Гибка толстого листа: практическое руководство

В производстве толсто­листовых деталей нет «мелочей». Ошибка в выборе V-канала, переоценка усилия пресса, недооценка пружинения — и вместо точного угла получаем брак и потерю материала. В «МСК МЕТАЛЛ» мы ежедневно гнём конструкции из конструкционных и высокопрочных сталей, толстый алюминий и нержавеющую сталь — и знаем, как превратить сложную операцию в повторяемый процесс с предсказуемым результатом.

В этом материале — концентрат практики: расчёты, подбор оснастки, проверенные режимы, контроль качества. Плюс короткие чек-листы, чтобы на участке ничего не упустить.

Ключевые параметры и расчёты

Материал/толщина, R/V-канал

Правило №1: оснастка подбирается от материала и толщины.

• Выбор V-канала (ширины матрицы). Для гибки «в воздухе» применяют ориентир V ≈ 6–10×t.

  • Стали обычной прочности (S235–S355): чаще V ≈ 8×t.

  • Нержавеющие и высокопрочные стали: смещаемся к V ≈ 10×t, чтобы снизить удельное давление и риск надрывов.

  • Алюминий (не закалённые сплавы): V ≈ 6–8×t.

• Радиус на кромке пуансона (Rпуанс.) задаёт внутренний радиус гиба при работе «в воздухе». Приближение, проверенное практикой:
  Rвн ≈ 0,16–0,2 × V (для низкоуглеродистой стали). Для нержавеющей и высокопрочной сталей реальный радиус получается больше — учитывайте это в КД.

• Усилие гибки. Оценочно для «в-воздухе»:
  F (кН/м) ≈ 1,42 × σв (МПа) × t² / V,
  где σв — временное сопротивление разрыву. Формула даёт порядок величины и помогает понять, «потянет» ли ваш пресс деталь на длине гиба. Для точного расчёта используйте паспорта оснастки и карты производителя пресса.

Мини-пример. Сталь S355, t = 12 мм, V = 8×t = 96 мм. Пусть σв ≈ 560 МПа. Тогда
F ≈ 1,42 × 560 × 144 / 96 ≈ 1,42 × 560 × 1,5 ≈ ~1193 кН/м.
На длине 1,5 м — уже около 1,8 МН. Проверьте запас по усилию и бомбировку стола.

Когда «монолитный» радиус обязателен. Если по КД требуется меньший радиус, чем даёт гибка в воздухе, рассматривают коининг (продавливание). Для толстых листов это требует очень больших усилий и твёрдой оснастки — оцените ресурс, экономику и риски отпечатков.

Пружинение и припуск на развертку

Пружинение — естественное «возвратное» распрямление после снятия нагрузки. Величина зависит от материала, толщины, радиуса и V-канала.

• Типичные диапазоны:

  • Стали обыкновенной прочности: 1–3°.

  • Нержавеющая сталь: 3–6° (в отдельных случаях до 8°).

  • Алюминиевые сплавы: 2–4°.

Компенсация:

• Программная — задать перегиб на угол пружинения в управляющей программе.

• Технологическая — увеличить V и Rпуанс., снизив напряжённость зоны гиба.

• Конструктивная — корректировать развертку (увеличить припуск по нейтрали). Для толстых листов используйте проверенные K-факторы (0,32–0,5 для стали в зависимости от соотношения R/t), а лучше — опытные сгибы и замер реальной нейтрали.

Оснастка и режимы

Выбор пуансона/матрицы

• Матрица: для толстых листов — усиленные V-матрицы со сменными вставками. Следите за радиусом закругления на входной кромке, чтобы снизить риск мятия и царапания.

• Пуансон: увеличенный радиус носика, высокая твёрдость. Для нержавеющей стали — антифрикционные покрытия (например, нитриды), чтобы уменьшить залипание и задиры.

• Бомбировка: на длинах свыше 1 м и при больших усилиях бомбировка обязательна — механическая или гидравлическая. Без неё получите «клин» углов: середина «завалена», края «острые».

Чек-лист: оснастка

• Толщина t подтверждена штангеном/ультразвуком.

• Марка/предел прочности — известны, внесены в карту.

• Подбор V и Rпуанс. согласован с КД.

• Износ рабочих граней — в допуске, нет выкрашивания.

• Бомбировка — задана под конкретную длину и усилие.

Чпу гибка металла в нашем цехе позволяет хранить библиотеки оснастки и автоматически подбирать режимы под материал и толщину. Это сокращает время наладки и снижает риск человеческого фактора.

Настройка упоров и проходов

• Задние упоры. Для тяжёлых карт с длинной кромкой — поддержка листа: сопроводители/консоли, роликовые столы, ассистенты оператора. Так вы исключите провис и искажение угла на краях.

• Секвенции (маршрут гибов).

  • Сначала — длинные гибы, затем короткие.

  • Сложные коробчатые формы — от открытых к закрытым, чтобы не «запереть» деталь.

  • При больших углах на толстом листе — двухпроходная стратегия (предгиб + доводка), чтобы снизить пик усилия.

• Скорости и давлении. Установите адекватную скорость рабочей подачи: слишком быстро — потеря контроля и следы удара; слишком медленно — нагрев кромки и «ползучесть» алюминия.

• Калибровка угла. После первых двух пробных гибов — сохраните коррекцию пружинения в памяти пресса для серии.

Контроль качества и дефекты

Измерение угла/радиуса

• Угол: шаблоны, механические угломеры, лазерные датчики. Для серий — автокалибровка по датчику пружинения (если заложена в пресс).

• Радиус: оптический шаблон/профилометр или трёхточечный замер по хорде и стрелке прогиба (удобно для R≥3t).

• Геометрия по длине: измеряйте углы у краёв и в середине. Расхождение более ±0,5–1,0° на толстом листе — признак недостаточной бомбировки или провиса заготовки.

Чек-лист: контроль

• Угол по 3 точкам — в допуске КД.

• Внутренний радиус — соответствует.

• Размеры после гиба — по калиброванному инструменту.

• Нет отпечатков, вмятин, задиров.

• Маркировка заготовки — не в зоне контакта с оснасткой.

Профилактика типовых дефектов

• Трещины по наружному радиусу. Увеличьте V, возьмите пуансон с большим R, снизьте угол перегиба и работайте двухпроходно. Для нержавеющей — следите за направлениями проката (гнуть поперёк волокна предпочтительнее).

• Отпечатки матрицы и «заломы». Снимите фаску на кромке, примените вставки с радиусом, добавьте защитные прокладки (для алюминия), подберите ширину V по правилу 8–10×t.

• «Клин» углов по длине. Увеличьте бомбировку; проверьте поддержку листа и высоту упоров.

• Неточность угла серии. Держите стабильный шлиф материала (партии), температуру в цехе и чистоту оснастки. Любая смазка на рабочей поверхности меняет картину пружинения.

Где уместна радиусная гибка

Если по КД требуется большой постоянный радиус (R≫t) на толстом листе, рассмотрите пошаговую радиусную гибку (ступенчатая серия малых углов) вместо вальцовки, особенно для сегментов и кронштейнов сложной формы. Мы выполняем радиусную гибку металла на ЧПУ-листогибах с точной подачей упоров и контролем шагов — получается чистый профиль с минимальными рисками овальности.

Чек-лист подготовки техпроцесса (толстый лист)

1. Подтвердить марку и предел прочности партии.

2. Проверить толщину по точкам; учесть разброс при развертке.

3. Подобрать V и Rпуанс.; рассчитать усилие с запасом ≥20%.

4. Задать бомбировку под длину гиба и усилие.

5. Настроить поддержку листа; задние упоры — по центрам давления.

6. Сделать 1–2 опытных сгиба; внести коррекцию пружинения и развертки.

7. Зафиксировать режимы в карте операции и библиотеке ЧПУ.

8. Организовать 100% контроль первых 5 деталей серии.

Когда нужна гибка на заказ

Не каждая мастерская тянет толстый лист: требуются пресса с большим усилием, точные оснастки и опыт. В «МСК МЕТАЛЛ» мы берём на себя полный цикл — от проверки чертежей и корректировки разверток до бережной упаковки и доставки. Если задача выходит за пределы стандартной гибки (комбинация с резкой, сверлением, сваркой) — подключаем смежные участки. Подробности — в нашем разделе гибка металла.

Итоги

Качественная гибка толстого листа — это не «сила пресса», а система: точные расчёты, правильная оснастка, взвешенные режимы и дисциплина контроля. Когда все элементы на месте, угол получается «с полпинка», а серия идёт без сюрпризов. Если нужна помощь с оценкой чертежей или выбором технологии — отправляйте ТЗ. Подскажем, где сэкономить на оснастке, а где лучше заложить запас.