Гибка металла — технологический процесс, при котором полуфабрикаты приобретают заданную форму. Технология довольно проста и не затратна, в ряде случаев гибка предпочтительнее сварки и штамповки.
Процедура может осуществляться на ручном и автоматическом гибочном оборудовании. Гибка применяется для различных видов проката: труб, профилей, прутков, стержней и листовых материалов. Преимущества метода:
- Отсутствие сварных швов: цельные конструкции и детали;
- Сохранение эксплуатационных характеристик: структура металла не претерпевает значительных изменений;
- Высокая скорость и точность, возможность автоматизации;
- Максимальный радиус гиба, в зависимости от толщины изделия и обрабатываемости сплава.
Возможности гибки ограничиваются характеристиками исходной заготовки. Для выполнения технологической операции предварительно проводят исследование следующих показателей:
- Предел текучести, пружинистость, возникновение напряжений при деформации;
- Определение минимального радиуса гиба, при котором не существует опасности трещинообразования;
- Возможность обработки давлением с учетом сложности поставленной задачи;
- Скорость работы;
- Допуски.
По результатам проведенного анализа выбирают оптимальный метод проведения операции:
- Холодная гибка;
- С локальным нагревом;
- Разупрочняющая термообработка.
Каждый сплав обладает установленным пределом текучести, если его превысить, появится излом. В месте сгиба наблюдается истончение металла в поперечной плоскости, нейтральный слой смещается в сторону уменьшения радиуса. При гибке труб внешняя стенка в месте изгиба растягивается, в то время как на внутренней действует сжатие, если провести процедуру с неправильной скоростью, возможно появление дефектов в виде гофры. При гибке профилей учитывается пружинистость материала при сжимающих воздействиях.
Значения допустимых радиусов гибки труб в холодном состоянии, мм
Подробнее — на сайте.
Виды гибки металла по контуру
В процессе производства проката металл становится анизотропным — реакции на нагрузки, приложенные вдоль или поперек волокон могут отличаться в два раза. При прокатке зерна структуры удлиняются в направлении деформации, частично этот эффект устраняется термообработкой. В местах изгибания поперек сформировавшейся структуры быстрее наступает усталость.
В связи с этим при проектировании металлоизделия предусматриваются следующие способы гибки металла: продольная и поперечная.
В первом случае заготовку гнут, прилагая усилия вдоль волокна, во-втором — отгибают борта, вытягивают, осаживают. Совпадение сетки структуры крайне важно для средне-пластичных и малопластичных сплавов.
Названия контуров соотносят с их геометрической формой, таким образом, можно выделить следующие виды гибки металла:
- V-образная или одноугловая;
- U-образная или дуговая;
- Криволинейная;
- Многоугловая;
- Для изготовления труб.
Гибка толстостенного металла производится в несколько этапов. Если процесс осуществляют на крупном предприятии, предусматривается наличие калибровочных и правильных станов.
Виды гибки по форме исходной заготовки
Для обработки каждой категории полуфабрикатов требуется специальное оборудование. Технологии изгибания трубы или профиля имеют существенное отличие от гибки листового металла.
Листогибы: по типу рабочего элемента различают прессовые, поворотные и валковые станы. Гибку выполняют пуансоном, конфигурация которого определяет форму детали, калибрующим ударом с помощью подвижной матрицы или роликовыми механизмами, например при изготовлении сварной трубы. В поворотных станках применяют роликовые матрицы.
Трубогибы: в зависимости от диаметра трубы возможны варианты гнутья с дорном или наполнителем (чаще всего просеянным песком). Трубный прокат малого диаметра обрабатывается без нагрева и дополнительных приспособлений. По типу устройства трубогибы бывают арбалетного, роликового и рычажного типа.
Профилегибочные станы: форма профилей является главной причиной высокого сопротивления деформации. Для обработки используют только валковые станы с последовательным приложением усилий. Гибка профилей производится методом проката, а не гнутья.
Оборудование для гибки может быть мобильным и применяться прямо на объекте. В промышленных условиях производят деформацию крупногабаритных заготовок: до 5-6 метров, готовое изделие может превосходить по длине исходный полуфабрикат.
Сферы применения гибки металлов
Гнутые металлические изделия используются во многих отраслях промышленности, в строительстве и в быту. Гнуть можно практически все сплавы, за исключением хрупких. Наряду с высокоточным заводским оборудованием используется ручное, например, дежурные бригады коммунальных служб оснащаются рычажными трубогибами.
Где применяется разные способы гибки металла:
- Гнутый лист: для изготовления труб, профлиста, панелей и корпусов приборов, деталей, обшивки судов и самолетов.
- Гнутые трубы: для обустройства перил и ограждений, производства змеевиков, спиралей в теплообменном и химическом оборудовании, деталей трубопроводов.
- Гнутые профили: строительство быстровозводимых зданий, выставочных и торговых конструкций, обустройство рельсовых путей.
В отличие от сварки и штамповки, гнутье позволяет получить цельные элементы сложной формы при низких производственных затратах. В зависимости от требований к точности готовых изделий и количеству единиц в партии возможно применение различного оборудования.