Анизотропия листа и качество гибки

В листовом металле нет «равенства во все стороны». При прокатке зерно вытягивается, свойства вдоль и поперёк полотна расходятся. Эта анизотропия листа незаметна на чертеже, но прямо влияет на поведение при гибке: на риск трещинообразования, величину пружинения, минимально допустимый радиус, стабильность угла. В «МСК МЕТАЛЛ» мы учитываем направление проката уже на этапе раскроя, иначе даже точная оснастка и корректные режимы не спасут от дефектов.

Анизотропия: кратко о механике

При гибке металла наружные волокна растягиваются, внутренние — сжимаются. Насколько далеко можно «потянуть» наружную кромку без надрыва, определяет пластичность в конкретном направлении. Из-за текстуры, сформированной прокаткой, пластичность и предел текучести вдоль и поперёк листа различаются. Отсюда ключевой практический вывод: при изгибе параллельно направлению проката (когда волокна идут вдоль линии растяжения) риск микронадрывов выше, а требуемый минимальный радиус больше. При изгибе поперёк проката металл работает мягче и «прощает» меньшие радиусы.

Различается и положение нейтрального слоя — та самая воображаемая поверхность, где деформации растяжения и сжатия взаимно компенсируются. Смещение нейтрального слоя меняет добавку на гиб и расчёт развертки: один и тот же угол при разных ориентациях даёт разные фактические припуски.

Практические эффекты для гибки

1. Минимальный радиус. Для гибов «вдоль проката» закладывайте больший радиус, чем для гибов «поперёк». В реальном производстве разница нередко достигает полутора–двух толщин листа. Чем выше прочность и толще заготовка, тем ощутимее эффект.
2. Трещины и «паутинка». На наружной кромке при неблагоприятной ориентации возникают продольные микронадрывы, шелушение покрытия, особенно на оцинкованных и окрашенных листах. Это сразу «стреляет» в коррозионную стойкость и внешний вид.
3. Пружинение. Величина возврата угла после разгрузки меняется по направлению. При серийном выпуске это проявляется как «гуляющий» угол при формально одинаковых параметрах. Требуется отдельная корректировка угла при программировании ЧПУ-листогиба под каждую ориентацию.
4. Стабильность геометрии. Анизотропия провоцирует овальность полок, «выдавливание» радиуса, продольное искривление детали. Особенно заметно на длинных профилях и узких полосах.
5. Материалозависимость. Алюминиевые сплавы и высокопрочные стали чувствительнее к направлению, чем обычные низкоуглеродистые стали. Нержавеющая сталь с выраженной шлифовкой добавляет ещё и эстетический фактор — направление риски желательно согласовывать с видовыми плоскостями.

Рекомендации по раскрою и ориентации

Ориентация деталей при раскрое — не формальность, а способ управлять качеством.

• Критичные гибы — поперёк проката. Если нужен малый радиус, высокая чистота наружной кромки или деталь видимая, закладывайте линию гиба поперёк направления проката.
• Неизбежный гиб вдоль проката — увеличьте радиус. Планируйте радиус больше и проверяйте на пробных образцах из той же партии. Иногда разумно изменить толщину или марку металла.
• Фиксируйте стрелку проката. На карта-раскрое и в файлах DXF указывайте стрелку направления. Дублируйте её на заготовках несмываемой меткой — это дисциплинирует поточную сборку.
• Разные добавки на гиб. В техкартах держите два набора параметров: для гиба поперёк и вдоль проката. Меняются и добавка на гиб, и корректировка угла для учёта пружинения.
• Серийное производство — только с валидацией. Перед запуском партии делайте серию пробных гибов под рабочим радиусом и углом, фиксируйте результаты в карте процесса.
• Следите за партиями. Разные плавки и поставщики дают различную степень анизотропии. При смене партии — обязательная перенастройка.
• Покрытия и внешний вид. Для окрашенных и шлифованных поверхностей ориентируйте видовые плоскости так, чтобы минимизировать натяжение по кромке и сохранить ровную фактуру.
• Компоновка на листе. При плотном раскрое не экономьте за счёт «переворота» деталей с критичными гибами. Сомнительная экономия площади часто возвращается браком.

В «МСК МЕТАЛЛ» мы строим процесс так, чтобы направление проката и гибка работали в одной команде: указываем ориентацию на чертежах и раскрое, используем согласованные добавки на гиб, задаём радиусы исходя из фактической анизотропии конкретного материала. Это даёт предсказуемую геометрию, чистую кромку и стабильный угол — без досадных сюрпризов на приёмке и монтаже.