Гибка листового металла 16

Что такое гибка листового металла?

Гибка с ЧПУ (в сочетании с лазерной резкой) является одним из наиболее недооцененных процессов для производства листового металла как в малых, так и в средних объемах, особенно там, где объемы (от нескольких сотен до нескольких тысяч штук на партию) не оправдывают создание дорогостоящих, сложных для обслуживания штамповочных инструментов или там, где скорость производства имеет первостепенное значение. Автоматизация процесса гибки металла дает производителю неоспоримые преимущества: возможность изготовления деталей различной геометрии без использования инструментов, быстрое выполнение заказов, высокий уровень повторяемости.

Гибка листового металла
 

Важно понимать возможности гибки листового металла еще на этапе проектирования, поскольку это инструмент, который дает инженерам огромные возможности для создания самых разнообразных форм и во многих случаях позволяет создавать деталь из одной заготовки, без использования сварки, что снижает общие затраты и обеспечивает повышенную прочность, упрощенную сборку и практически полное отсутствие инструментов.

 

 

 

Виды гибки листового металла

Существует несколько способов формирования детали. Некоторые из них используются реже, чем другие, но обеспечивают изгиб, которого нельзя достичь с помощью конкурирующих процессов.

Листогибочный пресс

Листогибочный пресс — это инструмент, который уже много лет используется в традиционных производственных цехах по всему миру. Листовой металл изгибается, когда пресс продавливает его между двумя инструментами: верхним инструментом (известным как пуансон) и нижним инструментом (известным как V-образный штамп). Листогибочный пресс управляет движением пуансона или матрицы и обеспечивает усилие прессования с помощью гидроцилиндров или электрических серводвигателей. Угол изгиба преимущественно определяется глубиной проникновения пуансона в V-образный штамп.

Листогибочный пресс можно использовать для очень широкого спектра листовых и плитных материалов. От листа 0,5 мм до листа 20 мм и выше. Это связано с гибкостью оснастки и высокой мощностью гидравлического оборудования. Листогибочные прессы определяются двумя общими параметрами: тоннами и шириной. Мощность или «тоннаж» тормозного пресса относится к максимальному усилию, которое он может оказать.  Толщина материала, тип и радиус изгиба определяют необходимое усилие в тоннах. Ширина относится к максимальной длине изгиба, которую может достичь пресс. Например, типичный листогибочный пресс может иметь характеристику 100т x 3 м.

 

Гибка листового металла

Операцию листогибочного пресса можно разделить на два метода работы:

  • Воздушный изгиб (трехточечный изгиб):   только два верхних угла V-образного штампа касаются материала, а внутренний радиус изгиба определяется шириной отверстия V-образного штампа, а не радиусом наконечника пуансона.
  • Чеканка или изгиб дна:   материал соприкасается со всей внутренней поверхностью V-образного штампа, а кончик пуансона образует внутренний радиус изгиба. Требует гораздо большей силы по сравнению с изгибом на воздухе.

Возможности листогибочного пресса

Максимальное усилие, обеспечиваемое листогибочным прессом, определяет максимальную длину изгиба для сочетания толщины листового металла, радиуса изгиба и угла изгиба. Усилие, необходимое для гибки листового металла, увеличивается с увеличением длины изгиба, внешнего угла изгиба и толщины листового металла и уменьшается с увеличением радиуса изгиба. Листогибочные прессы ACCURL имеют различные характеристики, максимальную длину изгиба 4 метра и максимальное усилие 250 тонн. 

Роллинг

Когда требуется цилиндр или криволинейная деталь, листовой металл или плита могут быть прокатаны до определенной кривизны. Это достигается с помощью машины под названием Roller. Они варьируются в размерах от примерно 3 футов / 1 метр в ширину до более 5 метров. Толщина материала может варьироваться от 1 мм до 50 мм. Принцип работы станка прост: лист металла прокатывают с помощью роликов, а вал задает разные углы и ребра жесткости. При этом скорость работы станка можно регулировать, и такая обработка листового металла не требует специальной подготовки от мастера.

Гибка листового металла

Наиболее распространенные прокатные роллерные станки имеют 3 вала, расположенных, как показано на фото. Средний или верхний вал перемещается ближе к нижним валкам (в некоторых случаях наоборот), затем материал перемещается через валки по мере их вращения. Эта деформация материала заставляет его сохранять эту форму.

Как и во всех процессах гибки, наблюдается некоторая пружинистость, и деталь, как правило, прокатывается до чуть меньшего радиуса, чем требуется.

После завершения процесса прокатки нижний ролик можно отрегулировать вниз, чтобы высвободить его, при этом большинство прокатных машин также имеют возможность открыть верхнюю концевую вилку, как показано ниже, для удаления детали. Недостатком может быть то, что перед прокаткой требуется операция предварительного изгиба, чтобы гарантировать, что каждый конец сформированного цилиндра соединяется после прокатки.

Станок-роллер часто используется вместе с другими инструментами для металлшейпинга, например, с рихтовочным молотком. Применение такой техники для обработки металла улучшает характеристики изделия, придает им заводской вид.

Для чего используется гибка листового металла?

К листовому металлу обычно относится материал толщиной менее 3 мм, но лазерная резка и гибка используются и для материалов, превышающих это значение. Широкий диапазона материалов, толщины и сложности производимых деталей, делает процесс гибки идеальным для использования в любой отрасли промышленности.

Гибка листового металла часто сочетается с механическими креплениями, такими как болты, или более постоянными креплениями, такими как заклепки или сварка. Это дает еще большую гибкость, так как детали разной толщины могут быть прикреплены друг к другу в зависимости от конкретного использования каждой из них. Существует множество других операций, таких как нарезание резьбы, снятие фаски, зенкерование, растачивание и т. д., которые могут еще больше повысить гибкость и универсальность компонентов из листового металла. 

Во многих случаях, а также с появлением современных станков для резки и гибки с ЧПУ детали можно изготавливать из одного компонента, тогда как ранее требовалась сварка или другие методы соединения.

Преимущества

Скорость производства — после проектирования и программирования из-за отсутствия инструментов и возможного высокого уровня автоматизации (многие цеха могут работать круглосуточно и без выходных с несколькими сотрудниками, контролирующими производство), детали из листового металла могут быть изготовлены очень быстро, что позволяет вывести производство на новый уровень за относительно короткое время.

Точность — при правильном проектировании детали из листового металла могут быть чрезвычайно точными, а отверстия, вырезанные лазером, находятся в пределах ± 0,1 мм. Здесь наблюдается высокий уровень повторяемости, поскольку запрограммированные лазерные резаки и гибочные станки с ЧПУ с соответствующим программным обеспечением и оборудованием производят с низким уровнем изменчивости.

Меньше постобработки — сварка часто требует нескольких процессов для завершения детали; часто высокая температура может деформировать материал и требует правки, а сварочные брызги необходимо удалять с помощью длительной и трудоемкой шлифовки и полировки. Ни одна из этих проблем не возникает при изгибе – деталь готова к работе сразу после производства.

Меньший вес — из-за сложности доступных изгибов жесткость и прочность могут быть достигнуты при использовании относительно небольшого количества материала, что также снижает вес детали. Это выгодно на каждом этапе цепочки поставок, включая транспорт.

Низкая стоимость и практически полное отсутствие инструментов — благодаря достижениям в области технологий резка и гибка с ЧПУ сокращают ручной труд, необходимый для производства деталей, процесс гибки листового металла выиграл от этой технологии больше, чем большинство других. Кроме того, он производиться менее квалифицированными рабочими за меньшее время, что приводит к снижению конечной стоимости.

Процессы лазерной резки и гибки листового металла часто устраняют необходимость в специализированных инструментах, поскольку большинство производителей имеют ряд обычных инструментов, которые могут выполнять большинство стандартных гибок. Это означает отсутствие вложений в оснастку и значительно более короткое время выполнения заказа, поскольку нет необходимости ждать, пока будет изготовлена, испытана или отрегулирована сложная оснастка.

Сокращение количества деталей — изготовление компонента из одного куска материала вместо нескольких деталей с соединениями сокращает время, потенциальные ошибки, точки отказа и сложность закупок.

Недостатки

Ограничения по толщине — чем толще материал, тем выше радиус изгиба, что является эмпирическим правилом при гибке листового металла, поэтому узкие изгибы обычно выполняются на более тонком листовом металле, что ограничивает некоторые сложные детали относительно легкими материалами, подходящими для приложений с низкой нагрузкой или без нагрузки. Сгибание чрезмерно толстого материала также может привести к тому, что материал «выпирает» наружу изгиба стойки.

Необходимость постоянной толщины. Поскольку детали изготавливаются из одного куска материала, толщина отдельных фланцев не может быть изменена, а это означает, что вся деталь должна иметь одинаковую толщину.

Стоимость производства — гибка листового металла наиболее конкурентоспособна при малых и средних объемах, от 100 до 10 тысяч деталей. Когда объемы увеличиваются еще больше, хотя это может зависеть от геометрии детали и потребностей, штамповка обычно считается более конкурентоспособной по стоимости, поскольку гибка с ЧПУ требует, чтобы компоненты обрабатывались по одному изгибу за раз, в то время как прогрессивная штамповка может иметь более высокую производительность и автоматизация.

________________________

Гибка листового металла имеет явные преимущества по сравнению с альтернативными процессами, включая более высокую производительность, более низкую стоимость и высокую гибкость конструкции. Это также устраняет многие трудности, связанные с методами сборки, такими как сварка или клепка. При тщательном рассмотрении в процессе проектирования и с помощью современных технологий детали из листового металла можно сделать прочнее, легче и быстрее, чем при традиционном изготовлении.