Энциклопедия
Процессы обработки листового металла и котельных работ
Резка, гибка, пробивка, вальцовка и соединение: принципы, порядки величин и ошибки, которых стоит избегать.
Резка
Резку листа делят три процесса. Волоконный лазер самый распространённый до 25–30 мм стали: тонкий луч, ширина реза 0,1–0,3 мм, резка в кислороде для стали и в азоте для нержавейки и алюминия, без окисления. Плазма остаётся экономичной на толстой стали, но рез менее перпендикулярен. Гидроабразивная резка режет любой материал холодным способом до 200 мм.
- Минимальный диаметр отверстия при лазерной резке — около толщины листа (меньше — качество падает).
- DXF для резки делается по реальному контуру без компенсации реза: её применяет станок.
- Микроперемычки удерживают детали в скелете во время резки.
Гибка
При воздушной гибке лист опирается на два плеча V-матрицы, а угол зависит от глубины хода пуансона. Внутренний радиус для мягкой стали составляет около 15 % ширины матрицы: радиус задаёт матрица, а не пуансон.
Выбор матрицы
Обычное правило: ширина V в 6–12 раз больше толщины (в среднем 8 × s). Слишком узкая матрица требует очень большого усилия; слишком широкая даёт большой радиус и более длинную минимальную полку.
| s (мм) | V (мм) | Внутр. R (мм) | Мин. полка (мм) | Усилие (т/м, S235) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 6 – 8 | ≈ 1 | 4 – 5 | 4 – 6 |
| 2 | 12 – 16 | ≈ 2 – 2,5 | 8 – 10 | 10 – 14 |
| 3 | 20 – 24 | ≈ 3 – 4 | 13 – 15 | 16 – 22 |
| 4 | 25 – 32 | ≈ 4 – 5 | 17 – 20 | 22 – 30 |
| 6 | 40 – 50 | ≈ 6 – 8 | 25 – 32 | 35 – 45 |
| 8 | 60 – 80 | ≈ 9 – 12 | 35 – 50 | 55 – 70 |
Ориентировочные значения для стали S235; сверяйтесь с таблицами производителя инструмента.
K-фактор и длина развёртки
При гибке наружный слой растягивается, а внутренний сжимается. Нейтральный слой сохраняет длину; он находится на расстоянии K × s от внутренней стороны. Длина развёртки гиба равна угол (в радианах) × (R + K × s). K составляет 0,3–0,35 для малого радиуса (R ≈ s) и стремится к 0,5 для больших радиусов (DIN 6935).
Пружинение
Когда пуансон поднимается, лист раскрывается на несколько градусов: 0,5–2° для мягкой стали, 2–4° для нержавейки и больше для высокопрочных сталей. Пресс гнёт с перегибом для компенсации; эталоном остаётся значение, измеренное на образце под 90°.
Пробивка
Координатно-пробивной пресс режет сдвигом между пуансоном и матрицей с зазором 10–20 % толщины в зависимости от материала. Он особенно хорош для повторяющихся отверстий, формовок (жалюзи, мостики, резьба) и решёток; комбинированные лазерно-пробивные станки объединяют оба процесса.
Котельные работы: развёртки и вальцовка
Обечайки, конусы, переходы квадрат-круг и бункеры изготавливают по развёрткам, рассчитанным по средней линии. Обечайка со средним диаметром D имеет развёртку π × D. Конус развёртывается в сектор кольца; переход квадрат-круг состоит из четырёх плоских треугольников и четырёх частей конуса, разбитых на образующие.
- Вальцовка: валки дают непрерывную форму, развёртка точна.
- Гибка по граням: каждая образующая — гиб на прессе, развёртка следует хордам.
- Размеры: указывайте, внутренние, наружные или средние диаметры.
Сварка
MIG/MAG для производительности на стали, TIG для нержавейки и аккуратного тонкого листа, а теперь и ручная лазерная сварка, которая мало деформирует лист и сокращает зачистку. Сварочные деформации предупреждают ещё при проектировании: прихватки, чередование швов, рёбра жёсткости.
Словарь
| Развёртка | Плоская форма детали до гибки или вальцовки. |
|---|---|
| Отбортовка | Полка, загнутая вдоль края детали. |
| Разгрузка | Надрез, предотвращающий разрыв в конце гиба. |
| V-матрица | Раскрытие гибочной матрицы. |
| K-фактор | Относительное положение нейтрального слоя по толщине. |
| Обечайка | Вальцованный цилиндрический элемент котельного изделия. |
| Квадрат-круг | Переход от квадратного или прямоугольного сечения к круглому. |
| Фасетирование | Разбиение косой поверхности на плоские грани, сгибаемые на прессе. |
| Раскрой (нестинг) | Размещение деталей на листе перед резкой. |