Jak se provádí ohýbání kovů?

Výrobky z oceli nacházejí uplatnění ve všech sférách lidského života, od průmyslu a stavebnictví až po každodenní život. Aby se ocelový plech proměnil například v hotový díl, zpracovává se speciálním způsobem. Řezání, vrtání, broušení a další druhy zpracování se na první pohled zdají být jednoduché mechanické úkony. Ve skutečnosti se však jedná o složité technologické procesy.

Výroba kovového předmětu vyžaduje speciální vybavení a určité dovednosti. Pro vytvoření vysoce kvalitního produktu je nutné přísně dodržovat technologii. Zejména ohýbání ocelového plechu vyžaduje zvláštní zručnost a přesnost.

Co je ohýbání kovů a jaké jsou jeho výhody?

Ohebný ocelový plech je druh zpracování, při kterém je výrobku dán požadovaný tvar. Výsledek je dosažen díky tomu, že vrchní vrstva materiálu je natažena a vnitřní vrstva je stlačena.

Existují různé způsoby, jak můžete ohýbat plech a měnit jeho vzhled. Technologie umožňuje získat v krátké době vysoce kvalitní a odolný předmět požadovaného tvaru. Existují dva typy technologického procesu, ve kterém se provádí ohýbání:

• Ruční ohýbání ocelového plechu.
• Mechanická obnova.

V prvním případě se používají různé klempířské nástroje (kladivo, svěrák, kleště atd.), ve druhém průmyslové zařízení.

Ruční ohýbání plechu lze provádět, když je jeho šířka menší než 0,6 mm. V opačném případě budou vyžadovány speciální stroje: ohraňovací lis, válce, ohýbačka válců.

Kov se upravuje nejen ohýbáním, ale i jinými metodami – kroucením, svařováním. Ohýbání je často přirovnáváno k ohýbání, protože jeden výrobek může být vyroben dvěma způsoby: ohýbáním oceli pod požadovaným úhlem nebo spojováním jednotlivých částí dohromady pomocí svařovacího zařízení. Pokud však provedete ohýbání, proces bude rychlejší a jednodušší. To je právě hlavní výhoda první technologie oproti druhé.

Další argumenty ve prospěch použití ohýbání pro zpracování ocelového plechu:

• Pomocí této metody se získá kvalitnější, pevnější a odolnější produkt. Plochy kovu v místech ohybu zůstávají utěsněny, předmět tak bude odolnější vůči mechanickému namáhání.
• Cena práce je nižší než při svařování.
• Ohýbání se provádí v krátkém časovém úseku.
• Pokud je materiál ohýbán lisováním, riziko poškození odpadá. Technologie umožňuje získat požadovaný tvar bez kompromisů v kvalitě. Vysoké technické vlastnosti výrobku, zejména pevnost, jsou zachovány.
• Ohýbání ocelového plechu se používá k eliminaci jakýchkoli změn ve fyzikálních nebo chemických vlastnostech slitiny, protože nedochází k žádným významným zásahům do složení.
• Pomocí technologie je možné vyrábět hladké, bezešvé, úhledné díly.

Uvedené výhody potvrzují, že pro získání vysoce kvalitního a odolného kovového obrobku je nejlepší ohýbat ocelový plech.

Metody ohýbání kovů

Klasifikace typů ohýbání kovů:

Podle typu finálního profilu.

Výrobek může mít jeden úhel (L), dva (P) nebo několik (pokud je kov tažný). V druhém případě se víceúhlové ohýbání provádí bez zahřívání materiálu.

Ocelový plech je možné ohýbat podél poloměru, ve kterém je materiál ohnut na obrobek. Obdobným způsobem se vyrábějí panty, pozinkované příchytky atd.

Ohýbání lze provádět volně – profil je umístěn mezi dvěma nosnými konstrukcemi a na středový bod působí síla, v důsledku čehož se materiál ohýbá. Ohýbat plech je možné kalibračním úderem. V tomto případě je pod obrobek umístěna odpružená podpěra, která se pohybuje dolů spolu s ocelovým plechem. Stává se, že druhý způsob je zjednodušen – na konci pracovního zdvihu ohýbačky je výrobek tvrdě vyražen.

Četnost přechodů je ovlivněna takovou vlastností kovu, jako je plasticita. Kovový výrobek bez ohřevu se může ohnout až do úhlu 120° (bez praskání). Pokud se očekává intenzivnější tvarování, pak se ohýbání provádí se dvěma nebo třemi přechody. Pokud má plošný materiál nízkou tažnost, pak jsou oblasti mezi přechody podrobeny tepelnému zpracování (žíhání).

Proces lze provádět pomocí zařízení, které využívá vratné nebo rotační pohyby. V první variantě se používá hydraulická horizontální ohýbačka (kovářský buldozer), pokud tlak vzniká horizontálně, nebo mechanická ohýbačka plechu, pokud je vertikální. Druhým způsobem je ohýbání ocelového plechu na rotačních strojích, kde dochází k deformaci mezi rotujícími válci.

Ohýbání kovu se provádí za studena, protože tvarování nevyžaduje zvláštní úsilí. Výjimkou jsou slitiny, které vyžadují tepelné zpracování. Při ohřevu se ohýbá ocelový plech tloušťky 12–16 mm s velkým podílem uhlíku, durmalu, titanu atd.

Často se takové ohýbání kombinuje s jinými typy mechanického zpracování: řezání, řezání, děrování. Pro výrobu složitých objemových výrobků se provádí lisování. Vzácnějším případem ohýbání kovu je protahování za účelem vytvoření úzkého, podlouhlého kusu s velkým průměrem.

Jak probíhá proces ohýbání ocelového plechu?

Technologie tváření dílů z ocelového plechu spočívá v tom, že mezi dvěma úseky plechu je vytvořen úhel (stupeň je přesně specifikován), pro jehož výpočet se používají speciální automatizované programy. Je důležité pochopit, že při ohýbání se materiál deformuje do určité meze, která je pro každý kov nebo slitinu individuální. Je důležité, aby proces výroby obrobku odpovídal požadavkům GOST na ohýbání ocelového plechu. Stupeň deformace je ovlivněn následujícími parametry:

• Tloušťka kovu
• Úhel ohybu.
• Plasticita a křehkost materiálu Technologické vlastnosti procesu.

Doporučené články o kovoobrábění

Pro ohýbání ocelového plechu bez vad se používají průmyslové ohýbačky plechu. Aby byly hotové výrobky vysoce kvalitní, je nutné přísně dodržovat vlastnosti technologie. Jakékoli odchylky mohou vést ke vzniku vad, které ovlivní kvalitu a pevnost hotové kovové konstrukce.

Průmyslové zařízení umožňuje ohýbat ocelové plechy libovolné tloušťky. Aby byla deformace plastická, stačí pouze správně vypočítat napětí vytvářené zařízením.

Zařízení pro ohýbání ocelového plechu

Dnes existují různé ohýbačky. Nejjednodušší z nich jsou vhodné pro výrobu rohů, rámových profilů atd. Složitější, používané v průmyslovém měřítku, jsou rozděleny do několika typů:

• Rotační ohýbačka plechu je stroj, ve kterém se otáčí několik válců, což má za následek zaoblený tvar obrobku. Při tomto druhu ohýbání se kov umístí mezi válce, poté se mezi nimi pohybuje a získává potřebný ohyb. Otáčení lze provádět ručně nebo hydraulicky.
• Ohýbání plechu s rotačními nosníky – stroj se skládá z lisovacího nosníku a dvou desek, pevné a rotační. Zařízení je vhodné pro výrobu malých a jednoduchých obrobků z ocelového plechu.
• Pneumatické a hydraulické lisy (druhá možnost je běžnější). Používají se v malosériové výrobě při ohýbání nerezových plechů nebo jiných slitin. Díl, který se má ohýbat, se umístí mezi matrici a razník. Zařízení je vhodné pro tvarování materiálů i velkých tloušťek.

Za nejmodernější zařízení je považován rotační stroj, na kterém se ohýbání provádí automaticky. Díky této vlastnosti není třeba počítat působící sílu.

Ohýbačky plechu s rotačními nosníky jsou také automatizované: pracovník potřebuje pouze správně umístit plech na zařízení. Takové stroje se často používají v malých výrobních závodech.

Vlastnosti ohýbání nerezových plechů

Nerezová ocel získala své jméno díky své odolnosti vůči korozi. Tato vlastnost je zajištěna kombinací několika prvků, které jsou legující, tedy zlepšující kvalitu základního materiálu. Kromě odolnosti vůči destrukci rzí přidávají nečistoty slitině další vlastnosti: pevnost, tažnost atd. Existuje několik typů nerezové oceli. Proto před ohýbáním musíte znát složení slitiny.

Před ohýbáním plechu se řeže – používá se laser, řezání vodou abrazivem atd. Pomocí řezání se vytvoří plochý váleček budoucího výrobku.

Pro tvarování se plech ohýbá na zadané parametry. Zpracování nerezových plechů se řídí stejným principem jako v případě jiných slitin. Jak již bylo zmíněno, ohýbání se provádí na speciálních automatizovaných nebo mechanizovaných ohýbačkách plechu – strojích, lisech apod. Obvykle se kov ohýbá za studena. Pokud však hrozí, že se obrobek poškodí, pak se ocelový plech ohýbá s předehřátím.

V posledních letech získala společnost díky automatizaci procesu ohýbání oceli tyto výhody:

• Objem vyrobených produktů se zvyšuje.
• Výrobní náklady se snižují.
• Zvyšuje se kvalita hotových výrobků.
• Sníží se počet vadných dílů.

K výrobě produktu stačí sestavit speciální počítačový program, který bude autonomně provádět všechny fáze výroby prakticky bez účasti pracujícího personálu.

Sled operací při ohýbání ocelového plechu na zakázku

Ohýbání ocelového plechu začíná vývojem technologického procesu, který zahrnuje několik fází:

• Analýza designu produktu.
• Výpočet úsilí a procesní práce.
• Výběr standardní velikosti výrobního zařízení.
• Příprava výkresu výchozího obrobku.
• Výpočet deformačních přechodů.
• Návrh projektu technologického zařízení.

Před ohýbáním se plošný materiál prověří, zda jeho schopnosti splňují stanovené požadavky. Tato fáze umožňuje určit, že kov je vhodný pro lisování podle parametrů uvedených na výkresu hotového dílu. Studují se následující vlastnosti:

• Plasticita, tedy schopnost materiálu deformovat se za daných podmínek bez destrukce. Pokud má kov nebo slitina nízkou plasticitu, provede se několik přechodů a tepelné zpracování (žíhání).
• Možnost ohýbání do požadovaného úhlu nebo poloměru bez vzniku trhlin v místech deformace.
• Riziko deformace obrobku při ohýbání výrobku se složitým obrysem, pokud k nárazu dojde vysokým tlakem.

Pokud se na základě výsledků analýzy ukáže, že kov nesplňuje požadavky, je přijato jedno z následujících rozhodnutí:

• Je vybrán více tažný kov nebo slitina.
• Před ohýbáním je materiál podroben tepelnému zpracování.
• Obrobek se zahřeje na požadovanou teplotu.

Technologický proces tvarování vyžaduje určité předběžné výpočty, zejména ukazatele jako úhel ohybu, poloměr ohybu a úhel pružení.

Poloměr ohybu plošného materiálu se vypočítá na základě toho, jak je kov tažný, jaký je poměr velikosti a rychlosti deformace. Čím menší je minimální poloměr, tím menší je počáteční tloušťka plechu. Snížení tloušťky se nazývá ztenčení, jehož koeficient ukazuje, o kolik se zmenší tloušťka obrobku. Pokud se během výpočtů ukáže, že indikátor je vyšší než kritický, použije se listový výrobek s větší tloušťkou.

Minimální poloměr závisí na takových vlastnostech oceli, jako je tažnost, tloušťka plechu a uspořádání vláken ve slitině. Pokud ohýbáte kov, který má malý poloměr ohybu, je možná deformace horní vrstvy válcovaného kovu, v důsledku čehož utrpí kvalita hotového výrobku. Z tohoto důvodu by se minimální poloměry měly vypočítat na základě největší deformace krajních částí obrobku, založené na relativním zúžení materiálu, který je upravován.

Odpružení v ohybu se vypočítá na základě skutečných úhlů zpětného odpružení. Při ohýbání oceli je nutné vzít v úvahu síly, které působí na deformaci obrobku. Ukazatele pevnosti závisí na tom, jak je kov tažný a na intenzitě jeho kalení při ohýbání. Jakmile je válcování dokončeno, materiál získává vlastnost anizotropie, to znamená, že se jeho fyzikální vlastnosti mění v závislosti na směru válcování. Jednoduše řečeno, pokud ohnete profil podél vláken, sníží se pravděpodobnost vzniku trhlin v místech deformace.

Aby přesnost výpočtů indikátorů síly byla vysoká, je nutné vzít v úvahu, jak přesně bude profil deformován. Jsou dvě možnosti:

• S ohýbacím prvkem, to znamená, že se plech umístí mezi svorky a ohne.
• Silou – v konečné fázi technologického procesu výrobek dosedá na pracovní plochu matrice.

První technologie se používá k výrobě dílů s menší spotřebou energie, druhá se používá k výrobě dílů se složitými obrysy.

Ohýbání ocelového plechu se provádí za účelem vytvoření téměř jakékoli slitiny, bez ohledu na to, zda jsou v nich přítomny legující nečistoty nebo ne. To je hlavní výhoda technologie oproti jiným metodám zpracování kovů. Výjimkou jsou pouze materiály se zvýšenou křehkostí a tendencí k deformaci.

Ohýbání kovů, jako alternativa k jiným metodám zpracování kovů, jako je svařování, řezání nebo nýtování, má následující výhody:

Ohýbání kovů je způsob, jak dát obrobku tak či onak nový tvar. Nevyžaduje se odběr vzorků materiálu, řezání nebo svařování. Požadovaného výsledku je dosaženo pouze jeho plastickou deformací. Když dojde k ohybu, některé vrstvy původního dílu jsou stlačeny a jiné roztaženy. Tato operace je v podstatě podobná rovnání kovu, při kterém se odstraňují vady obrobku ve formě konvexností, konkávností nebo zvlnění.

Ohýbání kovů, jako alternativa k jiným metodám zpracování kovů, jako je svařování, řezání nebo nýtování, má následující výhody:

• úspora materiálu, protože nevzniká téměř žádný odpad;
• zachování mechanické pevnosti výrobku díky absenci svarů nebo jiných spojů;
• odolnost proti korozi, protože v místě deformace nedochází k žádné významné změně struktury kovu ve srovnání se stejným svařováním;
• atraktivní vzhled produktu.

Existuje několik typů ohýbání kovů. Všechny jsou určeny typem výchozího obrobku, který je zpravidla standardním výrobním sortimentem. Uveďme si ty nejčastější.

Ohýbání plechu

Technologie ohýbání kovu, kterým je plech, je realizována na speciálních strojích – ohýbačkách plechu. Podle způsobu ohýbání lze takové mechanismy rozdělit do tří typů:

1. Lis. List je pod tlakem zaveden do stacionární matrice pomocí razníku a získává požadovaný tvar. Razníky se dodávají v několika typech, které se liší tvarem a poloměrem ohybu. Matrice má zpravidla tvar rohu nebo drážky. Ohraňovací lis je nejuniverzálnější zařízení, protože jej lze snadno přizpůsobit různým úkolům.
2. Rotary.
   Hlavní prvky: postel, pohyblivý ohýbací nosník (příčník), přítlačný nosník, zadní doraz. Upínací nosník se používá k upevnění plechu na rámu. Ohýbání plechu se provádí pomocí ohýbacího nosníku, který je hlavním pracovním prvkem.
3. Rotační – dvě, tři nebo čtyři válečková zařízení, ve kterých pracovní prvky využívají rotační pohyb.
   Pracovní pohon, který na takové stroje vytváří potřebnou sílu, lze realizovat jedním z následujících způsobů:
• manuální – využívá se lidská svalová síla;
• hydraulický – používá se hydraulický posilovač;
• pneumatický – používá se stlačený vzduch;
• mechanická – využívá se energie rotujícího setrvačníku;
• elektromechanické – používají se elektromotory s převodovkami.

Jedním z široce používaných typů zařízení na ohýbání plechů jsou skládací nebo skládací stroje, které jsou určeny pro práci s tenkými plechy. Takové zařízení se používá při výrobě střešních švů, vzduchovodů a komínů.

Ohýbání kovových trubek

Ohýbání kovových trubek lze provádět za tepla nebo za studena. Druhá metoda je technologicky vyspělejší a produktivnější. Zařízení a stroje pro tuto operaci používají různé způsoby ohýbání. Existují následující typy ohýbaček trubek:

• páka – pro ruční ohýbání trubek z měkkých kovů, jakož i ocelových trubek malého průměru pod úhlem až 180 stupňů;
• kuše – trubka se ohýbá působením síly uprostřed mezi dvěma body, na kterých spočívá obrobek;
• válec (válec) – klasickým příkladem je tříválcová ohýbačka trubek.

Válcové ohýbačky trubek používají metodu deformace kovu za studena nazývanou válcování. Tento stroj pracuje s kovy jakékoli tvrdosti: od neželezných po titan a jeho slitiny. Úhel ohybu může dosáhnout 360 stupňů a délka ohýbaného obrobku často přesahuje 5 metrů.

Pro ohýbání tenkostěnných trubek se používají trnové ohýbačky trubek, které využívají speciální zařízení zvané trn. Toto zařízení je umístěno v dutině trubky v místě ohybu a zabraňuje deformaci kovových stěn.

Ohýbání kovů

Ohýbání kovového profilu se na rozdíl od většiny ohýbaček trubek provádí spíše válcováním než ohýbáním. Ohýbání oceli se provádí převážně na válcovacích strojích. Počet válců na nich se pohybuje od 3 do 5. Čím větší počet válců, tím menšího poloměru ohybu lze dosáhnout při vyšší kvalitě výrobku. V případě potřeby (velká plocha průřezu nebo vysoká pevnost materiálu) lze obrobek ohýbaného výrobku zahřát např. vysokofrekvenčními proudy.

Za nejsložitější, ale také mezi zákazníky nejoblíbenější technologickou operaci je považováno ohýbání oceli včetně nerezu. Aby se dal odolnému ocelovému plechu požadované konfigurace, je nejprve proveden vývojový výpočet.

Poté se přenese na plech, kde se „vyřeže“ pomocí laseru. A teprve poté je ocelový polotovar umístěn pod speciální hydraulický lis, kde probíhá proces ohýbání podle zadaných parametrů.

Kromě nerezové oceli se ve strojírenství často používají tvarové díly ze slitin titanu. Titan je tvárnější materiál než ocel, nicméně jeho zpracování ohýbáním není snadný úkol. Pro práci s titanem se používají speciální ohýbací lisy. Mohou být použity k dodání požadovaného tvaru titanovému obrobku, jak za studena, tak za tepla.

Jak vidíte, můžete získat hotovou část jakékoli konfigurace – je důležité pouze vybrat správné zařízení a provést přesné výpočty ohybu. Výhodou ohýbací oceli je absence svařovaných prvků, takže nehrozí nebezpečí koroze ve svarech.

READ
Jak dlouho hoří studené fontány?