3.1.5. Гибка

3.1.5. Гибка

Процесс гибки заключается в пластическом изгибе заготовки, при котором внутренние слои металла сокращаются, а наружные растягиваются. Гибку следует выполнять при деформациях, исключающих образование трещин. Поэтому в зависимости от свойств материала, толщины, размеров и формы заготовки для каждого способа гибки и вида оборудования устанавливают предельно допустимые минимальные радиусы. Допускаемые минимальные радиусы гибки основных видов проката из сталей с нормативным пределом текучести до 275 МПа приведены в табл.3.5. При гибке деталей из сталей с нормативным пределом текучести более 275 МПа значения допустимых минимальных радиусов гибки увеличивают на коэффициент, равный , где s_н – нормативный предел текучести стали, МПа.

Если требуется большая кривизна деталей (малый радиус), гибку проводят в горячем состоянии.

Температура нагрева должна составлять:

· для стали с нормативным пределом текучести до 350 МПа включительно следует нагревать до температуры 900…1000 °С;

· для стали, поставляемые в нормализованном состоянии, следует нагревать до температуры 900…950 °С;

· при гибке и правке стали всех классов прочности с местным нагревом операции связанные с пластическим деформированием металла должны заканчиваться при температуре не ниже 700 °С.

Таблица 3.5

Профиль	Эскиз	Положение нейтральной оси	Допускаемый минимальный радиус гибки
Листовая универсальная и полосовая сталь		х – х y – y	25 h 25 b
Угловая сталь		х – х y – y	45 b₁ 45 b₂
Двутавровые балки		x – x y – y	25 h 25 b
Швеллеры		х – х y – y	25 h* 45 b
Гнуто-сварные прямоугольные профили		х – х y – y	З0 b₁ 30 b₂
Трубы, круг		х – х y – y	30 d

* При гибке спаренных швеллеров

Ограничения минимального радиуса гибки профильного проката, приведенные в табл.3.5, обусловлены тем, что при гибке по малому радиусу могут появляться гофры в результате потери устойчивости стенок и искажение профиля поперечного сечения.

В тех случаях, когда при гибке заготовок пластическая деформация протекает на локальных участках (гибка в угол), например, при гибке на кромкогибочных и листогибочных машинах, допускается значительно большая кривизна гиба. Для сталей с нормативным пределом текучести до 350 МПа минимальный внутренний радиус должен быть не менее 1,2 толщины для конструкций III и IV групп и не менее 2,5 толщины для конструкций I и II групп (СНиП II-23-81*). Применять гибку в угол для деталей из сталей с нормативным пределом текучести более 350 МПа не разрешается.

При гибке в угол кромки деталей из сталей с нормативным пределом текучести более 275 МПа, образованные механической резкой и расположенные перпендикулярно линии гиба, должны быть обработаны в зоне линии гиба абразивным кругом для удаления возможных трещин и надрывов на кромке. По принципу действия, оборудование для гибки делится на две группы: ротационные машины и прессы.

К ротационным машинам относятся листогибочные трех- и четырехвалковые машины, листогибочные машины с поворотной гибочной балкой, профилегибочные валковые станы, зигмашины, сортогибочные роликовые машины, трубогибочные машины, трубо- и профилегибочные станы с индуктивным нагревом (рис.3.11).

Рис.3.11. Схемы и внешний вид установок для гибки: а – гибка листового проката в валковых машинах; б – гибка под прессом; в – профилегибочная установка с индукционным нагревом; г – гибка углового проката; д – гибка труб

Профильный прокат гнут на сортогибочных роликовых машинах, а замкнутые профили – на специальных станках с индукционным подогревом (рис.3.11,в).

Листогибочные трех- и четырехвалковые машины предназначены для гибки цилиндрических и конических обечаек из листового металла в холодном и горячем состоянии. Машины делятся на трехвалковые симметричные, трехвалковые и четырехвалковые асимметричные.

Листогибочные машины с поворотной гибочной балкой предназначены для гибки профилей из листового и полосового материала в холодном состоянии. Схема гибки в листогибочных машинах показана на рис.3.12.

Рис.3.12. Схема вальцовки обечаек и внешний вид трехвалковых вальцов: а – цилиндрическая обечайка с недовальцованными участками; б – схема гибки на трехвалковых машинах; в – схема гибки на четырехвалковых машинах; г- схема гибки с предварительно подогнутыми кромками

При гибке на трехвалковых симметричных машинах концы заготовок получаются плоскими. Длина плоского участка равна половине расстояния между плоскими валками. Поэтому концы заготовок предварительно подгибают на прессе или в листогибочной машине.

В асимметричных трехвалковых машинах передний боковой валок смещен к середине и может регулироваться, чтобы поджать лист к верхнему валку. Один конец заготовки сгибается почти полностью, а для получения обечайки с двумя согнутыми концами, её заводят в валки машины дважды.

В четырехвалковых машинах при гибке заготовка зажимается между верхним и средним валками, далее на заготовку нажимает правый боковой валок, и происходит загибание концевого участка. Затем правый боковой валок опускается, включается привод вращения верхнего валка и осуществляется гибка. Длина недовальцованного участка "а" при гибке на четырехвалковых и трехвалковых со смещаемым верхним валком вальцах обычно не превышает (2…4) s.

На трехвалковых вальцах можно изгибать как цилиндрические, так и конические обечайки. Изготовление листовых элементов с поверхностью двоякой кривизны получают на специальных вальцах с валками переменного диаметра или штамповкой. На листогибочных вальцах такие детали могут быть получены, если верхнему валку придать бочкообразную форму, а двум нижним – седлообразную. Обычно это достигается путем установки сменных втулок соответствующей формы (рис.3.13). Иногда на нижние валки устанавливают седлообразную постель 3.

Рис.3.13. Схема гибки листа по сферической поверхности: 1 – исходная заготовка; 2 – бочкообразная насадка; 3 – постель

Для изготовления различных профилей из листового и полосового материала в холодном состоянии используют листогибочные прессы. Основным способом гибки является свободная гибка. Заготовка изгибается под действием пуансона, закрепляемого в ползуне пресса. Угол загиба определяется шириной матрицы и глубиной опускания пуансона. Матрица имеет несколько пазов разной ширины. В зависимости от требуемой ширины паза матрицы, лист перед гибкой устанавливается необходимой стороной на столе пресса. При изготовлении сложных профилей гибка производится в несколько операций. Схемы гибки в листогибочных машинах показана на рис.3.14.

Рис. 3.14. Схемы гибки в листогибочных машинах с поворотной гибочной балкой: а – схема машины; б – схема гибки различных деталей: 1 – стол; 2 – прижимная траверса; 3 – поворотная балка; 4 – шаблон; 5 – стойка; 6 – заготовка

Способ гибки сортового проката в роликах аналогичен гибке в валках листовых заготовок. Гибка происходит между тремя смежными роликами. Особенностью гибки заготовок сложного профиля в роликах, является искажение элементов профиля – схождение и расхождение полок уголка и швеллера, овальность сечения трубы, скручивание несимметричной заготовки по спирали, а также образование складок на элементах профильного проката. Эти искажения являются следствием неравномерности напряжений в отдельных элементах сечения изгибаемых заготовок.

Для предотвращения искажения профильного проката используют гибочные ролики специальной конструкции, а также направляющие и поддерживающие элементы в виде ложементов, вставок или роликов.

Профиль роликов должен соответствовать профилю изгибаемой заготовки в зависимости от направления ее элементов – внутрь или наружу.

Далее: 3.1.6. Очистка и подготовка поверхности