Гибка уголков под 90° без раскрытия и перекоса: как добиться точности

Потребность «посадить» угол ровно и без раскрытия полок знакома всем, кто работает с тонколистовым металлом и профилями L-сечения. На чертеже всё просто: 90°, параллельность и чистая геометрия. На практике вмешиваются пружинение, подбор V-матрицы, радиус пуансона, ориентация проката и длины полок — и деталь уже теряет точность. Если нужен обзор типовых задач и допусков, кстати, в нашем разделе гибка уголка собраны форм-факторы, примеры и ограничения по материалам.

Почему при гибке уголков полка «раскрывается»

Что вызывает деформацию: материалы, упругость, V-матрица

Главные факторы, которые тянут полки «врозь» после съёма нагрузки:

1. Пружинение материала. Низкоуглеродистая сталь даёт возврат ~1–2°, алюминиевые сплавы — до 3–5°, нержавеющая сталь — 2–4° и выше из-за высокой прочности. Если не заложить компенсацию, фактический угол выйдет «разъезжающимся».

2. Несоответствие ширины V-матрицы толщине. Эмпирически V выбирают в диапазоне 6–10·t. Слишком широкая V снижает давление на линию гиба: радиус растёт, а жёсткость полок падает — отсюда «раскрытие». Слишком узкая V даёт смятие кромок и задиры.

3. Радиус пуансона и линия нейтрального слоя. Больший внутренний радиус увеличивает возврат и «разжимает» полки. При гибке «в воздухе» ориентируйтесь на связку V и R пуансона — тогда прогноз по пружинению будет стабильным.

4. Ориентация относительно направления прокатки. При гибе «поперёк волокон» раскрытие заметнее, чем при гибе «вдоль», особенно на алюминии и оцинкованной стали.

Распространённые ошибки при гибке алюминия и оцинковки

• Алюминий. Часто недооценивают возврат и ставят «стальные» режимы: угол уходит в +2…+4°, кромки получают заусенец. Нужно уменьшать V (ближе к 6–7·t), контролировать радиус пуансона и обязательно прогибать «на градус-два больше». Смазка снижает задиры.

• Оцинкованная сталь. Цинковый слой пластичен неравномерно: без притирочных проходов появляются «морщины» у кромки, а при избыточном давлении — трещины покрытия. Рабочие поверхности оснастки — гладкие, без рисок; скорректируйте прижим, сделайте пробный гиб и проверьте посадку по лекалу. Подробные нюансы по тонкому листу мы собрали в материале про гибку оцинковки.

Почему полка не ложится ровно при слабом прижиме

Недостаточный прижим (высокая V, малая сила, «мягкие» настройки ЧПУ) даёт микросдвиг заготовки: одна полка «ползёт» вверх, вторая получает микроскрутку, а угол после разгрузки раскрывается. Решение — поднять усилие, подобрать V ближе к нижней границе, включить компенсацию прогиба стола (crowning) и проверить высоты упоров.

Как подобрать оснастку под нужный угол

Угол гибки в матрице vs угол после возврата

Задача — получить 90° в готовом изделии. Для этого в матрице нужно задать угол меньше 90° (перегиб на 1–4°), величина зависит от материала, толщины и пары V-матрица/пуасон. В производственном маршруте фиксируйте «целевой угол в матрице» и «ожидаемый угол после возврата» — это экономит серии.

Ориентиры (для гибки «в воздухе» при корректной V):

• ст3/08кп, t=1–2 мм: перегиб 1–1,5°

• нержавеющая, t=1–2 мм: 2–3°

• алюминий 5xxx/6xxx, t=1–2 мм: 2,5–4°

Гибка по шаблону: когда необходима

Шаблон (GO/NO-GO лекало) обязателен при:

• смешанных сериях (разные марки/партии металла);

• коротких полках и деталях с «окном» в зоне гиба;

• требованиях к посадке «деталь в деталь».

Лекало позволяет быстро отбраковывать «раскрытые» углы без постоянной работы угломером — достаточно «проходит/не проходит». Для длинных заготовок применяют трафареты на несколько точек контроля по длине.

Как рассчитать компенсацию при гибке 90°

Рабочий алгоритм:

1. Подберите V≈8·t (для нержавеющей и алюминия — 6–7·t), радиус пуансона берите из карты оснастки.

2. Сделайте пробный гиб 90° «по станку» и замерьте фактический угол после разгрузки.

3. Разница между целевыми 90° и фактом — ваша компенсация перегиба. Обычно это 1–4°.

4. Зафиксируйте компенсацию в карте операции. Чтобы стабилизировать серии и убрать «человеческий фактор», удобно перевести маршрут на чпу-гибку металла — это облегчает пересмену и гарантирует повторяемость.

Особенности работы с короткой и длинной полкой

Как зафиксировать короткую сторону без смятия

Короткая полка (особенно <10–12 мм) норовит «проскочить» и смяться. Что помогает:

• узкая V с калиброванными фасками;

• уменьшение подачи и скорости в зоне дожима;

• вспомогательные прижимы с эластичными накладками (полиуретан, фторопласт);

• точная работа задних упоров: одинаковая высота, нулевая «игра», параллельность линии гиба.

В спорных случаях сначала формуют «длинную» сторону, затем переходят к короткой — так легче удержать геометрию.

Когда использовать накладки или вспомогательные губки

Накладки и губки ставят, если:

• на лицевой кромке недопустимы следы оснастки;

• материал склонен к задиру (алюминий, оцинковка);

• нужно «удержать» полку от микроскрутки.

Материал накладок подбирают по твёрдости и температуре. Важен контроль износа: «уставшие» накладки добавляют гуляние угла.

Сложности при гибке нержавейки и 2 мм+

Нержавеющая сталь и толщины 2–3 мм требуют:

• более узкой V (6–7·t) для концентрации усилия и снижения раскрытия;

• повышенного усилия и заранее рассчитанного crowning;

• радиуса пуансона, согласованного с требованиями к внутреннему R (слишком большой R — больше возврат, слишком малый — риск надрыва кромки);

• аккуратной смазки, чтобы не «посадить» риски и не получить проскальзывание.

Контроль и проверка после гибки

Измерение угла и параллельности

• Цифровой угломер — быстрый контроль в трёх точках по длине. Разброс >0,5–1° сигнализирует о неравномерном прижиме или неверном crowning.

• Параллельность полок проверяется штангенциркулем/глубиномером: замерьте расстояние между полками у торца и в середине; разница более 0,5 мм на 300–400 мм длины указывает на прогиб или скручивание.

Контроль раскрытия по лекалу

Сделайте лекало-шаблон на 90° с рабочими допусками (например, +0,5°/−0°). «Проходит легко» — угол раскрыт, «идёт с натягом» — ближе к номиналу, «не входит» — перегиб. Для длинных деталей полезны двухточечные лекала, чтобы ловить «раскрытие по краям».

Проверка на скручивание детали

Скручивание (twist) проявляется, когда одна полка «уходит» винтом. Причины:

• разная высота задних упоров;

• перекос пуансона относительно матрицы;

• неодинаковая шероховатость/износ накладок;

• несимметричное приложение усилия (особенно на длинных гибах).

Проверка: поставьте деталь полкой на ровную плиту — щупом проверьте зазор; визуально — по «зебре» от линейки и подсветки. Коррекция: выровнять упоры, проверить соосность, обновить накладки, увеличить прогиб в середине (минимальная компенсация).

Практические советы, которые экономят серии

• Карты режимов. Для каждого материала и толщины фиксируйте: V, R пуансона, перегиб (°), усилие, crowning, скорость дожима. Это база повторяемости.

• Порядок гибов. Если деталь со сложной геометрией, сначала гните длинные стороны — они задают «скелет», затем короткие и чувствительные к смятию.

• Партии металла. Меняется партия — делайте два пробных гиба и уточняйте компенсацию: пружинение гуляет даже в рамках одной марки.

• Чистота оснастки. Любая риска на V или пуансоне оставит отметку и «подпружинит» полку. Регулярная притирка и контроль поверхности — обязательны.

• Контроль по месту. Угломер + лекало — проверка «угол/посадка». Для ответственных деталей добавляйте измерение расстояния между полками в нескольких сечениях.

Короткий чек-лист «90° без раскрытия»

1. Подберите V≈6–8·t, согласуйте радиус пуансона с требованиями к Rвнутр.

2. Заложите перегиб: сталь 1–2°, нержавейка 2–3°, алюминий 2,5–4°.

3. Проведите пробный гиб и зафиксируйте компенсацию в карте.

4. Для коротких полок используйте накладки/губки и замедляйте дожим.

5. Включите crowning, проверьте высоты упоров и соосность инструмента.

6. Контроль: угломер в трёх точках + лекало + проверка на скручивание.