Гнуття металу: технології, обладнання та інструменти

Гнучка металу – надзвичайно поширена операція на машинобудівних виробництвах. Властивість металів зберігати залишкову деформацію було відкрито ще стародавніми людьми. І сьогодні ця особливість залізовуглецевих сплавів та інших металевих матеріалів активно використовується не тільки для додання листового матеріалу необхідної форми з використанням високотехнологічного сучасного обладнання, але і при проведенні деяких видів робіт у домашніх (кустарних) умовах.

Загальні положення

Гнуття металу полягає у зміні форми вихідного матеріалу (лист сталі, пруток прокату тощо). Причому сучасні технології дозволяють видавлювати з тонколистового матеріалу неймовірно складні поверхні (наприклад, елементи кузова автомобілів).

На підприємствах дані роботи здійснюються спеціальними верстатами для згинання металу. Подібне обладнання має дуже високу продуктивність і здатне випускати величезну кількість виробів в одиницю часу.

Варто скасувати, що не кожна складна поверхня обов’язково отримана гнучкої металу. Поряд з даною технологією відомі і давно застосовуються в промисловості також і обробка металу різанням, лиття в піщані форми і в кокіль, так зване екструдування, прокат та інші методи формування об’ємних поверхонь.

Технологія гнуття металу: основні положення

Даний процес дозволяє отримувати складні за формою поверхні без застосування зварювальних з’єднань, що значно покращує ряд важливих експлуатаційних показників виробу (насамперед опір корозії і відсутність протікання процесів знеміцнення і розвитку відпускної крихкості для ряду матеріалів), а також позитивно позначається на економічних показниках виробництва.

При проведенні ремонтних робіт також часто виникає необхідність в наданні листового матеріалу або прутку необхідної форми. Принцип і фізичні основи процесу не відрізняються, але в побуті застосовується примітивне обладнання.

До недоліків даної технології відноситься обмеження по товщині згинального листа сталі, а також певні обмеження за хімічним складом матеріалів та попередньої термічної і хіміко-термічної обробки виробів. Так, для гнуття металу з товстими стінками його необхідно попередньо розігріти, щоб матеріал «потік». Температура, при якій сталь і сплави на основі заліза стають податливими і добре деформуються, для кожного матеріалу різна. Існують спеціальні марки сталей, які стійкі до дії високих температур і зберігають високі механічні властивості.

Дивіться також:  Будова газоподібних, рідких і твердих тіл коротко

Технологічні можливості обладнання

На ринку представлено величезну кількість всіляких пристосувань і верстатів для здійснення процесу згинання сталевих матеріалів. Вони дозволяють отримувати з сталевого листа профілі складних форм.

Усі види обладнання для гнуття металів можна класифікувати наступним чином:

  • ротаційні машини: рівний лист запускається між обертовими валками і вигинається;
  • поворотні верстати: один кінець листа жорстко кріпиться до нерухомої балці, а інший – до поворотного механізму; поворотна балка приводиться в рух, і лист згинається;
  • прес з гідравлічним (рідше з пневматичним) приводним механізмом: листовий матеріал кладе на нижню форму, а зверху зі значним зусиллям притискається друга півформа; в результаті лист видавлюється і набуває обрисів форми.

Гнуття металу в умовах промислового виробництва. Особливості

На сучасному етапі технологічного розвитку суспільства у виготовленні практично будь-якого складного і не дуже вироби в тій чи іншій мірі застосовується гнучка металу: металеві труби, елементи сталевого каркаса будівель, автомобілі, пружини, ресори і т. д.

Обладнання для здійснення згинання відрізняється великою різноманітністю, в тому числі і за принципом дії: від високотехнологічних високошвидкісних пресів видавлювання до відомих вже кілька сот років валиків.

В основному на промислових виробництвах реалізована гнучка металів пресом. Гідравлічний агрегат здатний розвивати дуже велике зусилля і згинати навіть товстостінні вироби. Робота на такому пресі пов’язана з ризиком отримання травм і навіть з ризиком для життя. Тому одну одиницю верстатного обладнання обслуговують мінімум дві людини. А робочий хід може здійснюватися лише в тому випадку, якщо обидва робочих натиснуть на відповідні кнопки.

Гнучка в домашніх умовах

Для додання металу потрібної форми наявність складного і дорогого устаткування зовсім необов’язково. Якщо товщина стали порівняно невелика (до 3 міліметрів) і в ній міститься трохи вуглецю, то з неї можна отримати виріб складної форми і в домашній майстерні. В якості верстата для гнуття металу можна використовувати звичайні слюсарні лещата з молотком, а для завивки спіралей із дроту або тонкої смуги користуються так званою равликом. Конструкція равлики не відрізняється складністю. Її можна виготовити самостійно.

Дивіться також:  Гематома головного мозку: види, причини, симптоми, лікування і наслідки

Рекомендації досвідчених майстрів

Холодна деформація супроводжується виникненням величезної кількості дислокацій, що призводить до появи значних напружень. Для виробів, які не зазнають значних навантажень у процесі експлуатації (покрівля, залізні труби і інші елементи) це не критично. А ось для відповідальних виробів, вузлів агрегатів подібні напруги можуть послужити концентратором руйнівних сил. Тому вироби такого типу в обов’язковому порядку повинні піддаватися рекристаллизационному відпалу, який нормалізує структуру і знімає згубні напруги.

Величина напруг і утворюються пустот і досі між зернами металу безпосередньо залежить від радіуса кривизни, а значить, і від застосовуваного інструмента для згинання металу. Цей параметр відноситься до категорії довідкових даних і залежить від хімічного складу сталі, а також від товщини листового матеріалу. Якщо радіус кривизни не перевищує допустимого значення, то виріб допускається до роботи після випробувань на міцність контрольного зразка.