегайте последовательных поворотов

Слишком близкое расположение изгибов может привести к проблемам с выравниванием и увеличению остаточных напряжений. Поэтому между ними требуется соответствующее пространство, как минимум в три раза превышающее толщину. Это предотвращает проблемы с изгибом металлических деталей.

Использовать разгрузку изгиба

Если изгибы находятся ближе к концу, он может порваться или развалиться под действием сильной силы. Чтобы избежать этого, используйте рельефные элементы, такие как небольшие надрезы и выемки, в начале и конце линии.

Правильное расположение отверстий и пазов

Если в вашей конструкции предусмотрены отверстия и прорези, необходимо тщательно продумать их расположение. Например, размер и расстояние от линии изгиба. Расположение отверстий слишком близко к линии изгиба может привести к деформации материала. T обозначает толщину листа, а R — радиус изгиба.

• Минимальное расстояние (от изгиба до отверстия) равно 2,5 т плюс R
• Минимальное расстояние (от паза до отверстия) = 4t + R
• Минимальное расстояние (от края до отверстия) = 3т
• Минимальный радиус отверстия (r мин.) равен 0,5 т.

Конструкция зенковки

Эти элементы могут быть получены механической обработкой или штамповкой на листогибочном прессе. Существуют различные рекомендации по их размещению в конструкциях:

• Максимальная глубина равна 0,6 т.
• Минимальное расстояние от изгиба: 3т
• Минимальное расстояние от края: 4т
• Расстояние между двумя зенковками равно 8т.

Правильные размеры завитков

Скручивание представляет собой загибание круглого (полого) валика на кромке металлического листа. Это позволяет сохранить прочность кромки, избегая при этом её остроты. При создании скручивания следует учитывать следующие факторы:

• Минимальный внешний радиус равен 2t
• Минимальное расстояние (от изгиба до завитка) равно радиусу завитка + 6t
• Минимальное расстояние (от отверстия до завитка) равно двум радиусам завитка плюс t
• Наконец, нет никакого пересечения между завитком и другими функциями

Проектирование подолов

Подгибы — это отогнутые края листового металла, которые могут открываться и закрываться. Иногда соединение двух подгибов служит для скрепления. Сгибайте листовой металл, соблюдая следующие условия:

• Минимальный внутренний радиус равен 0,5 т.
• Минимальная длина возврата для закрытого подгиба: 4т
• Минимальная длина возврата для открытого подгиба: 4т
• От внутреннего края сгиба до внешнего края подгиба используйте формулу 5t + радиус подгиба.

Конструкция фланца и фаски

Фланец — это кромка, выступающая от основной части изделия из листового металла, обычно под углом 90°. Если в вашей конструкции предусмотрены фланцы, учитывайте следующие ограничения по размерам:

• Минимальная длина фланца равна 4т.
• Минимальный радиус изгиба равен t
• Минимальное расстояние от изгиба до фланца равно 2т

Выступы и выемки

Наиболее распространёнными элементами соединения листового металла являются выступы и пазы. Выступ — это небольшое продолжение кромки, а выемка — небольшой вырез. Они могут ослабить материал, если расположены неправильно. Примите во внимание следующие правила проектирования:

• Минимальное расстояние от изгиба до надреза равно 3t + радиус (R)
• Минимальное расстояние между насечками: 3,18 мм.
• Минимальная длина надреза равна 2т
• Минимальная ширина выреза составляет 1,5 т.
• Максимальная длина выступа и выемки равна 5-кратной ширине выступа (w)
• Радиус закругления угла надреза равен 0,5 т.

Советы по гибке листового металла

Гибка стали может показаться сложной задачей. Однако, следуя нескольким советам, это может быть легко. Ниже приведены несколько советов, которые помогут вам в этом процессе.

Остерегайтесь отскока

При гибке листа материал должен быть согнут больше заданного угла. Это связано с тем, что листовой металл обладает определённой упругостью и может вернуться в исходное положение. Поэтому необходимо учитывать такие ситуации, изгибая материал немного выше заданного положения.

Достаточно ли пластичен листовой металл?

Если листовой металл изогнут под острым углом, он, скорее всего, сломается. Поэтому следует избегать этого всеми возможными способами. Рекомендуется оценить толщину стали, поскольку не все материалы достаточно гибкие, чтобы выдерживать изгибы под острым углом.

Всегда используйте листогибочный пресс

По возможности всегда используйте гибочный станок, поскольку он обеспечивает поддержку и более чистую гибку листового металла. Кроме того, гибочный станок обеспечивает равномерность изгиба листового металла.

Не забудьте про отверстия для позиционирования процесса

Отверстия для позиционирования процесса следует просверлить в гибочных элементах, чтобы обеспечить точное позиционирование листа в штампе. Это предотвратит смещение листа в процессе гибки. Это может обеспечить точные результаты для различных типов листового металла.

Допуск на изгиб

Чтобы понять, как гнуть листовой металл, необходимо рассчитать припуск на изгиб. Это позволит получить более точные данные и гарантировать качество готовых изделий.

Заключение

Спрос на продукцию, изготовленную по индивидуальному заказу, никогда не ослабеет, и уникальные металлические изделия требуют понимания принципов гибки листового металла. В связи с этим в этом эссе мы обсудили листовой металл, его актуальность и то, что нужно знать о том, как согнуть листовой металл до нужной формы.

Недостаточно просто изучить процесс. Поскольку вы не можете попробовать его сами, техника не особо продвинута. услуги по гибке металлаС другой стороны, это может стать настоящей находкой для клиентов, которые ценят качество и пунктуальность. Благодаря нашей инженерной поддержке вы сможете быстро воплотить свои идеи в реальность и получить конкурентное преимущество.

Часто задаваемые вопросы

Какой метод гибки листового металла является наилучшим?

Выбор оптимального метода гибки листового металла может быть непростой задачей. Это связано с тем, что каждый метод предназначен для решения различных задач и создания различных форм. Например, воздушная гибка универсальна и может применяться для самых разных материалов, что делает её идеальным решением для широкого спектра применений.

С другой стороны, гибка снизу обеспечивает более высокую точность и предпочтительна при жёстких допусках. Гибка вальцами обычно применяется для создания криволинейных профилей с большим радиусом, например, при изготовлении цилиндрических изделий. Поэтому оптимальный метод гибки определяется предполагаемым применением материала и требуемой формой.

Легко ли гнется листовой металл?

Гибка листового металла может быть немного сложной. Однако, при чётком понимании процесса, это довольно просто. Необходимо знать доступные подходы и инструменты. Вы можете прочитать статью, чтобы ознакомиться с процессом. Кроме того, вы можете связаться с нами. Yonglihao Machinery ответит на все ваши вопросы.

Каковы преимущества гибки листового металла?

Главное преимущество гибки заключается в возможности проектирования сложных деталей без необходимости использования соединений. Кроме того, этот метод точный, недорогой и адаптируемый. Он позволяет получать прочные и долговечные детали для различных отраслей промышленности.

Каковы недостатки гибки листового металла?

Гибка металла требует использования специального оборудования и инструментов. Это увеличивает стоимость подготовки. Некоторые материалы могут разрушаться при изгибе. Кроме того, возникают остаточные напряжения, которые могут нарушить целостность конструкции.