Гибка металла: основные способы и возможности

Металлические конструктивные элементы используются практически повсеместно, при чем это не обязательно готовые изделия, которые произведены на заводах. Зачастую требуются фасонные элементы из металлопрофиля или труб. Для того, чтобы изменить геометрию проката используют специальные станки и приспособления, которые осуществляют гибку металла.

В данной статье мы подробно разберемся в том, что такое гибка металла, для чего используется это мероприятие, как выполняется и какими нюансами характеризуется.

Что это такое – сгибание металла

Гибкой металла принято считать изменение геометрической конфигурации металлического проката. Для осуществления этого мероприятия используются разнообразные станки и приспособления.

Допустим нам необходимо провести водопроводную трубу с изгибом по фасаду здания за угол. Если мы имеем дело с металлическим трубопроводом, то для его деформации с сохранением постоянного сечения используется гибка листа или фасона.

Важно! Не все виды металлопроката позволяют сгибание без разрушающих деформаций. Допустим, двутавровые балки можно гнуть только в горизонтальной проекции, сгибу по вертикали препятствуют реборды, которые одновременно являются ребрами жесткости. Кроме того, круглый или квадратный профиль можно согнуть только до 30-40^о, сгиб под 90^о «закроет» пропускное сечение.

В настоящее время данный вид обработки металла весьма востребован, для того чтобы ознакомиться с результатами и посмотреть конкретные примеры, предлагаем вам набрать в любом поисковике – «гибка металла воробьи».

Область применения метода

Гибка листового металла применяется практически повсеместно. Но область применения можно условно разделить на две категории:

• Для работы с готовыми изделиями, например с трубами различного диаметра, прокатом, фасонными изделиями.
• Для изготовления конкретных изделий, например трубопроводов большого сечения из листовой стали.

Также гибка труб применяется для изготовления различных деталей, небольших элементов конструкций – крепежных планок, уголков, цанг, клипс и т.п.

Преимущества и недостатки

Данный способ обработки и изменения геометрической конфигурации металла дает следующие преимущества:

• Возможность изготовления миниатюрных и крупных элементов конструкции.
• Изменения минимально снижают прочность металла.
• Легкое производство работ.
• Быстрая скорость изготовления сгибов.
• Возможность автоматизации процесса.

К недостаткам можно отнести только нюансы, которые связаны с оборудование для гибки:

• От владельца потребуются некоторые навыки металлообработки.
• Поломка потребует ремонта или замены составных элементов, кроме того, периодически требуется менять рабочие механизмы.

Важно! Автоматические станки для изменения геометрии металлического проката оснащаются механическими и автоматическими приводами, но есть и ручные элементарные модели. Их конструкция предусматривает захваты для труб, сгиб которых производится вручную. Такие станки используют для труб небольшого диаметра. Гибка прутка выполняется на аналогичных устройствах.

Распространенные виды гибки металла

Процесс обработки металла весьма распространен, при этом параметры поверхности сохраняются, изменяется только геометрическая конфигурация. Данный вид воздействия имеет характерные нюансы и применение специализированного металла для листового металла, труб и металлопроката. Подробно рассмотрим каждый вид.

Листовой металл

Из листового металла, как правило, изготавливают трубопрокат. Для этого необходимо задать листу круглое (овальное) сечение, соединив два края сгибанием. Как это делается? Лист пропускают через специальный станок, который состоит из:

• Электропривода.
• Двух вальцов, которые расположены один над одним, при этом верхний валец сдвинут вперед относительно нижнего на 2-3 см.
• Экрана-отражателя.

Гибка металлического прутка также может быть выполнена на подобной установке с узким желобом подачи к вальцам и экрану. Лист подается в вальцы, захватывается ими и подается вперед. Из-за того, что верхний валец сдвинут относительно нижнего, лист начинает гнуться вертикально вверх и упирается в экран-отражатель.  В итоге лист начинает скругляться. Меняя расположение верхнего вала, можно уменьшать или увеличивать диаметр сгиба.

Листовой металл также можно гнуть в квадратное сечение. Для этого используется станок с другим устройством и принципом работы. Он представляет из себя гидравлический пресс с захватом, в который помещается лист, после к нему подается гидравлический толкатель, который позволяет выполнить сгиб под 90^о и более, в зависимости от необходимых параметров.

После сгиба можно получить П-образную, Г-образную конструкции или замкнутые со сварным швом.

Важно! Такие станки используются только в промышленных цехах, где налажена поточная обработка.

Металлические трубы

Станок для сгибания профилированных металлических труб также называют трубогибом. Конструкция станка подразумевает гидравлический, механический и ручной способ воздействия.

Возможна работа с трубами различного типоразмера, но материал должен быть гибким и пластичным. Чугун и прочие металлы для литья нельзя согнуть из-за их хрупкости.

Гидравлический привод. Работа механических элементов, которые сгибают трубу, производится под давлением гидравлического масла, нагнетаемого плунжерным насосом. Такие установки позволяют сгибать трубы до 120-140 мм. с толщиной стенки от 5 до 7 мм.

Плунжерный насос нагнетает масло по магистралям высокого давления, которое приводит в движение мощные толкатели, которые называют – «пуансонами». Они воздействуют на металлическую трубу, зажатую в кулачках, и сгибают ее.

Механический привод осуществляется с помощью толкателей, которые приводятся в действие механическим воздействием электродвигателя. Сложная система передающих рычагов преобразует вращательное движение вала электродвигателя в поступательное движение толкателей, в итоге труба сгибается.

Ручной привод. Гибка труб «ручным способом» применяется для изделий с диаметром сечение не более ¾ дюйма. Труба подается в станок, который состоит из стола и двух жестких стержней, закрепленных в столе вертикально.

Трубка помещается между двух стержней и сгибается, ограничиваясь стержнями, но при этом оставляя один конец трубки незакрепленным для сгибания. Контроль угла сгиба осуществляется на глаз или использованием измерительных приборов.

Важно! Механические и гидравлические станки выполняют заданный диапазон угла, которые программируется с помощью ЧПУ или контролируется измерительными приборами.

Металлопрокат

Сгибание металлических конструкций и материалов – сложный технологический процесс, который может выполняться поточно на фабриках и заводах по изготовлению фасонных деталей разного назначения. Но также процесс может выполняться по необходимости частными владельцами в собственных гаражах.

Опишем типовой процесс сгибания ¾-ой трубы вручную и с использованием небольшого гидравлического трубогиба.

Вручную. Труба вымеряется и помещается между двух жестких стержней, которые запрессованы в прочную поверхность стола. Такой станок легко изготовить самостоятельно. Труба или пруток сгибаются вручную. Для того чтобы усилить ручной сгиб металла, на поверхность трубы в качестве рукоятки может быть одета трубка большего диаметра.

Гидравликой. Такие устройства также можно собрать самостоятельно из миниатюрного гидроцилиндра, который приобретается в специализированных магазинах. Гидроцилиндр подключается к плунжерному насосу, который способен нагнетать давление до 15-25 Атм. При работе используется гидравлическое масло марки МГ-15 или ВМГЗ. Гибка нержавейки листовой также выполняется при помощи гидравлических прессов.

Цилиндр закрепляется на столе, таким образом чтобы толкатель мог воздействовать на зафиксированную трубу.

Оборудование для гибки металла

Оборудование делится на большие станки и установки с ручным приводом, их называют металлогибочными станками или трубогибами, в зависимости от назначения. Гибка толстого листа может быть выполнена только сильным воздействием механических (гидравлических) цилиндров.

Существует огромная номенклатура производителей и марок. Но к каждому станку предъявляются следующие требования, без соблюдения которых работа не может быть выполнена:

• Конструкция гидравлического станка неустойчива.
• Имеются пропуски гидравлического масла.
• Плунжерный насос не развивает постепенный рост давления, а работает рывками.
• Металлический прокат подается к вальцам или толкателям неравномерно.

При ручном сгибании все элементы конструкции должны быть жестко соединены. Не допускается отклонение вертикальных стержней.

Уникальность станков для сгибания металлических конструкций и материалов заключается в том, что они могут быть переоборудованы в гильотины для резки металла (раскрой и гибка листового металла). Это актуально для станков с гидравлическим приводом.

Технология процесса гибки металла

Изменение геометрической конфигурации достигается за счет деформации внешней поверхности, которая вызывает пластичное растяжение материала. Если замерить место сгиба микрометром, то он покажет сужения по отношению к основной конструкции. Поэтому для изделий, которые получаются методом сгиба существует ряд ограничений по использованию:

• Согнутые трубы не используются в системах с циркуляцией жидкостей и газов с высоким давлением – от 50 Атм.
• Конструкции, произведенные на загибных станках, нельзя использовать в конструкции сосудов, работающих под давлением.
• Запрещается помещение изделий в коррозионную или высокотемпературную среду.

Кроме того, предъявляется технологический ряд требований к самому материалу:

• Он должен позволять пластичные деформации.
• Иметь высокий предел к разрушению на сгибах.

Лучше всего выполняется гибка стали и всех металлов, которые можно обрабатывать электросваркой.

Мы самым подробным образом разобрались в том, что такое гибка тонколистового металла и прочих номенклатурных типоразмеров, и конструкций с помощью специальных станков и устройств с ручным приводом. Используя данную статью, можно самостоятельно и безопасно проводить весь комплекс работ.