Способы гибки алюминиевых сплавов

Специфика гибки алюминиевого листа

Гнуть алюминиевый лист легко, а если нужно при этом его нагреть, то температура его плавления не очень высока. Но не все так просто. Об о все по порядку.

На первый взгляд нет более удобного материала, чем алюминиевый лист для создания самых разных форм своими руками. Гнуть алюминий легко, а если нужно при этом его нагреть, то температура его плавления не очень высока. Но не все так просто. На практике гибка алюминиевого листа имеет определенную специфику как в самом процессе сгибания, так и в сохранении целостности листового материала в месте деформации.

Что особенного в гибке алюминия

В основном применяют два способа гибки алюминиевого листового материала:

• воздушный или свободный,
• калибровочный.

Свободный способ — это когда между пуансоном и листом металла имеется воздушный зазор. Этот метод является наиболее широко используемым на сегодняшний день.

Если же в процессе сгибания между пуансоном и стенками формы нет воздушного зазора и алюминиевый лист плотно сжимается, то такой способ называют калибровкой. Эта методика достаточно старая и применяется для наиболее мягких материалов или для изготовления сложных форм изделий.

Гибка алюминия свободным методом имеет ряд преимуществ по сравнению с калибровочным способом, а именно:

• более высокая степень гибкости, так без замены пуансона и формы можно получать разные углы гибки листового профиля;
• требуются меньшие усилия для осуществления деформации;
• можно сгибать листы большей толщины;
• сравнительно меньшая стоимость оборудования.

К недостаткам свободного метода можно отнести:

• невысокую точность углов при сгибании для тонкостенных листов металла;
• точность повторения формы зависит от физических свойств материала;
• плохая применимость для операций со сложной конфигурацией.

Какие марки можно гнуть, а какие нет

Так можно выделить несколько основных видов сортопроката алюминиевого листа, которые могут значительно отличаются друг от друга своими физическими свойствами и возможностями деформации. Итак, наиболее распространенные виды:

• Отожженный, имеет в обозначении букву М, является самым мягким сортом, поэтому прекрасно поддается деформации, но при этом легко мнется и рвется при чрезмерном растяжении.
• Полунагартованный обозначается, как Н2 и имеет более жесткие свойства, чем сорт М также хорошо деформируется и способен выдержать сгибание свыше 90 градусов за раз. При этом за счет своей повышенной жесткости неплохо сохраняет форму и препятствует образованию вмятин, поэтому чаще всего применяется как облицовочный материал.
• Нагартованный, в обозначении сорта содержит одну букву Н. Нагартовкой называется метод придания листовому металлу повышенной прочности при помощи холодного уплотнения. Для этого алюминиевый лист дополнительно прокатывают между двумя валами на специальном станке. Этот сорт хорошо гнется на углы до 90 градусов и способен выдерживать значительные нагрузки на свою поверхность.
• Закаленный или естественно состаренный, как правило, маркируется буквой Т. Представляет собой достаточно твердый алюминиевый прокат, поэтому он более требователен при обработке, так как при сгибании на холодную под 90 градусов трескается в месте сгиба. Используется для изготовления деталей и узлов, работающих с повышенной нагрузкой.

Основные выпускаемые виды сплавов алюминиевого листопроката можно расположить следующим образом:

• Технические сплавы марок 1105 и ВД1, имеют сравнительно малый удельный вес листа и без особых проблем легко сгибаются.
• Алюминиево-магниевые сплавы, маркируются буквами АМГ. Их производят из алюминия, легированного с помощью добавления магния и марганца. Марка АМГ обладает кислотостойкими свойствами и хорошо гнется, поэтому в основном применяет для производства емкостей и баков, а также деталей катеров и лодок.
• Пищевые сплавы марок А5 и АД, выпускают нагартованными, полунагартованными или отожженными сортами.
• Повышенной пластичности сплавы АМЦ специально предназначены для изготовления сложноизогнутых деталей, таких как автомобильные радиаторы и т. п.
• Дюралюминий маркируется буквой Д. Он относиться к высокопрочным сортам, основным отличием которого является высокая устойчивость к внешнему воздействию. Дюралюминий практически не гнется, поэтому применяется только при изготовлении деталей методом штамповки.
• Авиационные особо прочные сплавы марки В, гнутся по особой технологии штамповки и прессования. Их используют при изготовлении высоконагруженных деталей в автомобильной промышленности и отраслях авиастроения.

Более детально описаны свойства и характеристики выпускаемых сортов и видов алюминиевого листового проката в ГОСТ 21631-76.

Гибка алюминия с сохранением целостности

Поэтому гибка листового алюминия композиционных составов производиться методом выборки паза в месте гиба. Для этого на листе закрепляют направляющие и, с помощью специального ручного инструмента фрезера, прорезают паз как минимум на 2/3 глубины с углом развертки от 90 до 110 градусов, что дает возможность сгибать алюминиевый лист под углом 90 градусов без потери целостности.

Если у вас есть опыт, как согнуть жесткий алюминиевый лист и при этом не сломать его, то поделитесь им в блоке комментариев.

Источник

Гибка листового алюминия

Вопросы, рассмотренные в материале:

• В чем особенности гибки листового алюминия
• Какой листовой алюминий можно гнуть
• Какова технология гибки листового алюминия

Свойства алюминия позволяют изготавливать из него огромное количество полезных вещей. При этом наибольшее удобство представляет собой листовой материал. Гибку тонкого листа можно выполнить с помощью специальных приспособлений разными способами. При работе с этим материалом существует своя специфика процесса сгибания и сохранения целостности изделия в месте деформации. О том, как выполняется гибка листового алюминия и каковы особенности этого процесса, мы расскажем в нашей статье.

Особенности гибки листового алюминия

Алюминий широко применяется в области машиностроения, строительства и других промышленных отраслях. Большинство изделий из этого материала изготавливают в результате его сгибания или резки. Чтобы придать изделию сложную форму, понадобится гибка . Современное высокотехнологичное оборудование значительно упрощает этот процесс, позволяя создавать изделия, полностью отвечающие требованиям заказчика.

Посредством гибки листового алюминия изготавливается огромное количество металлических изделий, включая:

• оконные и дверные профили;
• уголки, швеллеры, полочки;
• кожухи для оборудования;
• складские стеллажи и полки;
• торговые лотки;
• корпуса для оборудования;
• кронштейны;
• водоотводы, карнизы и пр.

Любой алюминиевый сплав можно подвергнуть сгибанию. Толщина листового материала и его пластичность будут иметь определяющее влияние на радиус гибки .

Для каждой стороны обрабатываемой заготовки гибка листового алюминия будет проходить по-своему, поскольку упругопластическая деформация разных сторон может существенно отличаться.

Внутри угла изгиба металл сжимается в продольном направлении и растягивается в поперечном. Снаружи ситуация повторяется наоборот: происходит сжатие в поперечном направлении и растягивание в продольном. Так реагируют крайние слои листовой заготовки, а нейтральный слой, расположенный между укороченным и удлиненным слоями, остается равен первоначальному размеру заготовки.

В процессе гибки узкой полосы листового алюминия происходит значительная деформация поперечного сечения. Толщина в месте изгиба снижается, а внутри угла происходит расширение материала с поперечной кривизной. При этом снаружи происходит сужение. Таким образом происходит смещение нейтрального слоя в месте изгиба ближе к малому радиусу.

Это существенно отличает процессы сгибания узких и широких полос. В случае гибки листового алюминия в виде широких полос также наступает утончение материала, при этом изменения поперечного сечения не происходит из-за большой ширины изделия. Деформация может наступить только на краю полосы.

Чаще всего гибка сопровождается деформацией материала с образованием продольного и радиального напряжения, что обусловлено давлением наружных слоев металла на внутренние, при этом пик давления наблюдается около нейтрального слоя.

Поперечную деформацию можно уменьшить, если увеличить ширину заготовки. В этом случае ширина будет оказывать значительное сопротивление, препятствуя деформации. Чтобы упростить гибку листа, можно пренебречь изменением боковых поверхностей. В таком случае деформацию следует воспринимать как деформацию сдвига.

Гибка листового алюминия с малым радиусом закругления и высокой степенью пластической деформации существенно отличается от гибки с большим радиусом закругления и малой степенью пластической деформации. В первом случае напряжения и деформации распространяются на некоторую длину, не концентрируясь под ребром пуансона. Минимальные радиусы гибки определяются в зависимости от пластичных свойств материала, чтобы в процессе сгибания не появлялись трещины. То есть они соответствуют предельно допустимым изменениям крайних волокон.

Какие марки листового алюминия можно подвергать гибке

Современные производства выпускают несколько разновидностей листового алюминия, отличающегося своими физическими свойствами и пластичностью. Наибольшую популярность получили следующие виды алюминиевого листа:

• Отожженный (маркировка М). Представляет собой очень мягкий сорт алюминия, имеющий высокую пластичность и широкие деформационные возможности. К его недостаткам можно отнести то, что такой лист может легко порваться, если приложить слишком большую силу.
• Полунагартованный (маркировка Н2). По сравнению с сортом М имеет большую жесткость, но сохраняет свои пластичные свойства. Гибка листового алюминия сорта Н2 может выполняться за один проход свыше угла 90°. Повышенная жесткость такого листового алюминия позволяет предотвратить появление вмятин на его поверхности. Широкое применение он получил при выполнении облицовочных работ.
• Нагартованный (маркировка Н). Этот сорт алюминия получается методом холодного уплотнения, когда готовый листовой алюминий дополнительно пропускают через валы специального станка. В результате материал приобретает повышенную прочность, выдерживая серьезные нагрузки без деформации поверхности. Может гнуться в пределах 90°.
• Закаленный или естественно состаренный (маркировка Т). Является наиболее твердым сортом листового алюминия. Обладает высокими прочностными характеристиками, но довольно сложен в обработке. Гибка листового алюминия марки Т на холодную под углом 90° может стать причиной появления трещин. Из этого сорта металла делают детали и узлы, на которые в процессе эксплуатации возлагается очень большая нагрузка.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Сплавы алюминиевого листопроката принято классифицировать следующим образом:

• Технические сплавы с маркировкой 1105 и ВД1 – легко гнутся и обладают малым удельным весом листа.
• Алюминиево-магниевые сплавы с маркировкой АМГ – хорошо гнутся и устойчивы к воздействию кислот. Сделаны из легированного алюминия с добавлением магния и марганца. Основная сфера применения: баки и емкости, детали яхт и других плавательных средств.
• Пищевые сплавы с маркировкой А5 и АД – представляют собой нагартованный, полунагартованный или отожженный сорт металла.
• Сплавы повышенной пластичности с маркировкой АМЦ – материал, созданный для изготовления деталей сложной формы (автомобильные радиаторы и пр.).
• Дюралюминий с маркировкой Д – является высокопрочным сортом алюминия, способным выдержать значительную силу воздействия без изменения поверхности материала. Не способен гнуться. Чаще всего используют для изготовления изделий путем штамповки.
• Особо прочные авиационные сплавы с маркировкой В – разработаны специально для изготовления деталей авиастроительной и автомобильной промышленности, где на изделие ложится высокая степень нагрузки. Гибка листового алюминия марки В осуществляется при помощи специального метода прессования и штамповки.

В ГОСТе 21631-76 вы можете более подробно изучить особенности и технические характеристики существующих разновидностей алюминиевого листового проката.

Технология гибки листового алюминия

При наличии воздушного зазора между стенками V-образной матрицы и листом осуществляется «свободная» гибка, называемая еще «воздушная». Это очень популярный метод обработки металла.

Гибка при полном прижатии листа к матрице называется калибровкой. Этот метод появился очень давно и в настоящее время используется для определенных случаев, когда другой метод не эффективен. Рассмотрим подробнее данные способы гибки листового алюминия.

С помощью этого метода происходит сгибание листа, но с ограниченной точностью.

Основные характеристики метода:

• Лист вдавливается траверсой с помощью пуансона на выбранную глубину по оси Y в канавку матрицы.
• Лист не имеет точек соприкосновения со стенками матрицы, оставаясь в воздушном пространстве.
• Соответственно, геометрия гибочного инструмента не является определяющей. Угол гибки зависит от положения оси Y.

Современные прессы позволяют настроить точность оси Y до 0,01 мм. Верно определить угол в зависимости от положения оси Y достаточно трудно, поскольку для каждого угла эта величина будет отличаться. Различия обусловлены свойствами самого металла, особенностями гибочного инструмента и настройками хода опускания траверсы.

Свободная гибка обладает рядом достоинств:

• Высокая упругость: Можно получить любой угол гибки (входящий в промежуток между углом раскрытия V-образной матрицы), не меняя гибочных инструментов.
• Снижаются расходы на инструмент.
• Не требуется больших усилий для сгибания.
• Варьирование усилий позволяет достичь различных результатов. Чем больше раскрыта матрица, тем меньше усилий необходимо для гибки. При удвоении ширины канавки понадобится в два раза меньше усилий. Соответственно, вы можете обрабатывать более толстый металл, раскрывая шире матрицу с тем же усилием.
• Не требует больших вложений, поскольку необходим пресс с меньшим усилием.

Конечно, это чисто теоретические выкладки, так как, возможно, вы захотите приобрести дополнительное оснащение к столь экономичному прессу в виде оси заднего упора, манипуляторов и пр.

Недостатки воздушной гибки:

• углы гибки тонкого листа не отличаются высокой точностью;
• свойства материала могут оказывать влияние на точность повторения;
• специфические гибочные операции данным методом не выполнить.

Воздушная гибка листового алюминия подходит для листов толще 1,25 мм. Если ваш материал толщиной менее 1 мм, то лучше использовать калибровку.

При гибке наименьший внутренний радиус должен быть больше толщины листа. В противном случае подходит только калибровка. Внутренний радиус меньше толщины листа можно сделать лишь на очень мягком материале. Так, для этих целей можно использовать медь.

Воздушная гибка помогает изготавливать большой радиус. Это достигается с помощью пошагового перемещения заднего упора. Но если вы хотите получить высокое качество большого радиуса, то рекомендуем обратиться к методу калибровки.

Отличается высокой точностью, но малой гибкостью. Угол гиба зависит от усилия и гибочного инструмента. Металл плотно зажимается пуансоном и матрицей. При таком варианте свойства материала не могут повлиять на угол гиба и отсутствует упругая деформация.

При калибровке сложно рассчитать требуемое усилие. Сделать это можно пробным путем, согнув на гидравлическом прессе небольшой образец. Следует понимать, что усилие калибровки может до 10 раз превышать те, что необходимы для свободной гибки.

Калибровка дает целый ряд преимуществ:

• позволяет сделать любые формы с помощью металлического инструмента;
• доступен маленький внутренний и большой внешний радиус;
• обеспечивает высокую точность углов гиба, независимо от толщины и свойств материала;
• позволяет сделать Z-образные профили и глубокие U-образные каналы;
• применяя стальные пуансоны и матрицы из полиуретана, можно изготовить любые формы для толщины до 2 мм;
• эффективна на гибочных прессах, которые сами по себе не обладают точностью, позволяющей качественно выполнять свободную гибку.

• по сравнению со свободной гибкой требуется большее усилие (в 3–10 раз больше);
• для каждой формы нужен свой специальный инструмент;
• необходима частая смена инструмента (кроме больших серий).

Многие разновидности листового алюминия сгибаются очень легко. Но сплав дюралюминия и специальные закаленные листы с повышенной жесткостью подвергнуть гибке очень трудно, поскольку они могут просто лопнуть в месте сгиба.

В связи с этим гибка листового алюминия композиционных составов выполняется путем предварительной выборки паза в том месте, где планируется делать сгиб. Технология выборки достаточно проста: по закрепленным направляющим ручным фрезером делают паз на 2/3 глубины листа. Если вы хотите согнуть листовой алюминий под углом 90°, то при выборке паза угол развертки должен быть 90–110°.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Источник