Слесарная операция: ГИБКА МЕТАЛЛА

ГИБКА

Гибка

• способ обработки металла давлением, при котором заготовке или ее части придается изогнутая форма.

Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инструменте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).

В зависимости от этих форм различают следующие виды гибки:

• одноугловую или V -образную (а);
• двуугловую или U- образную (б);
• многоугловую (в, г);
• криволинейную (д, е, з, ж).

ИНСТРУМЕНТЫ

• Гибка проволоки, листового металла, полос, прутков и др.
• Гибка тонколистового металла (жести) - киянки
• Гибка тонкой проволоки и узких полос тонколистового металла
• Гибка заготовок различной формы

Гибочные щипцы

• Изготовляют из инструментальной стали.
• Размер щипцов от 13 до 16 см.
• Щипцы имеют плоскую рабочую поверхность, часто с мелкой насечкой.
• Некоторые плоскогубцы имеют на рабочей поверхности накладки для исключения повреждений деталей.
• Щипцы имеют режущие кромки для перекусывания проволоки.
• Щипцы различаются по форме рабочих поверхностей губок:
• плоскогубцы,
• круглогубцы,
• шинные,
• плоскозаостренные,
• желобковые,
• «клювики »

Вспомогательные средства для гибки

• Оправки
• Ригели
• Ручные тиски
• Металлические и деревянные опорные плиты с формообразующим желобком.

Вспомогательные средства для гибки

• наковальня-шперак
• стальные правочные (рихтовальные) плиты-флакейзены
• волочильные доски
• специальные пуансоны

Сущность гибки

• На заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения.
• Если эти напряжения не превышают предела упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, является упругой и по снятии нагрузки заготовка принимает первоначальный вид (выпрямляется).

Сущность гибки

• изменение кривизны срединной поверхности заготовки 1 без существенного изменения ее линейных размеров. С помощью пуансона 3 и матрицы 4 гибкой изготавливают гнутые детали 2

Минимально допустимый радиус гибки зависит от:

• механических свойств материала изгибаемой детали;
• угла гибки, обусловливающего напряжение растяжение внешних волокон материала;
• направления линии гибки относительно направления волокон проката;
• наличия заусенцев на кромках изгибаемой заготовки и их расположения.

Минимально допустимый радиус гибки определяют по формуле

• где

• К - коэффициент, зависящий от механических свойств металла; s - толщина материала в мм.
• К - коэффициент, зависящий от механических свойств металла;
• s - толщина материала в мм.

• Рекомендуется применять оптимальные радиусы гибки:

• R ≤ S - для материалов толщиной S до 1, 5 мм; R ≥ 2S - для материалов толщиной свыше 1, 5 мм.
• R ≤ S - для материалов толщиной S до 1, 5 мм;
• R ≥ 2S - для материалов толщиной свыше 1, 5 мм.

Гибка должна происходить так, чтобы во внешних слоях заготовки не появлялись трещины, а во внутренних - грубые складки.

Причины, ограничивающие степень формоизменения заготовки

• разрушение (разрыв)
• потеря геометрии профиля в опасном сечении заготовки.
• растягивающие напряжения и деформации при достижении их значений, превышающих предельно допустимые.

Наклеп  

• изменение структуры и свойств металлического материала, вызванное пластической деформацией.
• Наклеп снижает пластичность и ударную вязкость, но увеличивает предел пропорциональность, предел текучести и твердость.
• Наклеп снижает сопротивление материала деформации противоположного знака.

Процесс гибки

• При гибке заготовка после снятия нагрузки должна сохранить новую форму, то есть деформация должна быть пластической, при этом внутренние слои заготовки сжимаются и укорачиваются, а наружные растягиваются и удлиняются, средний слой заготовок - нейтральная линия - не испытывает ни сжатия, ни растяжения; её длина до и после изгиба остается постоянной.
• При сгибании нужно внимательно выбирать усилия и радиусы загибов, чтобы пластическая деформация не перешла в деформацию разрыва.

Определение размеров и построение развертки детали

• Определение длины заготовки:
• длины прямых участков (полок),
• длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления
• При гибке деталей под прямым углом без закруглений с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину развертки заготовки детали.

Определение размеров заготовки при гибке

где

•   xS ─  расстояние нейтрального слоя от внутреннего радиуса, 
• x ─ коэффициент зависящий от отношения r/S

r/S

0,5

x

0,8

0,25

1,2

0,30

2,0

0,35

0,40

3,0

4,0

0,46

5,0

0,475

0,50

Определение размеров заготовки при одноугловой гибке с закруглением (по радиусу) 

Определение размеров заготовки при двухугловой гибке с закруглением (по радиусу) 

  Определение размеров заготовки при четырехугловой гибке

  Определение размеров заготовки при   полукруглой (U-образная) гибке

  Определение размеров заготовки при   торцовой гибке (закатке)

где k припуск на загиб

(обычно принимается равным 0,5-0,8 толщины материала )

При гибки деталей вручную и на оборудовании помни:

• Не следует выбирать радиус загиба меньше, чем толщина заготовки, так как на металле могут появится трещины или он сомнется на внутренней стороне загиба.
• Не стоит вручную гнуть заготовки из стального прутка диаметром больше 10 мм. Полосовую сталь для такой операции лучше выбрать толщиной до 7 мм, а стальные листы - до 5 мм.
• Листовой металл легче гнуть, если его предварительно подогреть.
• Если на внешнюю поверхность в зоне сгиба нужно нанести поперечные риски - лист согнется значительно легче.

Гибка из листового и полосового металла

а - чертеж для определения длины скобы, б, в - гибка одного и другого конца скобы, г - формирование скобы;

1 - заготовка, 2 - угольники-нагубники, 3, 5 - концы скобы, 4, 9 - угольники, 6, 8 - большой и малый бруски-оправки, 7 - лапки

Гибка двойного угольника  

• Разметка
• Вырубка;
• Правка и опиливание по ширине в заданный размер.
• Подготовленную заготовку зажимают в тисках 3 между угольниками- нагубниками 2 и загибают первую полку угольника
• Заменяют один нагубник бруском-подкладкой и загибают вторую полку угольника.
• По окончании гибки концы угольника опиливают Напильником в размер и снимают заусенцы с острых ребер.

Гибка хомутика

а - изгибание плоскогубцами на оправке,

б, в - формование;

1 - оправка, 2 - хомутик, 3 - плоскогубцы,

4 - нагубники, 5 - мягкая подкладка 

Заготовка хомутов с помощью сгибателей

сгибание конца хомута

разметка хомута на столе

сгибание одной стороны хомута

сгибание других сторон

Приспособление для гибки рамки ножовочного станка:

а, б - схемы применения приспособления; в - готовая рамка; 1 - рычаг; 2 - ролик; 3 -заготовка; 4 - оправка; А, Б - соответственно верхнее и нижнее положения рычага

Приспособление для гибки кольца

Гибка втулки

Виды загибов труб:

1 ─ утка

2 ─отвод

3 ─ скоба

4 ─ калач

Гибка трубы

Для предупреждения смятия, выпучивания и появления трещин при гибке трубу наполняют мелким сухим песком, просеянным через сито с ячейками около 2 мм

Гибка трубы в холодном состоянии:

а - на штырях, б - в неподвижной оправке

Промышленные приспособления для гибки металла

Трубогибы

: а - гидравлический; б - ручной

Листогибочные станки

• Вальцы  - листогибочный станок предназначенный для выполнения операций гибки металлических листов с целью получения круглых и конических деталей.

Сегментные ручные кромкогибы

• предназначены:
• для сгибания листового металла под заданным углом.
•   l ля изготовления форм, "закрытых" с четырех сторон - коробок, корпусов, ящиков, поддонов, фасадных кассет и т.п.

Кромкогиб сегментный Корвет-504 

Комбинированные листогибочные станки

• Обьединяют в себе функции сразу нескольких станков для работы с листовыми заготовками из металла.
• Могут выполнять функции вальцев, кромкогибов а также гильотинных ножниц

Роликовые гибочные станки

Трехроликовый станок для гибки профильного проката

• 1, 5 ─ нижний ролик, 2 ─ прижим, 3 ─ рукоятка, 4 ─ верхний ролик  

Четырехроликовый станок

• 1 ─ станина
• 2, 9 ─ рукоятки
• 3, 5 ─ ведущие ролики
• 4, 8 ─ нажимные ролики
• 7 ─ заготовка

Листогибочные прессы

• применяют для выполнения самых разных работ - от гибки кромок до гибки профилей в одной или нескольких плоскостях под разными углами.
• 2 ─ пуансон
• 3 ─ матрица
• 4 ─ подкладка
• 5 ─ плита

Основные методы гибки

«Свободная гибка»

«Калибровка»

«Воздушная гибка» или «свободная гибка»

• Между листом стенками V-образной матрицы и заготовкой остается воздушный зазор.
• Угол гибки определяется положением оси Y, а не геометрией гибочного инструмента.
• Точность настройки оси Y на современных прессах - 0,01 мм.

Преимущества свободной гибки

• Можно получить любой угол гибки без смены гибочных инструментов.
• Меньшие затраты на инструмент.
• Требуется меньшее усилие гибки.

Недостатки свободной гибки

• Менее точные углы гибки для тонкого материала.
• Различия в качестве материала влияют на точность повторения.
• Не применима для специфических гибочных операций

Инструменты для свободной гибки

• 1 ─ пуансоны:. a. прямые; b. изогнутые пуансоны; c. пуансоны с большими радиусами (сменными)
• 2 ─ матрицы:.a. многоручьевые матрицы; b. одноручьевые матрицы; c. одноручьевые матрицы с пазом; 2.d. смешанные типы матриц

Калибровка  

• Точный метод.
• Материал зажат полностью между пуансоном и стенками V-образной матрицы.

Матрицы из полиуретана

Преимущества калибровки

• точность углов гиба;
• маленький внутренний радиус;
• большой внешний радиус;
• Z-образные профили;
• глубокие U-образные каналы;
• возможно выполнение всех специальных форм.

Недостатки калибровки

• Большие усилия.
• нет гибкости: специальный инструмент для каждой формы;
• частая смена инструмента (кроме больших серий).

Пуансоны для гибки и изготовления целых частей

Зиговочный станок (зиговочная машина)

• оборудование для обработки кромок деталей из листового металла для последующей из сборки

Зиговочный станок

Безопасность при гибке

• заготовку закреплять в тисках или других приспособлениях прочно;
• работать только на исправном оборудовании;
• перед началом работы на гибочных станках ознакомиться с инструкцией;
• работу выполнять осторожно, чтобы не повредить пальцы рук;
• работать в рукавицах и застегнутых халатах.
•