Гибка профиля по радиусу: Как согнуть профильную трубу — радиусная гибка профиля

Как согнуть профильную трубу — радиусная гибка профиля

Профильные трубы – металлоизделия, используемые для сооружения теплиц, парников, беседок, навесов. Часто для достижения желаемого результата квадратный или прямоугольный трубный прокат необходимо изогнуть по определенному радиусу. Трубу изгибают с приложением силы давления: либо при комнатной температуре, либо при повышенной. Технологию гибки профиля по радиусу подбирают с учетом размеров сечения, толщины стенки, материала, из которого он изготовлен. В домашних мастерских обычно гнут профильную продукцию из стали (при малом сечении) и более мягких цветных металлов и их сплавов.

Какие дефекты могут возникнуть при неправильном выборе или нарушении технологии?

Процесс сопровождается растягивающими усилиями, которые действуют на наружную часть изгиба, и сжимающими – на внутреннюю часть. Изготовить качественное изделие можно только, зная технологические правила процесса, иначе вероятны:

• нарушение соосности участков;
• появление трещин на стенке, расположенной на внешней стороне изгиба;
• образование на внутренней стороне изгиба неравномерных складок;
• расхождение шва сварного профиля.

Совет! Во избежание брака рекомендуется гнуть трубы с высотой профиля (h) до 20 мм на отрезке, длина которого равна или превышает величину 2,5*h. Если высота профиля более 20 мм, то минимальный отрезок равен 3,5*h. Тонкостенную продукцию большого сечения (толщина стенки менее 2 мм) согнуть с получением качественной детали не получится.

Для пластичных малоуглеродистых нелегированных и низколегированных марок стали характерна некоторая «пружинистость». Это означает, что после гибки труба стремится восстановить прежнее положение. Поэтому для таких изделий часто необходима подгонка по шаблону.

Как правильно согнуть профильную трубу с нагревом и при комнатной температуре?

Однозначно рекомендовать, в каких случаях необходимо повышать пластичность металла нагревом, не всегда возможно. Однако практический опыт подсказывает, что:

• Прокат с высотой профиля до 10 мм гнут без прогрева.
• Изделия с высотой в диапазоне 10-40 мм при наличии гибочного устройства изгибают обычно без нагрева. Если специализированного оборудования нет, то решение принимают, в зависимости от высоты профиля, толщины стенки, пластичности металла.
• Трубный профильный прокат с высотой профиля свыше 40 мм обычно обрабатывают при повышенных температурах.

Гибка с нагревом

При горячей радиусной гибке применяют наполнитель, функции которого обычно выполняет песок средней фракции – до 2,5 мм. Пылеватые частицы (менее 0,7 мм) отсеивают, поскольку они могут спечься при высоких температурах. Задача наполнителя – не допустить появления трещин на наружной стороне изгибаемой трубы и мелких складок – на внутренней. Песок перед использованием нагревают до температуры +150°C.

Заглушки для трубы изготавливают из глины или дерева в форме усеченной пирамиды. Длина пирамиды должна быть больше в 10 раз ширины основания. А площадь основания – в 2 раза больше площади сечения заглушаемой трубы. На одной заглушивающей детали изготавливают продольные пазы, которые при нагреве металла будут служить каналами для отведения газов.

Основные этапы процесса горячей гибки:

В один конец трубы вставляют заглушку, а во второй засыпают прокаленный песок. Для уплотнения наполнителя стенки трубы простукивают киянкой. Требуемый участок нагревают паяльной лампой или газовой горелкой до приобретения металлом бордово-красного оттенка. При обработке труб, сваренных по длине из отдельных отрезков, необходимо проконтролировать, чтобы в зоне нагрева отсутствовал сварной шов. При работе со сварными трубами продольный шов располагают на наружной части изгиба. Перед тем как загнуть трубу, ее фиксируют в тисках или специальных зажимах. Отрезок сгибают одним плавным движением. После гибки изделия удаляют заглушки и высыпают сыпучий наполнитель.

Многократно нагревать трубу не рекомендуется, поскольку она потеряет прочность.

Способ холодной гибки

Изделия с высотой профиля до 10 мм обрабатывают без наполнителя. В тонкостенных трубах малого сечения используют пружины плотной навивки для обеспечения равномерного деформирования стенок трубы. Подбирают пружину такого диаметра, чтобы она могла входить в трубу плотно, но без нажима. Для простого удаления пружины к ее крайним виткам привязывают кусок проволоки. В прокате большого сечения в качестве наполнителя применяется прокаленный песок.

Приспособления для гибки профильной трубы

В ряду оборудования, предназначенного для изгибания профильной трубы, присутствуют устройства, разной степени конструктивной сложности, производительности, точности результата.

Горизонтальная гибочная плита с отверстиями

Это несложное приспособление применяется для гибки профильной трубы небольшого сечения, позволяет согнуть ее без трубогиба. Представляет собой горизонтально расположенный стальной лист значительной толщины, в отверстия которого жестко устанавливаются металлические штыри-упоры. При изгибании изделие помещают между упорами, которые располагают в соответствии с требуемым радиусом гибки. На одном из штырей-упоров располагают насадку, обеспечивающую возможность регулирования радиуса изгиба. Процесс начинают с центра заготовки. Такой способ требует приложения значительной физической силы. Точность формы получаемой детали невысокая.

Гибка по оправке

Для работы с профилем с высотой стенки до 25 мм изготавливают оправку. В качестве базы устройства используют верстак с большой горизонтальной поверхностью. Шаблон изготавливают из фанерного листа или МДФ. Шаблон и профиль крепят к верстаку струбцинами. Трубу изгибают плавно. При необходимости гибки деталей по разным радиусам изготавливают несколько шаблонов.

Семейство ручных профилегибов ПГ

Профилегибы ПГ-1 и ПГ-3 – популярные устройства прокатного типа, приводимые в действие вручную. Применяются в индивидуальных хозяйствах и небольших ремонтно-производственных мастерских. Станок в стандартной комплектации предназначен для работы с трубным прокатом прямоугольного и квадратного сечения, швеллером, полосой из стали, а также алюминия, меди и их сплавов. Для обработки круглых труб требуется приобретение дополнительного комплекта роликов. Ролики устанавливаются между двумя опорными стенками корпуса. В профилегибе ПГ-2 ролики расположены снаружи корпуса.

Станок ПГ-6 – самый мощный и производительный в этом семействе. Эффективен для серийной гибки однотипных изделий. Причем одновременно можно гнуть 3 профиля, высота которых не превышает 40 мм. Максимальный размер поперечного сечения, с которым может работать ПГ-6, – 80 мм, толщина стенки – 3 мм.

как согнуть по радиусу? Обзор гибочных станков и другого оборудования

В производственных и бытовых условиях часто требуется гибка алюминиевого профиля, изготовленного из чистого или легированного металла. В этой статье мы расскажем, как согнуть профиль по углу или радиусу, представим обзор гибочных станков и другого оборудования.

Особенности гибки

Алюминий – очень пластичный материал, поэтому для работы с ним не требуется больших усилий. Другое дело – качество гиба и соблюдение требуемых размеров.

Тут нужно учитывать некоторые особенности.

• Высокой пластичностью отличается только чистый алюминий, то есть без примесей и легирующих добавок. Дело в том, что встречается он редко (особенно если детали не электротехнические). Согнуть легированный металл сложнее, у него гораздо выше твердость. Поэтому место гиба требуется прокалить горелкой или паяльной лампой, а затем медленно охладить. Учтите, что алюминий замечательно проводит тепло, поэтому работайте в толстых перчатках. Не исключено, что после работы гнутую деталь потребуется закалить.
• Легированный алюминий обладает большей упругостью, поэтому ему нужно задавать завышенный угол гиба и заниженный радиус. Тогда под действием силы упругости деталь приобретет правильную форму.
• Если у профильной трубы толщина стенок составляет менее 2 мм, качественного гиба не получится даже при идеальных условиях, а прочность значительно упадет. Поэтому конструкции из гнутого профиля с небольшой толщиной стенки лучше заменить сварными.

Это, пожалуй, и все, что касается особенностей работы. Теперь можно поговорить о применяемом оборудовании.

Обзор оборудования

Существует 2 класса станков – промышленные и самодельные. Начать стоит с первых.

По размеру гибочные станки делятся на:

• стационарные;
• переносные.

Они могут производить гиб:

• по заданному радиусу;
• по заданному углу.

По виду управления:

• ручные;
• с ЧПУ;
• станки-автоматы.

Теперь подробнее поговорим о каждой группе. Стационарные отличаются большими размерами, высокой мощностью и производительностью, высокой стоимостью. Устанавливаются на промышленных предприятиях. Станки для гибки профиля по заданному радиусу бывают 3-х и 4-х роликовые.

• 3-роликовые более простые, но имеют ограниченный сортамент. 2 ролика закреплены в одном положении и вращаются в одну сторону, а 3-й может перемещаться. За счет этого осуществляется регулировка радиуса сгиба. Для выполнения гиба с малым радиусом требуется несколько заходов, что снижает производительность. На концах заготовки остаются прямые участки. Их длина немного превышает половину расстояния между 2-мя подвижными роликами, поэтому необходим припуск. Далее эти участки отрезаются.
• 4-роликовые. У них 2 валика неподвижны, а другие 2 задают изделию нужную форму. За счет этого можно изготавливать сложные детали (круги, спирали и прочее). Часто оснащены системой ЧПУ.

По расположению роликов станки бывают:

• с горизонтальной ориентацией;
• с вертикальной.

Станки с горизонтальными валиками больше подходят для габаритных деталей (высотой до 300 мм), а с вертикальными – для небольших заготовок (прокат) и деталей из особо сложных материалов (например, оконные профили). Ролики для таких станков могут быть стальными или из высокопрочного полимера (полиацеталь, полиэтилен, капролон и другие).

• Стальные имеют больший ресурс и применяются для гибки неокрашенных заготовок. Из-за высокой твердости они могут царапать поверхность.
• Полимерные используются для ответственных работ, когда поверхность должна остаться чистой. Они обладают меньшим трением, имеют устойчивость к коррозии, и у них меньшая масса. Стоят такие валики дешевле, поскольку их легче производить.

Ролики можно менять в зависимости от назначения заготовки и конструкции станка. Машины для гибки по заданному углу представляют собой пресс, между матрицей и пунсоном которого располагается заготовка. В матрице есть паз, стенки которого наклонены под заданным углом, этот угол передается на заготовку. Таких ручьев может быть несколько, а сами пунсоны можно менять. Таким образом осуществляется регулирование угла гиба.

Такие станки часто переносные, они не требуют установки на станину. Для гибки мягкого тонкостенного металла достаточно ручного привода. Типичный представитель этой группы – профилегиб модели «АЛС» («АЛС-А 90» и «АЛС-А 60»). Машины могут быть оснащены СЧПУ, благодаря которому точность гиба достигает 0,01 мм и выше.

Станки с ручным приводом обычно оснащены упорами с нанесенной разметкой.

Станки-автоматы выполняют гиб только одного радиуса или угла, зато работают с высокой скоростью и большой производительностью. Как, например, такая модель. Это оборудование целесообразно покупать только для массового производства одной-единственной детали или нескольких однотипных. Простейшие станки для гибки профиля можно сделать своими руками. Результат их работы почти не отличается от гибов на заводских станках (в неответственных конструкциях). Конструкций существует множество. В крайнем случае согнуть заготовку можно в тисках. Но каким бы совершенным ни было оборудование, работа требует определенных навыков.

Гибка аллюминиевого профиля с помощью станка в видео ниже.

Как согнуть?

Опытные мастера знают, что подготовка гиба занимает гораздо больше времени, чем сама работа.

• Перед работой выберите тип роликов. Если не требуется высокое качество поверхности, они могут быть стальными.
• Если деталь из легированного алюминия, ее нагревают и гнут еще горячую.
• Важно. При нагреве на поверхности образуется окалина, которая попадает под рабочие ролики и царапает заготовку. Поэтому перед гибом ее желательно удалить, например, железной щеткой. Но не прикладывайте больших усилий, чтобы не оставалось царапин.
• Форма ручьев на валиках должна соответствовать профилю заготовки, во избежание сплющивания.
• Для профиля с замкнутым (например, квадрат) и незамкнутым (П-образным) контуром технология работ отличается. Для 2-го не нужно особой подготовки, в то время как 1-й требует предварительных работ.
• Если профиль имеет продольный сварной шов, то шов должен располагаться с внутренней стороны гиба или на боковой стороне. На внешнем радиусе его наличие недопустимо.

Если не сделать подготовку, труба может заломиться или на внутренней стороне появятся складки. Перед работой нужно заполнить ее внутренний объем. Это делается несколькими способами.

С использованием стальной пружины

1. Берется пружина, длина которой равна или превышает длину профиля. Витки должны плотно прилегать друг к другу.
2. Пружина вставляется внутрь трубы, и затем заготовка поступает на станок.

Достоинство такого метода – простота. Недостаток – нужна пружина, которой может не быть. Да и подходит способ только для круглых деталей.

С применением кварцевого песка

Этот метод более сложный, но более универсальный.

1. Необходимо сделать 2 пробки, которые закроют торцы детали. Одна из них плотно набивается на 1-й конец профиля. После работы они извлекаются. Подумайте, как вы это сделаете.
2. Внутренняя полость заполняется мелкофракционным песком.
3. Вставляется другая пробка. Ее нужно забить молотком, чтобы плотность закрепления была высокой.
4. Трубу по всей длине требуется обстучать молотком. Это нужно для равномерного распределения песка по всей длине.
5. Далее осуществляется прогрев места гиба (при необходимости). Следите, чтобы не повредились пробки.
6. Выполняется загиб.
7. Вынимаются пробки, высыпается песок.

Следует сказать, что песок не теряет своих свойств и его можно использовать повторно. Более того, при вибрации и прогреве он измельчается, что положительно сказывается на следующих гибах.

Если песка нет, его может заменить вода, а точнее, лед. Технология работы почти не отличается.

1. Забиваются пробки, заливается вода.
2. Деталь замораживается.
3. Выполняется гибка, но без прогрева.

Способ хорошо подходит для холодного времени года. Но учтите, что при низких температурах металл становится хрупким, поэтому нужно уменьшать скорость работы. Есть еще способ, который вообще не требует специального оборудования. Но он очень трудоемкий.

1. Для изгиба по радиусу на заготовке делается большое количество пропилов. Для гиба по углу пропил нужен один.
2. Лишний материал удаляется.
3. Деталь гнется, а места стыков завариваются.
4. Выполняется зачистка и обработка сварных швов. В результате они становятся практически незаметными.

Такой способ не подходит для загиба по радиусу, поскольку окружность состоит из множества прямых отрезков. Но его можно применять для тонкостенных заготовок и загиба под 90 градусов и на другой угол.

Гибка профилей в Москве — заказать гибку профиля от «Стилметалл»

Гибка профиля – это искривление его формы под заданным углом или по заданному радиусу. Сегодня при помощи усовершенствованных профилегибов можно успешно выгибать заготовку, получая любые формы. Эта операция, например, способна превратить прямую трубу в обруч, спираль, придать ей любой вид по задумке дизайнера. К гибке профилей прибегают при необходимости решения разных производственных и бытовых задач. Данная технология активно используется в энергетической и нефтехимической промышленности, в автомобилестроении и судостроении, при проведении монтажных и строительных работ.

Результаты гибки профиля по радиусу мы можем наблюдать в собственных душевых кабинах, на носителях рекламной информации, на мебели, украшающей наш дом.

Гибка: особенности осуществления

При помощи гибочного пресса или профессионального станка можно в соответствии с требованиями технического задания согнуть:

• трубу,
• балку,
• швеллер,
• цельную металлическую заготовку.

При помощи гибки на станке можно изогнуть любую металлическую заготовку. Отлично поддается такой обработке алюминий, который в наши дни является одним из наиболее востребованных материалов. Гибка алюминиевого профиля, несмотря на видимую простоту операции, может обернуться негативными последствиями, если работу будут выполнять непрофессионалы. В месте требуемого искривления на поверхности могут наблюдаться трещинки, а сама форма изгиба может оказаться не такой, как было запланировано. С учетом особенностей металла гибка алюминиевых профилей должна производиться на профессиональном оборудовании, которое исключает возможность появления нежелательных эффектов.

Куда следует обратиться для решения такой задачи

Чтобы осуществить гибку алюминиевого профиля по радиусу, который определен в техническом задании, или выполнить обработку при помощи такого способа других металлических изделий, обращайтесь в компанию «Стилметалл». Наше современное оборудование поможет достичь высоких результатов при выполнении заказов любой сложности. Стоимость всех видов услуг невысока и не приведет к чрезмерным расходам. Отдавайте предпочтение сотрудничеству с опытными профессионалами!

ОФОРМИТЬ ЗАЯВКУ

Используемое оборудование

Гидравлический — листогибочный пресс с ЧПУ AMADA HFBO 170.3

Усилие: 170 t

Длина гиба: 3340 mm

Длина хода max.: 180 mm

Максим. потребляемая мощность станка: 13 kW/gt

Масса станка: 11 t

Габариты LxBxH: 3,75 x 2,20 x 2,65 mm

Револьверный вырубной пресс FINN-POWER C5

Универсальная система: ручная обработка с любой стороны, что подходит для широкого круга задач

Скорость вращения поворотного инструмента: 133 об./мин

Усилия пробивки 17, 20 или 23 т при макс. толщине листа 8 мм

Скорость пробивки до 700 ударов в минуту при шаге 1 мм

Механический штамповочный пресс

Преимуществом такого типа пресса является то, что он может быть универсальным и выполнять разные виды работ. Управление таким оборудованием осуществляет оператор, все работы выполняются без привлечения физического труда.

Гибка алюминиевых профилей и труб

Гибка алюминиевой полосы

Гибка алюминиевой трубы (круглого сечения)

Гибка отводов из алюминиевой трубы (круглого сечения)

Гибка полнотелого алюминиевого профиля (квадратного, прямоугольного и круглого сечения)

Гибка алюминиевого швеллер

Гибка алюминиевого уголка

Гибка алюминиевого профиля для рекламных коробов

Гибка алюминиевого профиля нестандартного сечения

Гибка алюминиевого профиля (накладок) для деревянных окон

Гибка алюминиевого профиля для светильников

Гибка алюминиевого профиля для перил

Гибка алюминиевого бокса (квадратного и прямоугольного сечения)

Гибка алюминиевого фасадного профиля для сферических кровельных светопрозрачных конструкций

Гибка алюминиевого оконного, дверного и фасадного профиля для остекления

Гибка алюминиевого П–образного профиля

Гибка профиля в Москве на заказ по выгодным ценам

Гибка алюминиевых профилей под заказ на современном оборудовании

Гибка профиля – процесс изменения его формы в заданном направлении и по необходимому радиусу. Проводится на станковом профилегибочном оборудовании – механизированном или оснащенном программным управлением. 

       

Возможности гибки профиля

При выполнении работ важен такой показатель, как гибка профиля по радиусу. Какой радиус гибки возможен для заготовки, зависит от толщины ее стенок.

Если заказчику требуется гибка алюминиевого профиля, оптимальным для изгиба считается прокат с толщиной стенки 2-4 мм.

Гибка труб и профилей – достаточно обширная услуга. Она предполагает работу:

— с профильными трубами,
— швеллерами,
— двутаврами,
— таврами,
— квадратами,
— прутками,
— кругами,
— полосами и другими изделиями, относящимися к профильным.

Любая разновидность гибки, в том числе и гибка П-образного профиля, требует предварительной подготовки, даже если проводится на станке. Когда профиль имеет пустоты, полые места прокладываются песком. Это помогает предотвратить растрескивание и образование складок.

Перед началом работы ролики станка и поверхность заготовки обрабатывают маслом, чтобы свести к минимуму трение поверхностей. 

Сортамент материала	Размеры, мм	Стоимость гибки за 1 погонный метр
Профильная труба	от 30х30 до 200х200	от 100,0
Уголок (гибка в радиус)	от 50х50 до 200х200	от 150,0
Швеллер	от N10 до N30	от 300,0
Двутавровая балка	от N10 до N25	от 400,0
Квадраты	от 10х10 до 20х20	от 200,0

Гибка профиля: популярна как никогда

Гнутые профили востребованы во многих отраслях. Гибка профиля в Москве применяется для создания оконных и дверных конструкций, для оформления фасадов. В изготовлении душевых кабин, рекламных сооружений и элементов дизайна часто бывает необходима гибка алюминиевого профиля.

Москва и другие крупные города в больших количествах приобретают деформированный сортовой и фасонный прокат. Он используется в производстве торгового оборудования, строительных металлоконструкций, мебели.

Сегодня у заказчиков востребована трехмерная гибка профилей, позволяющая получить изделия, изогнутые не в одной, а в трех плоскостях.

Эту операцию производят на трехмерном гибочном станке, оснащенном ЧПУ. Такая гибка металлического профиля отличается высокой точностью. С помощью нее можно получить гнутый прокат любых форм. Например, в машиностроении трехмерная технология гибки используется для создания кузовов и кабин.

Компания «ТСК Индустрия+» специализируется на гибке профиля любого типа. Наши специалисты работают оперативно, качественно и по очень приемлемым расценкам. Если вас интересует недорогая гибка профиля, цена, которую предлагаем мы, понравится вам не меньше, чем спектр наших возможностей.

 

 

Гибка алюминиевого профиля – одна из технологических операций в нашей компании, состоящая в поперечном изгибе линейных элементов из алюминия. Качественно выполнять гибку можно на специальном оборудовании, представляющем собой вариант вальцов, которые изгибают деталь, прокатывая ее через специально расставленные валы. Благодаря пластичности алюминия гнуть можно любые профиля – от труб до сложных профилей для окон.

Гибка выполняется в пределах, обусловленным сечением изгибаемой детали, ее длиной и радиусом загиба. Специалистам известны пределы такой операции по всем параметрам и они возьмутся за гибку только при реальной возможности сделать это.

В некоторых случаях гибке должны предшествовать подготовительные операции – термообработка, заполнение полостей замкнутого профиля песком и прочее.

Производственный потенциал нашей компании состоит не только в ассортименте поставок черного и цветных металлов, но и в качестве первичной обработки такого металла. Диапазоны технических возможностей таких операций обработки очень широки – от производства поковок  до точной современной лазерной резки труб, узнать о которой можно здесь.

Экспресс-заявка

Техническая информация | ПК Радиус

Что такое гибка

Как указано в толковых словарях и энциклопедиях, гибка – это придание чему либо изогнутой формы. В нашем случае под гибкой понимают слесарную операцию изгибания заготовок из профильных материалов. Под действием изгибающего момента заготовка деформируется, наружные слои её растягиваются, внутренние — сжимаются.

Мы осуществляем гибку с помощью трёх-вальцовых машин производства швейцарской компании Profilbiegetechnic AG, являющейся общепризнанным мировым лидером в производстве гибочных машин.

Процесс гибки

Осуществляется гибка следующим образом.

Во избежании схлопывания, камеры профилей заполняются специальным песком, его утрамбовывают, затем профиль вставляется в вальцы между двумя фронтальными и одним центральным. Вальцы синхронизированы и вращаются все в одну строну, пока профиль не прокатается по всей длине заготовки, затем в другую сторону. Одна прокатка профиля называется одним проходом. С каждым проходом центральный валец приближается к фронтальным, за счёт этого и возникает изгибающий момент. Усилие во время гибки может достигать 30 тонн. Вальцы изготавливаются для каждого типа профиля. Количество проходов задается оператором станка и корректируется в процессе гибки в зависимости от требуемого радиуса и других поставленных задач.

Что такое технологический припуск

Посадочный диаметр вальцов составляет 105 мм, диаметр давящей поверхности – 130/140 мм. Внешний диаметр вальцов может достигать 160/220 мм. Как показал опыт, такие параметры вальцов являются оптимальными для радиусной гибки как системных профилей из алюминия, так и профилей из стали. Из-за внешних размеров вальцов и образуется технологический припуск. Т.к. центральный валец давит посередине фронтальных, а профиль зажат в них, изгибающий момент возникает на некотором расстоянии от края профиля. Поэтому согнутый профиль имеет прямые, не согнутые края. В среднем технологический припуск составляет по 300 мм с каждой стороны или 600 мм в заготовке. Он зависит, также, от размеров сечения профиля и может достигать 1000 мм в заготовке.

Что такое вывод прямых частей

Иногда стоит задача осуществить плавный переход от радиуса к прямой части. Задача осложняется тем, что в процессе гибки профиль всегда деформируется и излишний материал сгоняется к краям, поэтому на прямой части, в точке перехода, часто появляется утолщение, видное невооруженным глазом. Для того чтобы устранить это утолщение существует специальная операция раскатки, которая позволяет осуществить плавный переход от дуги к прямой. При проектировании таких деталей, следует учесть, что вывод прямой части возможен только по касательной к дуге (значит радиус, проведённый в точке перехода перпендикулярен к прямому выводу).

Какие различаются направления гибки

Если начертить сечение профиля, например ригеля, и провести оси X и Y, то при гибке для плоского (арочного) остекления радиус гибки будет направлен на боковую стенку (Rx), — это гибка по оси X; а при гибке для молированого (гнутого) остекления направление радиуса гибки будет на торец профиля (Ry). Это два наиболее распространённых направления гибки. При остеклении куполов иногда возникает потребность согнуть ригель, который лежит в горизонтальной плоскости, но повёрнут к ней под углом, радиус гибки тогда будет направлен между осями X и Y (Rxy), такая гибка называется двухплоскостной. Наша компания ещё в 2006 году разработала собственную технологию двухплоскостной гибки, и пока единственная в РФ предлагает такую услугу.

В 2015 году возникла задача согнуть арку из фасадного профиля на радиусной стене. Наша компания, также, первая в РФ успешно справилась с этой задачей. Т.к. в результате гибки получается пространственная кривая, такую гибку мы назвали (X,Y,Z).

Типы арок:

• простая арка с одним радиусом;
• арка с несколькими радиусами на одной заготовке.

Как измеряется и контролируется радиус гибки

Радиус гибки можно измерять механическим и электронным способом. Механический способ считается более надёжным, но и более длительным. При применении механического способа измерения применяется принцип, описанный в разделе “Гибочный калькулятор”, т.е. по двум параметрам: H (хорда) и h (высота хорды). Роль хорды играет обычно специально изготовленная мерная линейка, а высоту хорды можно измерять штангель-циркулем.

С какой точностью производится гибка

Точность гибки зависит от применяемых инструментов, качества профиля и от других параметров, например, таких как длина дуги в соотношении с радиусом. К тому же, из-за некачественного материала, иногда наблюдается такой эффект, как дисперсия радиусов, т.е. разброс радиусов по всей длине. Это приводит к необходимости тщательного контроля габаритных размеров дуги. Идеального материала (профилей) не бывает, и радиус всегда измеряется с какой-то точностью, главное, чтобы эта точность удовлетворяла поставленным задачам. Для каждого задания по гибке можно посчитать свою точность измерения, т.е. пределы отклонений. Например, при механическом измерении, точность измерения штангель-циркулем – до 0,1 мм, для применяемой мерной линейки можно посчитать пределы отклонений. Они всегда получаются ниже необходимых для переработки профилей. При гибке фасадных профилей в направлении для молированого (гнутого) остекления, точность изготовления стеклопакетов всегда ниже, чем наша точность гибки, это показали наши проверки.

Какие ГОСТы существуют для гибки профилей

В настоящее время никаких ГОСТов по гибке не разработано.

Как образуется внутренний радиус изгиба

Рис. 1: При чеканке нос пуансона проходит через нейтральную ось толщины материала. Радиус пуансона равен полученному радиусу внутреннего изгиба детали. (Толщина металла преувеличена для иллюстративных целей.)

Допуски на изгиб, внешние отклонения, вычеты изгиба — если вы можете рассчитать все это с точностью, у вас гораздо больше шансов изгибать хорошую деталь с первой попытки.Но чтобы это произошло, вам нужно убедиться, что каждый фактор в уравнении такой, каким он должен быть, и это включает внутренний радиус изгиба.

Как именно достигается внутренний радиус изгиба? Чтобы раскрыть это, мы должны сначала взглянуть на различные методы гибки на листогибочном прессе: воздушное формование, нижняя гибка и чеканка.

Чеканка

Обратите внимание, что существует три метода гибки, а не два. Изгибание дна и чеканка часто путают за один и тот же процесс, но это не так.В отличие от дна, чеканка действительно проникает в материал и истончает его.

Чеканка — самый старый метод, и, по большей части, он больше не практикуется из-за того, что для этого требуется очень большой тоннаж. Чеканка вдавливает нос пуансона в материал, проникая через нейтральную ось (см. Рисунок 1) . Технически чеканить можно любой радиус, но традиционно чеканка использовалась для получения резкого изгиба.

Этот метод не только требует чрезмерных объемов, но и нарушает целостность материала.При чеканке весь профиль инструмента становится меньше толщины материала, а в точке изгиба материал становится более тонким. Для каждого изгиба и угла изгиба требуются специальные наборы инструментов. Носик пуансона создает внутренний радиус, который используется для определения уменьшения изгиба.

Сгибание снизу

При изгибе снизу материал перемещается вокруг носика пуансона. В нем используются пуансоны под разными углами вместе с V-образной матрицей (см. Рисунок 2 ). При чеканке вся поверхность пуансона штампуется в заготовке.При гибке снизу в материал «штампуется» только радиус вершины пуансона.

При воздушной формовке (более подробно описанной ниже) плунжер пуансона опускается для получения необходимого угла изгиба плюс небольшая величина для учета упругого возврата. Затем пуансон выходит из матрицы, и материал пружинит обратно под желаемым углом. Подобно воздушному формованию, изгиб дна требует, чтобы гидроцилиндр опустился до точки, которая дает угол изгиба плюс небольшая величина. Но, в отличие от воздушно-формовки, таран продолжается после этой точки и опускается дальше в пространство матрицы, заставляя заготовку вернуться к заданному углу изгиба.(Кстати, специальные штампы, такие как Rolla-Vs и уретановые инструменты, также вдавливают радиус вершины пуансона в материал.)

В среднем, изгиб достигает 90 градусов в точке пространства штампа, которая составляет примерно 20 процентов толщины материала, измеренной от дна V-образной штампа. Например, холоднокатаная сталь толщиной 0,062 дюйма опускается вниз, когда нос пуансона находится на расстоянии 0,074–0,078 дюйма от нижней части V-образной матрицы.

Как и при чеканке, радиус вершины пуансона определяет внутренний радиус материала, который будет использоваться для определения уменьшения изгиба.Но, в отличие от чеканки, дно можно использовать для получения внутреннего радиуса изгиба, который в три или более раз превышает толщину материала.

Air Forming

Пока все кажется довольно простым. При чеканке и нижнем изгибе радиус вершины пуансона определяет значение внутреннего радиуса изгиба, которое нужно вставить в формулы для вычета изгиба. Но воздушная формовка добавляет некоторую сложность, потому что метод гибки создает внутренний радиус изгиба детали совершенно другим способом (см. , рис. 3, ).

Рис. 2: В этой установке для гибки днища существует угловой зазор между пуансоном и матрицей. Пуансон опускается (слева) до тех пор, пока материал не наматывается на носик пуансона (в центре), после чего поршень продолжает оказывать давление вниз, заставляя материал изгибаться под желаемым углом (справа).

При воздушном формовании радиус определяется в процентах от раскрытия штампа независимо от типа штампа, будь то V, канал или острый.Отверстие в матрице определяет внутренний радиус изгиба детали. Чтобы определить внутренний радиус, развиваемый над данным отверстием штампа и для различных типов и толщин материала, техники использовали так называемое правило 20 процентов. В нем говорится, что для производства желаемый радиус, или, чтобы найти результирующий внутренний радиус, толщина материала должна составлять определенный процент от ширины отверстия матрицы.

Да, сегодня для многих сплавов, включая новые и переработанные металлы, невозможно с полной точностью определить стандартный процентный множитель.Тем не менее, это правило дает вам хорошую отправную точку.

Проценты по правилу 20 процентов следующие:

• Нержавеющая сталь 304: 20-22 процента отверстия матрицы
• Холоднокатаная сталь AISI 1060, растяжение 60 000 фунтов на квадратный дюйм: 15-17 процентов отверстия матрицы
• Серия мягкий алюминий H: 13-15 процентов отверстия матрицы
• Горячекатаный травленый и промасленный (HRPO): 14-16 процентов раскрытия матрицы

Когда вы работаете с этими процентными значениями, начинайте с медианы, пока не найдете значение, которое лучше всего соответствует характеристикам материала, которые вы получаете от поставщика металла.Умножьте проем на процент, чтобы получить развернутый внутренний радиус детали. Конечным результатом будет значение внутреннего радиуса, которое необходимо использовать при вычислении вычета изгиба.

Если у вас 0,472 дюйма отверстие в штампе, и вы изгибаете холоднокатаную сталь под давлением 60 000 фунтов на квадратный дюйм, начните со среднего процента, 16 процентов раскрытия штампа: 0,472 × 0,16 = 0,0755. Так что в этом случае 0,472 дюйма. отверстие матрицы даст вам 0,0755 дюйма. плавающий внутренний радиус изгиба детали.

Когда отверстие вашего кубика изменяется, изменяется и ваш внутренний радиус.Если размер отверстия матрицы составляет 0,551 дюйма (0,551 × 0,16), внутренний радиус изгиба изменяется на 0,088; если отверстие матрицы составляет 0,972 дюйма (0,972 × 0,16), внутренний радиус изгиба изменяется на 0,155.

Если вы работаете с нержавеющей сталью 304, умножьте ее среднее процентное значение — 21 процент — на отверстие матрицы. Итак, те же 0,472 дюйма. Отверстие матрицы теперь дает совсем другой внутренний радиус: 0,472 × 0,21 = 0,099 дюйма. Как и раньше, когда вы меняете отверстие матрицы, вы меняете внутренний радиус изгиба. 0,551 дюймаотверстие матрицы (0,551 × 0,21) составляет 0,115 дюйма. внутренний радиус; 0,972 дюйма отверстие матрицы (0,972 × 0,21) дает 0,204 дюйма. внутренний радиус изгиба.

Если вы меняете материал, вы меняете процент. Если вы работаете с материалом, не указанным здесь, вы можете найти этот материал в Интернете и сравнить предел прочности на разрыв с базовым значением 60 000 фунтов на квадратный дюйм для холоднокатаной стали AISI 1060. Если значение прочности на растяжение составляет 120 000 фунтов на квадратный дюйм, то ваше расчетное процентное значение будет в два раза больше, чем для холоднокатаной стали, или от 30 до 32 процентов.

Острые изгибы при формировании воздуха

В отличие от дна или чеканки, существует минимальный радиус, который может быть получен при воздушной формовке. Лучше всего установить это значение на 63 процента толщины материала. Это значение изменяется вверх или вниз в зависимости от прочности материала на разрыв, но 63 процента — это практическое рабочее значение.

Эта точка с минимальным радиусом известна как острый изгиб (см. Рисунок 4 ). Понимание последствий крутых поворотов, возможно, одна из самых важных вещей, которые необходимо знать инженеру и оператору листогибочного пресса.Вам нужно не только понимать, что происходит физически при резком изгибе, но также необходимо знать, как включить эту информацию в свои расчеты.

Рис. 3. При воздушной формовке внешний радиус изгиба детали не контактирует с поверхностью матрицы. Радиус рассчитывается в процентах от раскрытия матрицы, независимо от типа матрицы.

Если вы работаете с материалом толщиной 0,100 дюйма., умножьте это на 0,63, чтобы получить минимальный внутренний радиус изгиба 0,063 дюйма. Для этого материала это минимальный внутренний радиус, который можно получить при формовании воздухом. Это означает, что даже если вы производите воздушную формовку с радиусом вершины пуансона, который составляет менее 63 процентов толщины материала, внутренний радиус детали все равно будет составлять 63 процента от толщины материала. его толщина материала, или 0,063 дюйма. Следовательно, не используйте в расчетах внутренние радиусы меньше этого значения 63%.

Допустим, вы формируете воздух с помощью 0.Материала толщиной 250 дюймов и пуансоном с радиусом при вершине 0,063 дюйма — значение, которое намного меньше 63% от 0,250 дюйма. толщина материала. Независимо от того, что обозначено на отпечатке, такая установка приведет к внутреннему радиусу изгиба детали, намного большему, чем у выступа пуансона. В этом случае минимальная производимая внутренний радиус изгиба составляет 63 процента от 0,250 дюйма. толщина материала, или 0,1575 дюйма

В качестве другого примера предположим, что вы работаете с материалом толщиной 0,125 дюйма.Для этого изгиб «получается крутым» на радиусе 0,078 дюйма. Почему? Потому что 0,125, умноженное на 63 процента, дает 0,078. Это означает, что любой радиус вершины пуансона менее 0,078 дюйма — будь то 0,062, 0,032 или 0,015 дюйма — приведет к внутреннему радиусу изгиба 0,078 дюйма.

Острые изгибы зависят от толщины материала, а не от радиуса вершины пуансона. Носик пуансона с радиусом 0,125 дюйма не острый на ощупь, в отличие от материала толщиной 0,250 дюйма. И этот вопрос необходимо решить в ваших расчетах, если вы ожидаете, что вычет изгиба и, следовательно, ваша первая часть будут правильными.

План действий

При формировании дна или чеканке используйте радиус вершины пуансона в качестве внутреннего радиуса изгиба в расчетах вычета изгиба. Но если вы производите воздушную формовку, внутренний радиус изгиба рассчитывается как процент от отверстия матрицы. И если вы проектируете воздушную форму, и печать требует резкого изгиба, его также необходимо изменить на значение внутреннего радиуса изгиба, которое составляет 63 процента материала. толщина.

Если вы работаете инженером, попробуйте получить список всех инструментов, имеющихся в вашем магазине.Поговорите с операторами и узнайте, какие методы они используют с какими типами материалов, и спроектируйте свои будущие детали с учетом этих параметров.

После расчета вычетов на изгиб и производства плоских деталей запишите эту информацию на обложке задания или в рабочей папке. Обязательно укажите тип и размер инструмента, а также радиус, который должен достичь оператор в зависимости от метода формования.

Для того, чтобы все это заработало, требуется поддержка рабочих в цехах. Включение их в процесс и обращение к ним с просьбой внести свой вклад заставит их с большей готовностью принять тот факт, что инженерные разработки говорят им, какие инструменты использовать.Зачем? Потому что они рассказали вам, что делают, и знают, что вы разрабатываете детали на основе этого. В идеале все это будет соответствовать значениям, рассчитанным на листогибочном прессе. контроллером и вашей системой CAD.

Если радиус достижим, если деталь рассчитана для этого радиуса и если операторы используют инструменты, для которых предназначена работа, они произведут идеальную деталь с первой попытки. Доверьтесь мне. Оно работает.

Обзор формул изгиба

Допуск на изгиб (BA) = [(0.017453 × Внутренний радиус) + (0,0078 × Толщина материала)] × Дополнительный угол изгиба

Рис. 4. При воздушной формовке вы не можете образовать внутренний радиус изгиба, который составляет менее 63 процентов толщины материала, в этом случае форма называется острым изгибом. Если вы используете пуансон с более острым радиусом, вы сможете пробить канаву только в центре изгиба. В результате внутренний радиус изгиба детали останется равным 63 процентам толщины материала.

Внешний отступ (OSSB) = [Касательная (угол изгиба / 2)] × (Внутренний радиус изгиба + толщина материала)

Уменьшение изгиба (BD) = (Внешнее понижение × 2) — Допуск на изгиб Существует два способа расчета плоской заготовки. Используемый расчет зависит от приложения и имеющейся информации:

Расчет плоской заготовки n = Размер до вершины + Размер до вершины — Вычет изгиба

Расчет плоской заготовки = Размер первой части + Размер второй части + Допуск на изгиб

.

Основы тяжелого изгиба

Рис. 1. Зерна листа идут параллельно направлению прокатки.

В то время как толщина листового металла составляет от 0,005 до 0,249 дюйма, толщина алюминиевых и стальных листов начинается от 0,250 дюйма и достигает 13 дюймов или даже больше. Точно так же листовая сталь различается по прочности от мягких разновидностей до некоторых очень высокопрочных материалов, таких как Hardox ^® . Когда дело доходит до очень толстого или высокопрочного материала, традиционные правила определения минимума Радиусы изгиба, минимальные радиусы вершины пуансона, отверстия в матрице, расчеты изгибающих усилий и требования к инструментам могут больше не применяться — по крайней мере, не так, как при работе с более тонкими калибрами.

Поскольку заготовка может быть очень толстой и прочной, вам необходимо понимать переменные и научиться с ними работать. Во-первых, рассмотрите химический состав материала, его поверхность и состояние кромки, а также его толщину и определите, происходит ли изгиб по направлению волокон материала или поперек него.

Любое формование, независимо от масштаба, связано с некоторой пластической деформацией. Расширение материала происходит на внешней поверхности изгиба, сжатие — на внутренней, и вам нужно знать, как обращаться с обоими способами.Пределы пластичности материала будут определяющим фактором для минимального радиуса изгиба.

Деформации, связанные с пластической деформацией при холодной штамповке, могут вызвать деформационное упрочнение материала. Это может изменить механические свойства материала в области изгиба, где происходит пластическая деформация. На этом этапе необходимо учитывать пластичность и сопротивление разрушению.

Независимо от материала, его толщины или толщины, мягкая сталь и мягкий алюминий намного более пластичны, чем высокопрочные материалы, и поэтому их можно сгибать до более острого радиуса.Вот почему при гибке толстых или высокопрочных металлов необходимо соблюдать минимальный внутренний радиус изгиба. Это сведет к минимуму эффекты деформационного упрочнения и растрескивания при изгибе.

В технических паспортах поставщика материалов обычно указывается, в какой степени плита может быть сформирована без сбоев, и рекомендуются минимальные радиусы изгиба в зависимости от типа и свойств материала. Обычно сталь с низким содержанием углерода или мягкий алюминий необходимы для хорошей формуемости и малого внутреннего радиуса; но по мере того, как уровень углерода в стали или твердость алюминия увеличивается, его пластичность и формуемость ограничены, что увеличивает минимальный радиус изготовления.

Важность зернового направления

При работе с листом обращайте пристальное внимание на то, формируете ли вы в (продольном) или поперечном (поперечном) направлении волокон (см. Рисунок 1 ). Направление волокон листа зависит от процесса прокатки на стане, который растягивает металлургическую структуру и включения материала. Зерна идут параллельно направлению прокатки.

Формовка с зерном требует меньшего усилия изгиба, поскольку пластичность материала легко растягивается.Но это растяжение вызывает расширение зерен, что проявляется в виде растрескивания на внешнем радиусе изгиба. Чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить это растрескивание при изгибе в продольном направлении по отношению к направлению волокон, вам может потребоваться использовать больший радиус изгиба. При гибке поперек направления волокон уменьшенная пластичность увеличит требуемую формовочную мощность, но будет способна выдержать гораздо более узкий внутренний радиус изгиба без разрушения внешней поверхности изгиба.

Локальное напряжение

Локальное напряжение может повлиять на результаты штамповки, что ограничивает возможный внутренний радиус изгиба.Термические процессы, такие как пламенная и лазерная резка, приводят к упрочнению кромок и повышению концентрации напряжений. Возможно, вам придется удалить зазубрины и острые углы на срезанных краях. Обработка срезанных краев и поверхностей может помочь уменьшить или удалить микротрещины в критических областях.

При формировании толстого листа с малым радиусом изгиба вам может потребоваться предварительный нагрев материала от 200 до 300 градусов по Фаренгейту перед изгибом, особенно если вы пытаетесь изгибать толщину 0,75 дюйма или больше. Для достижения наилучших результатов обязательно равномерно нагрейте материал.

Рис. 2: В инструменте справа пространство матрицы освобождено. Это позволяет пуансону глубоко проникать в пространство матрицы и для компенсации упругого возврата использовать угол наклона матрицы 78 или 73 градуса.

Пружинная

Все стали, алюминий и даже пластмассы демонстрируют упругость при снятии с них изгибающих сил. Возврат — это снятие упругой деформации и напрямую связано с пределом текучести материала.По этой причине для достижения требуемого угла необходим больший угол изгиба, особенно для сталей с высоким пределом текучести и большинства алюминиевых сплавов.

Определенная деталь из листового металла может иметь, скажем, 2 градуса упругого возврата, поэтому вам понадобится пуансон с минимальным входящим углом, который как минимум на 2 градуса меньше, чем входящий угол матрицы, чтобы обеспечить необходимый угловой зазор. Но чем больше радиус, тем больше будет упругость, и величина упругой отдачи может быть значительной, когда радиус велик по отношению к толщине листа или пластины.

Правильная ширина и угол матрицы могут помочь компенсировать эту чрезмерную упругость. Сюда входят штампы со снятым монтажом (см. , рис. 2, ), с углами наклона 78 или 73 градуса. Канальные матрицы имеют углы, которые являются перпендикулярными, прямыми вверх и вниз. Оба позволяют обеспечить необходимое проникновение инструмента без столкновения между поверхностями матрицы, пуансоном и материалом.

Сталь для горячей штамповки

Горячее формование происходит при температуре листа от 1600 до 1700 градусов по Фаренгейту.Это уменьшает или даже устраняет деформационное упрочнение, радиальное растрескивание и искажение зеренной структуры. Высокая температура вызывает рекристаллизацию пластины, фактически изменяя ее молекулярную структуру.

Пластина может нуждаться в повторной обработке, чтобы вернуть ее в исходное состояние. Тем не менее, по сравнению с холодной штамповкой, горячая штамповка обеспечивает гораздо большую формуемость и снижает требования к тоннажу, что делает его привлекательной альтернативой, когда производительность пресса является проблемой.Листогибочный пресс может не формировать холодную пластину, но может формировать ее горячую.

Как и все остальное, горячее формование имеет свои ограничения. Высокая температура, необходимая для горячей штамповки, может вызвать окисление. Это также может вызвать обезуглероживание поверхности — изменение или потерю углерода в стали. Большинство считает обезуглероживание дефектом, поскольку потеря углерода делает сталь менее стабильной, что, в свою очередь, может вызвать множество проблем с изделиями, изготовленными из этой стали. Ты можешь выполнить испытания материала, чтобы подтвердить уровень потерь углерода и приемлемость измененного материала.

Алюминий горячей штамповки

Если вы сгибаете что-нибудь более твердое, чем алюминий 5054, вам необходимо отжечь его, нагревая по линии сгиба. Если вы этого не сделаете, такой твердый алюминий будет трескаться и ломаться во время формовки.

Алюминий плавится при температуре от 865 до 1240 градусов по Фаренгейту, поэтому его, очевидно, нельзя нагреть так сильно, как сталь. В некоторых случаях алюминий нагревается, сгибается и перекристаллизовывается так же, как сталь, а в других случаях он реагирует совсем иначе. При нагревании алюминий имеет тенденцию к большей упругости.Вы можете добиться желаемого угла и радиуса изгиба, но как только он остынет, он немного вернется назад.

При нагревании сталь сначала становится пластичной, а затем плавится. Когда алюминий нагревается, он сначала становится пластичным, затем становится хрупким, а затем плавится. Если нагреть алюминий слишком близко к температуре плавления, а затем попытаться согнуть его, заготовка может треснуть или сломаться.

Еще одна сложность при горячей штамповке алюминия заключается в том, что при нагревании металл не меняет цвет так же, как сталь.Вы можете отжечь алюминий с помощью кислородно-ацетиленовой горелки с нейтральным пламенем. Проведите вперед и назад, пока не увидите золотистый цвет. Вы также можете увидеть черную пленку или форму сажи, но вы можете легко стереть ее позже. В зависимости от толщины пластины на это может потребоваться всего несколько сметает пламя, поэтому будьте осторожны, чтобы не перегреться. Если вы это сделаете, вы можете сделать его ломким или даже расплавить.

Рисунок 3: Продольный изгиб или изгиб с зернистостью материала увеличивает требуемый минимальный внутренний радиус изгиба.

Минимальный радиус внутреннего изгиба

Для стали, алюминия и нержавеющей стали вы найдете различные минимальные отношения радиуса изгиба к толщине, и вам нужно будет изучить эти значения в данных, предоставленных вашим поставщиком материалов. Однако, исследуя эти значения, имейте в виду, что изгиб поперечный (поперек волокон) или продольный (вдоль волокон) будет влиять на минимальный требуемый радиус изгиба. Продольный изгиб требует большего радиуса, чем указано для поперечного изгиба (см. Рисунок 3 ).

По мере увеличения толщины увеличивается и минимальный радиус. Для 6061 толщиной 0,25 дюйма в состоянии «O» поставщик материала может указать отношение внутреннего радиуса к толщине пластины 1: 1. У алюминия толщиной 0,375 дюйма минимальный радиус в 1,5 раза больше толщины; для толщины 0,5 дюйма это в 2 раза больше.

Минимальный радиус также увеличивается с более твердым материалом. Для 6061 толщиной 0,25 дюйма в состоянии «T4» поставщик материала может указать минимальный радиус, равный 3-кратной толщине; 0.Лист толщиной 375 дюймов может иметь минимальный радиус в 3,5 раза больше толщины; для пластины толщиной 0,5 дюйма она может быть в 4 раза больше.

Тенденция очевидна: чем тверже и толще лист, тем больше минимальный радиус изгиба. Для алюминия 7050 толщиной 0,5 дюйма минимальный радиус изгиба может быть указан в 9,5 раз больше толщины материала.

Опять же, минимальный внутренний радиус изгиба даже больше при гибке с волокном. Для стали толщиной от 0,5 до 0,8 дюйма марки 350 и 400 могут иметь минимальный радиус изгиба 2.При поперечном изгибе в 5 раз больше толщины материала, в то время как при продольном изгибе может потребоваться минимальный радиус изгиба, который в 3,75 раза превышает толщину материала. И толщиной от 0,8 до 2 дюймов вам, вероятно, потребуется горячая форма.

Простое практическое правило

Существует эмпирическое правило для определения минимального радиуса изгиба стали, и это обычно работает и для алюминия: разделите 50 на процент уменьшения прочности материала, указанный вашим поставщиком. Это значение будет зависеть от класса.

Если у стали величина уменьшения прочности на разрыв 10 процентов, разделите 50 на это значение: 50/10 = 5. Затем вычтите 1 из этого ответа: 5 — 1 = 4. Теперь умножьте полученный ответ на толщину листа. Если толщина материала 0,5 дюйма: 4 × 0,5 = 2. Таким образом, в этом случае минимальный внутренний радиус изгиба в 2 раза больше толщины материала.

Обратите внимание, что это всего лишь практическое правило. Для определения истинного минимального радиуса изгиба стального или алюминиевого листа требуется небольшое исследование. Сюда должны входить данные от вашего поставщика материала, независимо от того, гнете ли вы по волокну или напротив него, а также информацию, относящуюся к области применения.Тем не менее, ответы есть, и мы ждем, когда вы их найдете.

.

Прогнозирование внутреннего радиуса при гибке листогибочным прессом

Рисунок 1
Много раз во время формирования мы не формируем истинный радиус, но вместо этого парабола.

Если вы в последние месяцы следили за нашим обсуждением радиуса изгиба и его происхождения, добро пожаловать обратно. В любом случае, давайте посмотрим, насколько глубока эта кроличья нора радиуса.

В предыдущих статьях я обсуждал различные практические правила, которые операторы используют в цехах для выполнения работы.Эти правила могут приблизить ваш прогноз внутреннего радиуса изгиба, но вы можете приблизиться к нему.

Какая разница?

Рассмотрим типичную ситуацию, когда вы используете правило 20 процентов, которое гласит, что радиус изгиба воздухом формируется в процентах от отверстия матрицы, от 20 до 22 процентов для нержавеющей стали и около 16 процентов для холоднокатаной стали 60-KSI. , наш базовый материал.

Допустим, вы изгибаете мягкий алюминий толщиной 13 KSI с помощью инструмента диаметром 0,984 дюйма. ширину матрицы и пуансон с радиусом 0,032 дюйма.В качестве отправной точки вы рассчитываете, что внутренний радиус изгиба на 16% отверстия матрицы составляет 0,157 дюйма, хотя это для материала 60-KSI, поэтому вам нужно будет адаптироваться к типу материала. Между тем, когда вы рассчитываете, станет ли изгиб резким, вы обнаружите, что минимальный радиус перед вашим 0,032 дюйма. пуансон начинает сгибать, линия сгиба составляет 0,172 дюйма. Наконец, вы запускаете тестовый сгиб, только чтобы обнаружить, что фактический радиус составляет 0,170 дюйма.

У вас есть 0,157 дюйма. Радиус рассчитывается по правилу 20 процентов, тогда у вас 0.172-дюйм. радиус из ваших расчетов крутого изгиба. Это разница в радиусе 0,015 дюйма. Вы не так много говорите? В этом случае разница при применении к вычету изгиба может достигать 0,009 дюйма за изгиб.

Создавали ли вы когда-нибудь деталь с четырьмя боковыми фланцами с четырьмя дополнительными фланцами вверху, только чтобы обнаружить, что один угол выходит идеально, два угла незначительно удовлетворительны, а один выглядит просто ужасно? Почему это происходит? Небольшая ошибка в вычислении изгиба, вызванная расхождениями в расчетах внутреннего радиуса изгиба, имеет большое значение, если вы хотите получить идеальные детали с первого раза.

В основе любой операции гибки лежит внутренний радиус гибки. Если вы можете рассчитать уменьшение изгиба на основе фактических результатов, точность гарантирована. Единственный недостаток этой теории состоит в том, что во многих случаях во время формовки мы не формируем истинный радиус. Форма, которую вы формируете, может быть параболой, симметричной зеркальной кривой, обычно U-образной при ориентации, как показано на рис. 1 . И конечный радиус, который вы получите, является результатом упругого возврата.

Эффекты пружинения

Итак, как нам предсказать наиболее точный внутренний радиус и правильный вычет изгиба? Чтобы выполнить это вручную, математика глубоко вникает в сорняки, поэтому я не буду туда идти.Скорее, мы просто будем использовать два разных веб-калькулятора.

Первый — на www.handymath.com. Щелкните The Complete Circular Arc Calculator . Обратите внимание, что метка «Ширина дуги» в калькуляторе совпадает с шириной штампа, а угол , заданный дугой , совпадает с включенным углом изгиба.

Убедитесь, что настройки размеров калькулятора соответствуют используемым вами данным — дюймы, футы, миллиметры и т. Д. Обратите внимание, что когда мы нажимаем Enter, ответы, которые мы получаем, являются чисто математическими и не учитываются для прочности материала на разрыв. .

Рисунок 2
Как показано в этом расчете из The Complete Circular Arc Calculator на сайте www.handymath.com, с увеличением угла изгиба увеличивается радиус (высота дуги).

Информация, которую мы ищем на калькуляторе, — это Высота дуги , которая равна внешнему радиусу изгиба. Давайте найдем значение для нашей базовой линии, холоднокатаной стали 60-KSI, толщиной 0,125 дюйма, используя 0.984 дюйма ширина матрицы. Обратите внимание, что мы обсуждаем воздушное формование, поэтому угол матрицы не имеет значения; это может быть канал, острый или V-образный штамп. Важна ширина.

Во-первых, давайте введем ослабленный угол — 90 градусов, которые мы хотим достичь.

Введенные значения Угол, образованный дугой (включая угол изгиба): 90 градусов Ширина дуги (ширина матрицы): 0,984 дюйма Расчетное значение Высота дуги (внешний радиус изгиба): 0,20379 дюйма

Эти расчеты не учитывают для пружинящего возврата.В нашем примере мы будем использовать значение 1 градус для упругого возврата, которое возникает, когда у нас есть примерное отношение 1: 1 между толщиной материала и внутренним радиусом изгиба. После того, как пуансон снимает давление формования, материал отжимается на 1 градус, поэтому для компенсации теперь мы используем угол изгиба 89 градусов. Снова используя The Complete Circular Arc Calculator на handymath.com, мы вводим следующее:

Введенные значения Ширина дуги (ширина матрицы): 0,984 дюйма Угол, присоединенный к дуге (включая угол изгиба): 89 градусов Расчетное значение Высота of Arc (внешний радиус изгиба): 0.201 дюйм

Теперь мы берем значение высоты дуги для нашего нового угла изгиба и подставляем его в следующую формулу:

Высота дуги — (2 × толщина материала ² ) = внутренний радиус 0,201 — (2 × 0,01562) = внутренний радиус изгиба 0,201 — 0,031 = 0,170 дюйма Внутренний радиус изгиба

Обратите внимание, что этот подход к высоте дуги отличается от подхода, использованного в прошлой колонке «Основы гибки», когда мы использовали Длина дуги . В прошлом месяце мы рассчитали внутренний радиус на основе ширины отверстия матрицы; на этот раз мы используем определенный радиус.

В прошлом месяце мы вычислили радиус 0,136 дюйма, а сейчас мы рассчитали внутренний радиус другим методом и получили 0,170 дюйма — разница 0,034 дюйма. Вдобавок к этому, если бы мы использовали 20 По правилу процентов (опять же, для холоднокатаной стали 60-KSI радиус рассчитан как примерно 16 процентов ширины матрицы), мы бы вычислили внутренний радиус 0,157 дюйма — на полпути между этими двумя предыдущими измерениями. Все это разные способы вычисления радиуса с немного разными результатами.Но да, кроличья нора становится глубже!

Парабола и острые изгибы

Если вы используете значение радиуса штампа, равное или меньшее минимального радиуса острого изгиба для воздуха, образующего деталь, вы больше не будете создавать радиус в детали (подробнее о крутых изгибах см. см. «Как сделать изгиб воздуха резким» на сайте thefabricator.com). Вместо этого вы создадите параболу. Фактически вы протягиваете дугу разной длины в отверстие матрицы.

Чтобы предсказать, как сформируется эта парабола, мы можем обратиться к другому онлайн-калькулятору:

http: // wwwhad2know.ru / academics / parabola-segment-arc-length-area.html. Используя калькулятор параболического сегмента , мы вводим наш внешний радиус и ширину матрицы, чтобы найти длину дуги параболы. Значение Высота в этом онлайн-калькуляторе эквивалентно внешнему радиусу изгиба, а значение Ширина эквивалентно ширине матрицы:

Введенные значения Высота: (внешний радиус): 0,201 дюйма Ширина (ширина матрицы) : 0,984 дюйма Расчетное значение Длина дуги: 1,0845 дюйма

Здесь глубина параболы (или высота дуги) составляет 0,201 дюйма, а длина дуги параболы составляет 1,0845 дюйма. Запомните эти значения. Возвращаясь теперь к полному калькулятору круговой дуги на сайте www.handymath.com, мы вводим длину дуги равную 1,0845 дюйма и ширину штампа в 0,984 дюйма.

Введенные значения Длина дуги: 1,0845 дюйма. Ширина дуги (ширина штампа ): 0,984 дюйма Расчетные значения Высота дуги (внешний радиус изгиба): 0,195 дюйма Угол, образованный дугой (включая угол изгиба): 86.679 градусов

Когда вы это сделаете, вы увидите, что высота дуги (то есть внешний радиус) составляет 0,195 дюйма, что немного меньше, чем 0,201 дюйма. внешний радиус из предыдущего калькулятора, который не учитывал эффект параболы. Зная это, мы можем с уверенностью сказать, что внутренний радиус уменьшается при формировании параболы, что происходит при использовании радиуса штампа, который меньше минимального радиуса острого изгиба. Обратите внимание, что парабола также требует большего угла изгиба, чтобы получить желаемый ослабленный угол изгиба; мы перешли с 89 на 86.Включенный угол изгиба 68 градусов, дополнительная упругость на 2,32 градуса. Также обратите внимание, что внутренний радиус детали будет не меньше радиуса вершины пуансона.

Угол и радиусы изгиба

Помните, что любое изменение радиуса приводит к изменению угла изгиба. Если мы введем ширину штампа и включенный угол изгиба на сайте www.handymath.com, мы получим результаты, показанные на Рис. 2 .

Результаты показывают, что при воздушной формовке радиус уменьшается с учетом угла изгиба (за исключением острых изгибов).

Это соотношение между углом изгиба и радиусом прекращается при включенных углах менее 28 градусов (152 градуса дополнительных), хотя минимальный включенный угол может быть больше в материале со значительной упругостью.

Отчасти это верно, потому что минимальный угол пуансона листогибочного пресса составляет 28 градусов. При этом, если продолжать закрывать изгиб выше 28 градусов, это приведет к некоторой форме сглаживания. Радиус будет раздавлен до тех пор, пока не будет достигнут желаемый угол изгиба или не будет завершена операция подгиба кромки.(Вкратце, для закрытой кромки радиус равен нулю, а уменьшение изгиба рассчитывается как процент от толщины материала — 43 процента в идеальных условиях, хотя это очень зависит от оператора.)

Факторинг для растяжения. Прочность

В предыдущем примере для расчетов мы использовали упругость в 1 градус. Для мягкой холоднокатаной стали 60-KSI средняя величина упругого возврата составляет 1 градус или меньше. А как насчет других материалов?

Для этого мы можем предсказать возвратное движение с разумной степенью точности, используя следующую формулу, которая требует, чтобы мы преобразовали все значения в метрики.Обратите внимание, что прогнозирование упругого возврата никогда не бывает 100 точным. Однако эти формулы довольно хорошо справляются со своей задачей.

[(Внутренний радиус в миллиметрах / 2) / Толщина материала в миллиметрах] × Фактор растяжения Фактор растяжения = Прочность материала на растяжение в PSI / 60,000

Во-первых, давайте рассчитаем упругую отдачу, как если бы мы работали с нашим 60 -KSI Базовый материал с внутренним радиусом изгиба 0,170 дюйма:

[(Внутренний радиус в миллиметрах / 2) / Толщина материала в миллиметрах] × Коэффициент растяжения Толщина материала: 0.125 дюймов × 25,4 = 3,175 мм Внутренний радиус изгиба: 0,170 дюйма × 25,4 = 4,318 мм (4,318 / 2) / 3,175 2,159 мм / 3,175 мм = 0,68 градуса упругого возврата

В этом примере мы Округлим до 1 градуса. Затем мы можем применить коэффициент растяжения для нержавеющей стали 88-KSI 304.

Фактор растяжения = Прочность материала на растяжение в фунтах на квадратный дюйм / 60 000 88 000/60 000 = 1,466666 1,0 градус × 1,466666

Это дает 1,46 градуса для нержавеющей стали 88-KSI 304.В результате получается 1,5 градуса предполагаемого упругого возврата с соотношением 1: 1 между внутренним радиусом и толщиной материала.

Назад к калькулятору

Теперь, когда вы можете оценить упругое восстановление с некоторой приемлемой степенью точности, теперь вы можете его компенсировать. Чтобы определить угол, необходимый для компенсации упругого возврата, вы просто вычтите значение упругого возврата, если вы работаете с включенными углами изгиба, или добавьте это значение, если вы используете дополнительные углы изгиба. Калькулятор дуги окружности на сайте www.handymath.com работает с включенными углами изгиба (опять же, обозначенными как Subtended Angle of Arc).

Как только вы узнаете внутренний радиус, то есть фактический внутренний радиус, который появится в готовой детали, вы можете вставить это значение радиуса в свои формулы гибки (см. Боковую панель).

Заключение, на данный момент

Правильно спрогнозировав внутренний радиус, мы можем точно рассчитать вычеты изгиба. Из нескольких различных способов предсказания внутреннего радиуса ни один не идеален, но этот примерно так же хорош, как и получается.Тем не менее, у гибки слишком много переменных, чтобы добиться 100-процентной точности.

При формовании воздухом обязательно, чтобы инженер или программист проинформировал техника о наборах инструментов, для которых был разработан любой изгиб. Более того, технический специалист должен осознавать абсолютную важность использования этих инструментов для получения качественных деталей.

В следующем месяце мы расскажем, как рассчитать внутренний радиус изгиба, когда связь между внутренним радиусом и толщиной материала становится очень большой — изгиб с большим радиусом.Изгибы с большим радиусом имеют проблемы с углом матрицы, шириной матрицы, множественным поломкой и, конечно же, очень большим упругим возвратом.

В кроличью нору еще есть куда пойти, но это того стоит.

Обзор формул изгиба

Эти формулы для допуска на изгиб, внешнего отступа и вычета изгиба хорошо известны, и каждое значение можно использовать по-разному для расчета компоновки плоской заготовки детали.

Формулы BA = [(0,017453 × Rp) + (0.0078 × Mt)] × Допустимые степени изгиба OSSB = [Касательная (угол изгиба / 2)] × (Mt + Rp) BD = (OSSB × 2) — BA Ключ Rp = Радиус выступа пуансона (нижняя часть) или плавающий внутренний радиус (формовка воздухом) Mt = Толщина материала BA = Допуск на изгиб BD = Вычет изгиба OSSB = Внешний отступ 0,017453 = π / 180 0,0078 = коэффициент K × π / 180 коэффициент K = 0.446

Примечание. Формула OSSB может иметь включенный или дополнительный угол изгиба, в зависимости от того, как вы выполняете расчеты плоской заготовки. Подробнее об этом см. «Основы применения функций гибки» на сайте www.thefabricator.com.

.

Как рассчитать радиус воздушной формовки при разных углах изгиба

Рисунок 1
Если вы знаете угол изгиба и ширину матрицы, вы можете рассчитать внутренний радиус и длину дуги на определенной глубине проникновения (Dp), используя вашу графику калькулятор или онлайн-калькуляторы, такие как www.handymath. com. Результаты дают вам отправную точку для включения реальные переменные гибки, такие как тип материала, толщина, упругость и эффект параболы.

Q: Я действительно принял близко к сердцу теорию, лежащую в основе ваших статей, и приложил все усилия, чтобы применить ее в максимально возможной степени. Я всегда ищу способы улучшить свою способность более точно рассчитывать изгибы, и я использовал различные эмпирические правила, которые вы предоставили. Конечно, у многих из них есть диапазоны значений для использования. Есть ли способы более точного расчета изгибов для разных углов и радиусов?

A: В производственном цехе обычно используются практические правила, чтобы приблизить наши расчеты, хотя можно сделать свои расчеты еще ближе.Во-первых, убедитесь, что желаемый радиус не близок к радиусу острого изгиба. Это наименьший радиус, который можно согнуть в детали до того, как нос пуансона начнет складывать материал. Для холоднокатаной стали с давлением 60000 фунтов на квадратный дюйм это происходит, когда радиус составляет около 63 процентов толщины материала. Однако разные факторы влияют на разные материалы, толщину и радиус вершины пуансона. Подробнее об этом см. В разделах «Мягкое, но не резкое изгибание» и «Как воздушный изгиб получается резким» на сайте www.thefabricator.com.

Обзор правила 20 процентов

При формировании воздуха внутренний радиус формируется пропорционально ширине матрицы. Это верно для всех пневмоформ, независимо от стиля инструментов, которые вы используете. В этом суть правила 20 процентов. Обратите внимание, что правило 20 процентов на самом деле не предназначено для использования при выборе штампа, а вместо этого используется при вычислении вычетов изгиба. С другой стороны, хороший техник может обработать информацию в любом случае. Для получения дополнительной информации см. «6 шагов к успешному выбору штампа для листогибочного пресса», доступный на заводе-изготовителе.com.

Процентное соотношение в правиле 20 процентов основано на прочности материала на разрыв. «20 процентов» фактически исходит из процентного диапазона, используемого для нержавеющей стали. Для нашего основного материала, холоднокатаной стали с давлением 60000 фунтов на квадратный дюйм, радиус составляет 16 процентов от ширины матрицы. Итак, чтобы применить правило к другим материалам, мы вычисляем следующее:

Растяжение материала в фунтах на квадратный дюйм / 60 000 = коэффициент разницы при растяжении

Коэффициент разницы при растяжении × 0,16 = ширина матрицы в процентах

Ширина матрицы в процентах × ширина матрицы = внутренний радиус изгиба воздушной формы

Этот простой расчет хорошо работает в условиях магазина, но, конечно, существует множество других переменных, которые влияют на радиус, включая угол изгиба.

Больше углов

Чтобы рассчитать радиус, полученный при разных углах изгиба, сначала найдите радиус и длину дуги изгиба, а затем обработайте эти результаты, чтобы учесть предел прочности на растяжение и предел текучести. В этом месяце мы рассмотрим геометрию, лежащую в основе определения радиуса и длины дуги. В следующие месяцы мы будем использовать эти измерения и учитывать реальные условия изгиба.

При расчете радиуса и длины дуги графический калькулятор или веб-сайты, такие как www.Handy math.com может быть чрезвычайно полезным. На сайте handymath.com нажмите «Калькуляторы», а затем «Полный калькулятор дуги окружности». В этом калькуляторе используются общие математические термины, но они применимы к листогибочным прессам. «Высота дуги» на калькуляторе на веб-сайте равна глубине проникновения пуансона от точки защемления до нижней части удара (Dp). «Ширина дуги» — это ширина матрицы (Dw). Если вы знаете ширину матрицы и угол изгиба, этот онлайн-инструмент рассчитает длину дуги, глубину проникновения и внутренний радиус (см. , рис. 1, ).

Рисунок 2
При гибке листового металла на листогибочном прессе вы фактически образуют параболу, коническую форму, а не единый радиус. Это влияет на функции изгиба, а для больших радиусов изгибы, эффект параболы может быть драматичным.

Рассмотрим приложение, в котором материал толщиной 0,125 дюйма изгибается над профилем толщиной 0,984 дюйма. ширина матрицы. С помощью онлайн-калькулятора получаем длину дуги; чтобы найти внутренний радиус, мы умножаем длину дуги на толщину материала.(Подробнее о математике этих вычислений см. Math Behind the Arc Radius and Length sidebar.)

135 градусов: 1,25476 дюйма длина дуги × 0,125 дюйма = 0,156 дюйма внутренний радиус

120 градусов: 1,18985 дюйма длина дуги × 0,125 дюйма = 0,148 дюйма внутренний радиус

90 градусов: 1,09295 дюйма длина дуги × 0,125 дюйма = 0,136 дюйма внутренний радиус

60 градусов: 1,03044 дюйма длина дуги × 0,125 дюйма = 0,128 дюйма внутренний радиус

45 градусов: 1.0097-дюйм. длина дуги × 0,125 дюйма = 0,126 дюйма внутренний радиус

Обратите внимание, что включены все указанные углы.

Пружинность и эффект параболы

Конечно, это не учитывает еще одну часть головоломки — упругую отдачу или, более конкретно, множитель изгиба / изгиба. Угол, под которым вы изгибаете деталь, называется «углом изгиба», а «угол изгиба» — это угол, измеренный после сброса давления и возврата заготовки назад. Если угол уменьшается, уменьшается и радиус.Чтобы узнать об этом, см. «Как и почему пружинящий возврат и пружина вперед», доступный на thefabricator.com. Я также расскажу о множителе изгиба / изгиба более подробно в следующей колонке.

Чтобы быть точным, нам нужно учитывать, что на самом деле происходит во время полета. Когда вы начинаете проталкивать материал в матрицу, прерывать выход материала и входить в пластиковую зону, вы фактически не формируете только один радиус.

Чтобы объяснить это, давайте вернемся к самым основам.Радиус равен половине диаметра круга. Представьте себе круг, нарисованный таким образом, что его криволинейная поверхность соответствует форме изгиба. По мере того, как угол изгиба становится шире, круг должен увеличиваться, чтобы соответствовать форме изгиба; больший круг, конечно, имеет больший радиус. Именно так мы измеряем радиус внутреннего изгиба при прецизионном производстве листового металла. Чем меньше радиус, тем острее кривая изгиба; чем больше радиус, тем шире кривая.

Но это совсем не то, что происходит во время воздушной формы.Наложите круг и форму изгиба, и вы обнаружите, что в некоторых случаях они не совсем совпадают. Это потому, что форма изгиба — это не один радиус, а несколько.

Это восходит к природе гибки листового металла. Поскольку пуансон выталкивает материал в пространство матрицы, он не всегда образует простой радиус. Фактически он создает параболу конической формы (см. Рисунок 2 ). Поскольку вы на самом деле формируете параболу, радиус не остается постоянным в зависимости от угла изгиба.Эта парабола влияет на различные функции изгиба, и эффект на изгибы с большим радиусом велик. В ближайшие месяцы я расскажу об этом подробнее.

Теперь вы понимаете, почему мы используем общие правила, а не пытаемся вычислить, пока не посинеем. Нам приходится иметь дело со многими переменными. Тем не менее, мы можем подойти очень близко, если попытаемся. В следующем месяце — еще ближе!

Расчет радиуса и длины дуги

Математика радиуса и длины дуги

В основе изгиба лежит геометрия.Чтобы рассчитать длину дуги в изгибе, вы, вероятно, воспользуетесь сайтом, например www.handymath.com, или графическим калькулятором. Но если вы хотите узнать математику, стоящую за всем этим, обратитесь к уравнению в рамке на рисунке. A — глубина проникновения (Dp), B — половина ширины матрицы (Dw), а R — радиус. Изогнутая красная линия представляет изгиб. После вычисления радиуса вы можете найти длину дуги, хотя вам нужно будет преобразовать градусы включенного угла изгиба в радианы.

Обратите внимание, что это чистая геометрия, и полученный радиус не учитывает условия реального изгиба.Но он дает вам цифру, с которой вы можете работать с учетом таких переменных, как толщина материала, тип материала и упругость.

Рассмотрим следующее приложение, используя матрицу шириной 0,984 дюйма, изгибающую под углом 135 градусов. Проникновение от точки защемления до нижней части хода (Dp) составляет 0,328 дюйма.

Расчет радиуса

Внутренний радиус = [(Dw / 2) 2 + Dp2] / Dp × 2

Внутренний радиус = (0,4922 + 0.3282) / 0,328 × 2 = 0,532 дюйма

Расчет длины дуги

Преобразование градусов в радианы: угол в градусах × (3,1415 / 180)

Длина дуги = внутренний радиус × угол в радианах

преобразование радианов: 135 × (3,1415 / 180) = 2,35619449

Длина дуги = 0,532 × 2,356 19449

Длина дуги = 1,253495469

.