ПРОФИЛИРОВАНИЕ

ГИБКА

Л.9

ГИБКА И ПРОФИЛИРОВАНИЕ Материалов

План:

1. Гибка

2. Профилирование

Гибкой называется процесс изменения формы заготовки под действием усилий, приложенных в одной или нескольких плоскостях, расположенных под заданным углом друг к другу.

При гибке внешние слои растягиваются, а внутренние – сжимаются. Линия, по которой материал не сжимается и не растягивается, называется нейтральной.

Гибку выполняют как в холодном, так и в горячем состоянии с помощью пуансонов, плит или валков, имеющих скругленные поверхности с радиусами, в несколько раз превышающими толщину заготовки. Гибка в холодном состоянии допускается при напряжениях, не вызывающих разрушение материала.

При чрезмерном удлинении внешних волокон возможно образование трещин. С уменьшением радиуса гибки возможность возникновения трещин увеличивается. Минимальный радиус гибки зависит от материала заготовки, толщины ее и угла гибки. В общем случае минимальный радиус гибки R_{Г min} определяется из условий, при которых наибольшая деформация растянутого волокна вызывает напряжения, не превышающие 0,8 s_в (s_в – предел прочности при растяжении). Величина минимального радиуса гибки может быть ориентировочно определена из табл. 2.2.

Таблица 2.2 – Минимальный радиус гибки

Материал	Радиус гибки в долях толщины материала
нагартованный	отожженный
Сталь 10; Ст 2 Стали 15, 20, Ст 3 Стали 25, 30, Ст 4 Медь Латунь Алюминий Нержавеющая сталь Двухдюймовая сталь (гибка кислотостойким слоем наружу) Двухдюймовая сталь (гибка кислотостойким слоем внутрь)	0,4 – 0,8 0,5 – 1,0 0,6 – 1,2 1,0 – 2,0 0,4 – 0,8 0,3 – 0,8 1 – 2 1,24 3,0	0,4 0,1 – 0,5 0,2 – 0,6 0,2 – 0,4 0,3 – 0,45 0,3 –0,45 – 2,5 (гибка в горячем состоянии) 1,5 (гибка в горячем состоянии)

 

Если угол гибки меньше 90°, при определении минимального радиуса гибки следует произвести корректировку умножением на коэффициент К_Г. Численное значение К_г должно быть равными при следующих условиях:

90° > угла гибки > 60° К_Г = 1,1 – 1,3

60° > угла гибки > 45° К_Г = 1,3 – 1,5

угол гибки < 45° К_Г = 1,5 и более.

При наличии на внешней поверхности заусениц К_Г = 2,2 – 3,0.

Так как при гибке в холодном состоянии в материале возникают пластические и упругие деформации, радиус гибки детали после проведения операции всегда оказывается больше радиуса инструмента. Разность между величиной угла детали после гибки и углом инструмента называют углом пружинения φ(см. рис. 2.15).

Величина угла пружинения зависит от свойств материала, от отношения величины внутреннего радиуса изгиба к толщине материала, от величины угла гибки, а также от условий проведения гибки .

 

 

Различают свободную гибку и гибку с калибровкой. Для расчета угла пружинения при свободной гибке рекомендуется пользоваться формулами:

а) для одноугловой гибки

б) для двухугловой гибки ,

где j – угол пружинения;

К – коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя в зависимости от ; К = (1 – х), значение х берем из табл. 2.3; l – расстояние между опорными точками инструмента, мм; s_Т – предел текучести, кг/мм²; Е – модуль упругости, кг/мм².

Таблица 2.3 – Значение коэффициента х в зависимости от отношения

	5,0	3,0	2,0	1,2	0,8	0,5
х	0,48	0,45	0,4	0,35	0,3	0,25

 

В тех случаях, когда необходимо получить радиус гибки меньше минимального, а также для снижения расходуемой мощности гибочного оборудования применяют гибку в горячем состоянии.

Усилие гибки в кг, определяется по эмпирическим формулам:

а) при одноугловой гибке ;

б) при гибке скобы ,

где l – ширина изгибаемого изделия.

 

1.1 Гибка труб

Соединение аппаратов между собой в технологических линиях осуществляется с помощью труб самых различных диаметров.

В процессе гибки труб на внутренней стороне трубы под влиянием сил сжатия могут возникнуть складки. Внешняя сторона, наоборот, растягивается, что приводит к утончению стенки. Гибочные деформации, действующие в направлении, перпендикулярном к линии изгиба, приводят к овализации сечения и появлению гофр или складок (см. рис. 2.16).

Рисунок 2.16– Дефекты, образующиеся при гибке тонкостенных труб

Величина указанных деформаций резко возрастает с уменьшением толщины стенки, поэтому наибольшую трудность представляет гибка тонкостенных труб. Тонкостенными обычно называют трубы, у которых толщина стенки d меньше 0,06 наружного диаметра трубы.

Гибка труб производится как в холодном, так и в горячем состоянии. Для предотвращения образования дефектов применяются различные способы, позволяющие поддерживать стенки трубы с внутренней стороны во время гибки. Наиболее распространенным способом является наполнение внутренней плоскости труб сыпучими или легкоплавкими материалами: песком, канифолью, свинцом и т.п., которые затем утрамбовываются. С торцовых сторон трубы плотно закрываются деревянными или металлическими пробками. Кроме того, при гибке труб на трубогибочных станках применяются специальные дорны (см. рис. 2.17). Дорн перед гибкой вводится внутрь трубы и поддерживает стенки при изгибе. Существуют дорны различных конструкций. Наибольшее распространение получили дорны ложкообразные и шаровые, с кольцевыми элементами, с полусферическими элементами и др.

Напряжение, возникающее в сечениях труб, зависит от физико-механических свойств материала и от величины отношения толщины стенки к диаметру трубы. Для стальных труб при холодной гибке минимальный радиус гибки должен быть не менее 20 толщин стенки. Минимальный радиус гибки может быть уменьшен при нагреве заготовок. Нагрев производят открытым пламенем (газовыми горелками) или индукционными токами.

Гибка труб малых диаметров производится вручную, большого диаметра – на трубогибочных станках.

Рисунок 2.17 – Схема гибки трубы на трубогибочном станке с дорном

1 – труба; 2 – прижимная планка; 3 – дорн; 4 – прижим; 5 – ролик гибочный.

 

При гибке расчет заготовок производится по длине нейтральной линии. Длина нейтральной линии в месте закругления плоской заготовки может быть подсчитана по формуле:

,

где a – угол гибки, град; R_Н – радиус нейтральной линии изогнутой заготовки, мм; d – толщина заготовки, мм; R_Г – радиус гибки по внутренней поверхности, мм.

Если R_Г > 20d, то можно считать, что нейтральная линия проходит по середине сечения листа.

Если R_Г < 20d, нейтральная линия смещается в сторону сжатых волокон, тогда длину заготовки в месте гиба определяют по формуле:

L = R_Г + X d,

где Х – поправочный коэффициент, зависящий от соотношения , табл. 2.3.

Общая длина заготовки определяется как сумма прямолинейных участков и длины нейтральной линии в закруглении:

,

где – сумма длин прямых участков; a – угол прогнутого участка.

 

Гибка труб вгорячую заключается в непрерывно-последовательном изгибе узкого участка по длине трубы, нагретого ТВЧ до температуры 800–1200 °С (в зависимости от марки стали).

Труба нагревается в электромагнитном поле индуктора по узкой кольцевой зоне шириной 10–12 мм. Труба изгибается при одновременной продольной подаче ее в поле индуктора и поперечном нажиме гибочного ролика. При данном методе гибки деформации возникают только на узком участке зоны нагрева. При выходе из индуктора нагретая зона охлаждается и дальнейшей деформации не подвергается. Таким образом, при непрерывном движении через индуктор труба подвергается элементарным гибам в каждом поперечном сечении, в результате суммирования которых получается гиб на заданный радиус. По обе стороны зоны нагрева трубы имеются холодные участки, которые, оставаясь жесткими и испытывая деформацию только упругого характера, препятствуют возникновению овальности трубы в зоне нагрева и изгиба. Минимальный радиус изгиба на трубогибочном станке равен 1,5 диаметра.

При серийном производстве одним из высокопроизводительных способов изготовления отводов является штамповка из трубочных заготовок. Этот способ по сравнению с гибкой на трубогибочных станках обеспечивает более высокую точность размеров отводов (по радиусу гиба и диаметру) и позволяет изготавливать отводы с малым радиусом гиба, меньше Д_У.

Отводы можно штамповать на гидравлических, кривошипных или фрикционных прессах в горячем и холодном состоянии.

При изготовлении толстостенных, имеющих и радиус гиба R = (1,3-1,5) Д_Н, опору внутри трубы не применяют.

Заготовки с углом гибки 180° и прямыми участками изготавливают штамповкой в роликах (рис. 2.18).

 

Штамповку с вкладными торцовыми оправками (рис. 2.19) применяют для изготовления отводов с отношениеми радиусом гиба R = (1,3 – 1,5) Д_Н.

После штамповки отводы подвергают торцеванию, а затем снимают фаски под сварку.

 

 

Рисунок 2.18 – Штамп для свободной гибки трубных заготовок:

1 – упор, 2 – нижние опорные ролики, 3 – отвод, 4 – пуансон, 5 – ось ролика, 6 – корпус.

 

Рис. 2.19 – Схема горячей штамповки отводов из труб без внутренней поддержки: а – гибочный ручей штампа (сомкнут); б – формовочный ручей штампа (до смыкания половин штампа и после смыкания); 1 – гибочный ручей штампа; 2 – калибровочный ручей штампа.

Штамповка с внутренним пуансоном рекомендуется для изготовления отводов при отношении и радиусом гиба R = (1,25 – 1,5) Д_Н, а также при и R=(1,7–1,8) Д_Н.

При штамповке тонкостенных отводов (и R = 1,5 Д_Н) в качестве внутреннего пуансона иногда применяют составной шарнирный сердечник.

 

 

ТРУБОГИБЫ JUTEC ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ДОРНОВАЯ ГИБКА ТРУБ D 20-80 мм

ТРУБОГИБОЧНЫЙ СТАНОК 8000

Мощный стационарный дорновый гибочный станок. Длина дорновой опоры гибочного станка 3 / 4,5 / 6 м: гидрозажим трубы, предварительный отвод дорна, интерактивное меню. Дополнительно: программы расчета, передача данных с компьютера на трубогибочный станок.  радиусы гибки труб до 200 мм (250 мм)  макс. угол гиба 180°  привод с косозубой прецизионной передачей  200 программ по 30 последовательностей углов гиба  электронное измерение длины и поворота  банк данных для компенсации пружинения  электропитание 380 В  вес трубогибочного станка без оснастки - около 1500 кг

ДОРНОВАЯ ГИБКА ТРУБ D 6-50 мм

ТРУБОГИБОЧНЫЙ СТАНОК 4800

Передвижной дорновый гибочный станок. Длина дорновой опоры станка 3 / 4,5 / 6 м: ручной зажим трубы, предварительный отвод дорна.  радиусы гибки труб до 140 (240) мм  макс. угол гиба 180°  2 скорости гибки труб  привод с косозубой прецизионной передачей  электронное измерение длины и поворота  электропитание 380 В  вес гибочного станка без оснастки - ок. 450 кг

ДОРНОВАЯ ГИБКА ТРУБ D 6-50 мм

ТРУБОГИБОЧНЫЙ СТАНОК 5000

Передвижной дорновый гибочный станок. Длина дорновой опоры трубогибочного станка 3 / 4,5 / 6 м : гидрозажим трубы, предварительный отвод дорна, интерактивное меню. Дополнительно: 2 программы расчета, передача данных с компьютера на станок.  радиусы гибки трубы до 140 (240) мм  макс. угол гиба 180°  2 скорости гибки труб  привод с косозубой прецизионной передачей  электронное измерение длины и поворота  банк данных для компенсации пружинения  левая/правая гибка  мин. радиус гибки 1,5D  питание 380 В  вес трубогибочного станка без оснастки - ок. 450 кг

ГИБКА БЕЗ ДОРНА ТРУБ D 6-60 мм

ТРУБОГИБОЧНЫЙ СТАНОК 6000

Компактный гибочный станок для гибки с контрроликом или скользящим башмаком, позволяет гнуть на месте монтажа, можно использовать с насадкой PB20 для гибки профилей и трехроликовой насадкой RB43  радиусы гибки труб 36 - 250 (500) мм  макс. угол гиба 180°  шестигранный выходной вал  2 скорости гибки  привод с косозубой прецизионной передачей  электропитание 380 В  вес трубогибочного станка без оснастки - ок. 110 кг

РОЛИКОВАЯ ГИБКА ТРУБ D 10-60 мм

ГИБОЧНЫЙ СТАНОК RB60

Компактный передвижной гибочный станок для мобильного и стационарного использования. Три ведущих вала. Дополнительно: подъемный блок для трехмерной гибки с шагом спирали. Раздельные индикаторы обеспечивают повторяемость радиуса и шага подъема.  гибка труб D 10 - 60 мм  радиусы гибки от 300 мм  выходной вал D 40 / 65 мм  привод с тормозной муфтой  электропитание 380 В  вес гибочного станка без оснастки ок. 270 кг

ГИБКА БЕЗ ДОРНА ТРУБ D 6-35 мм

ГИБОЧНЫЙ СТАНОК 3000

Компактный станок для гибки труб с контрроликом или скользящим башмаком позволяет работать на месте монтажа. Дополнительно: чемодан и тренога для мобильного применения, насадка PB20 для гибки профилей.  радиусы гибки труб 36 - 130 мм  макс. угол гиба 180°  привод с косозубой прецизионной передачей  электропитание 220 В  вес гибочного станка без оснастки ок. 21 кг

 

Профилированием называется получение из листовых заготовок жестких и легких профилей, имеющих различную форму сечения.

Профилирование производят в штампах или в специальных роликовых машинах. В штампах получают детали небольших размеров. Длинные профили получают на роликовых машинах. Сущность профилирования на роликовых машинах заключается в том, что длинная ленточная заготовка последовательно проходит через несколько пар фасонных роликов, расположенных друг за другом в одной плоскости. Образующие каждой пары роликов имеют сопряженные контуры, между которыми остается зазор, равный толщине заготовки. Профиль роликов постепенно изменяется от цилиндрического до необходимого.