Ошибки при вальцовке гнутого профиля и способы корректировки радиуса

04.06.2025

При вальцовке профиля частыми являются геометрические нарушения, вызванные несоблюдением параметров подготовки, настройки оборудования или неверным выбором заготовки.

В случае с радиусным гибом критичным становится отклонение от расчетного контура. Один из распространённых дефектов — образование «бочкообразной» кривизны, когда центральная часть изгиба имеет меньший радиус, чем края.

Подобное возникает при избыточном прижатии центрального ролика, особенно при малом шаге подгибки. Компенсировать это можно снижением давления на входном участке, либо использованием профилированных вставок с переменным прижимом.

В ситуации, когда заготовка демонстрирует «рыбий хвост» на концах — характерное сужение кривизны у краёв, причина обычно кроется в неправильно выверенном угле входа в вальцы. Корректировка достигается изменением углов позиционирования боковых роликов.

Методы регулировки включают не только механическую перестройку положения, но и точечную деформацию с помощью домкратов, если оборудование позволяет локальное усилие. Такая компенсация применяется, когда недопустимо перетягивание всей дуги.

Толщина стенки профиля также напрямую влияет на стабильность формы. Тонкие гнутые элементы толщиной до 1,5 мм склонны к обратному пружинению и требуют значительного перерасчета радиуса инструмента.

При работе с нержавеющей сталью AISI 304 с толщиной 1,2 мм следует закладывать поправку на возврат в пределах 8–12 %, а в случае с низкоуглеродистой сталью Ст3 при такой же толщине – около 5 %. Для компенсации этого в программе станка задается искусственное уменьшение расчетного радиуса, позволяющее получить нужную форму после остывания.

Деформации по сечению профиля возникают в результате несогласованного натяжения вдоль боковых граней. Чаще всего гнутый швеллер сечением 60х40х2 мм на участках сильного изгиба теряет симметрию, особенно при подгибке в горизонтальной плоскости.

Чтобы избежать этого, подкладки под боковые направляющие выбираются с учетом жёсткости конкретного сечения. На станках с ЧПУ применяются подвижные опоры, которые меняют положение под реальным усилием. При отсутствии такого функционала, профиль поддается предварительному рихтованию в зоне контактного усилия.

Если при гибке трубчатого профиля диаметром от 25 до 40 мм с толщиной стенки менее 1,8 мм наблюдаются складки или морщины с внутренней стороны радиуса, причина в чрезмерном растяжении внешней дуги без компенсации сжатия внутри.

Устранение подобных дефектов достигается установкой сердечника, но при невозможности его применения, корректируется шаг подачи и радиус прижимного элемента. Также допустимо временное заполнение трубы сухим песком с последующей вибрацией, что стабилизирует распределение нагрузки.

В случае, когда получаемая форма чрезмерно вытянута, радиус больше требуемого, причиной становится неверный расчет исходной длины заготовки. При гибке профиля 30х20 мм с R=250 мм и углом 90° требуется учитывать длину по формуле L=πRα/180.

При реальных условиях важно добавлять поправку на удлинение, зависящее от предела текучести сплава. Для стали 09Г2С коэффициент удлинения составляет 1,03, то есть заготовка увеличивается на 3 %, и это необходимо компенсировать при разметке.

Жесткие радиусы менее 3-кратной ширины профиля вызывают локальную деформацию граней и смещение центральной оси. Наилучшим решением при R менее 60 мм для профиля 20х20 является применение предварительного нагрева зоны изгиба до 250–300 °С, особенно при использовании алюминиевых сплавов типа AD31Т. При этом нагрев должен быть локализован и не распространяться за пределы зоны деформации, иначе изменяется структура по всей длине.

При наличии продольной скрутки после формовки причина заключается в неравномерном прижиме либо наличии остаточного натяжения в отдельных участках. Часто это случается при гибке профиля с переменной толщиной стенки, например 2–3 мм, где по тонкой стороне происходит перераспределение усилия.

Избежать этого можно за счёт калибровки прокатного инструмента под максимальное значение с компенсацией для тонкой зоны с помощью демпфирующих прокладок.

При корректировке уже полученного радиуса вручную важно контролировать не только величину, но и равномерность по всей длине. В случае с длиной заготовки свыше 1500 мм допустимая линейная погрешность радиуса — не более ±1,5 мм на 1 м.

Для мягких сплавов на основе алюминия предел допуска может быть увеличен до ±2 мм, однако при работе с оцинкованными конструкциями лучше придерживаться минимального отклонения во избежание разрыва покрытия.

Применение гидравлических корректоров радиуса оправдано при производстве крупных конструкций с радиусами более 1 м, где необходима постепенная подгибка с отслеживанием формы по шаблону. Так, при изгибе профиля 50х50х3 мм по радиусу 1200 мм применяется корректирующая нагрузка 12–15 кН на каждом этапе, равномерно распределенная по длине 500 мм. Ручная регулировка здесь не обеспечивает достаточной точности, поэтому применяются автоматические цилиндры с датчиками положения.

Контроль геометрии после вальцовки выполняется по дуге шаблона или с помощью контурных шаблонов, совпадающих с расчетной формой. Отклонение по высоте дуги не должно превышать 2 % от высоты профиля. При работе с замкнутыми сечениями, особенно квадратного формата, сечение должно сохранять геометрию на протяжении не менее 80 % длины дуги. Нарушения указывают на неравномерность зажима роликов либо превышение допустимого усилия в начале или конце гиба.

Сложные ошибки часто наблюдаются при последовательной гибке в нескольких плоскостях. При изготовлении пространственных дуг из профиля 25х25х2 мм сначала формируется первая дуга с шагом подгибки 15–20 мм, затем поворот заготовки на 90 градусов, и производится вторая дуга. При этом смещение центра радиуса допустимо не более 3 мм при общей длине 1000 мм. Любое превышение говорит о несимметричной подаче или различии в усилиях между проходами.

Деформация в месте начала вальцовки, выраженная в виде «сплюснутого» профиля, указывает на неправильно выставленную стартовую зону. Стабильности добиваются путем замены прямых направляющих на направляющие с предварительным прогибом, особенно для профиля толщиной свыше 2,5 мм. Это позволяет исключить избыточное сопротивление при входе заготовки и сохранить профиль без повреждений.

Модификация радиуса вручную применяется чаще всего при мелкосерийном производстве. Для дуг длиной менее 500 мм и профилей сечением до 20 мм удобно использовать сегментные зажимы и роликовые упоры.

В условиях цеха это позволяет корректировать отклонение до ±1 мм без термической обработки. Главное — не допускать перекручивания при правке, иначе появляется внутренняя напряженность, которая приводит к деформации в процессе эксплуатации.

В процессе корректировки радиуса следует учитывать момент сопротивления сечения. Для профиля 40х20х2 мм он составляет около 3,5 см⁴, что ограничивает гибку до радиусов от 200 мм без риска разрыва внешней стенки.

Превышение усилия на таких радиусах ведет к появлению микротрещин. Использование роликов с увеличенным радиусом закругления снижает вероятность появления концентраторов напряжения и повышает срок службы профиля.

Рассказать друзьям:

Комментарии

Пока нет комментариев