Гибка листового металла осуществляется путем поворота одной части заготовки относительно другой вокруг некоторой линии, называемой линией гиба. При этом обеспечивается заданное расположение частей детали в двух или более плоскостях под определенными углами и закруглениями по дуге окружности или по дуге иной кривой. При гибке в материале возникают упругие и пластические деформации. Упругопластическая деформация происходит различно на разных сторонах изгибаемой заготовки. На рис. 1.40 показана схема процесса гибки заготовки под углом 90°. Из рис. 1.40, а видно, что расстояния А В и CD у заготовки равны между собой. Однако на рис. 1.40, б после гибки величина АВ меньше CD. Между линиями АВ и CD проходит линия .F, длина которой не изменяется при гибке. Эта линия называется нейтральной. В процессе гибки заготовки изгибу подвергался участок заготовки вдоль нейтральной линии между точками L и М. Концы заготовки EL и MF находятся за пределами изгиба и в данный момент не рассматриваются.
В зоне гибки слои металла, находящиеся между линией А В и нейтральной линией EF, сжимаются, а слои металла, находящиеся между нейтральной линией и линией С2Э, — растягиваются. Удлинение наружных волокон вызывает напряжение, стремящееся уменьшить ширину заготовки, а сжатие внутренних волокон вызывает напряжения, увеличивающие эту ширину. Поэтому исходное прямоугольное сечение искажается, а в зоне гибки несколько уменьшается толщина материала s. Искажение профиля полосы в зоне изгиба зависит от величины относительного радиуса RIs и от отношения Bis (В — ширина полосы). Чем уже полоса, т. е. чем меньше отношение B/s, тем больше искажение профиля. Ширина полосы в зоне изгиба в штампе: где R — внутренний радиус изгиба детали.
Знак плюс в формуле ставится при искажении ширины наружного контура сечения в зоне изгиба, знак минус — внутреннего. С увеличением ширины полосы искажение уменьшается. При ширине более (20—30) s искажение сечения наблюдается только у краев полосы, хотя гибка сопровождается утонением. Отсутствие или резкое уменьшение искажения формы поперечного сечения в зоне гибки объясняется тем, что деформации металла в поперечном направлении препятствует сопротивление материала большой ширины.
При гибке тонкого металла напряжения, вызванные растяжением и сжатием волокон, сравнительно малы, так как незначительны расстояния между внутренней и наружной поверхностями листа. С увеличением толщины листа и уменьшением радиуса гибки напряжения увеличиваются. При относительно малом радиусе гибки напряжения растяжения приближаются к сгв материала и приводят к образованию трещин.
В зоне гибки материал упрочняется, причем, чем дальше от нейтрального слоя расположены слои металла, тем больше они упрочняются. При свободной гибке заготовка контактирует с инструментом только в двух (рис. 1.41, а) или в трех точках. Прилегания детали к поверхностям пуансона и матрицы не происходит. Такая гибка обычно сопровождается большим пружинением.
При свободной гибке напряжение наружного слоя и величина остаточных напряжений зависят от относительного радиуса гибки RJs. Свободной гибкой обычно получают изделия на листогибочных прессах с помощью универсальных штампов. Требуемый угол изгиба обеспечивается регулировкой величины хода пуансона. Точность получаемых изделий обеспечивается правильной наладкой пресса. При наладке пресса получают угол гибки.
Схемы П-образной гибки: а — свободная гибка; б — гибка с прижимом заготовки меньше требуемого. Например, чтобы получить угол 90° при гибке листа из среднеуглеродистой стали, угол гибки уменьшают до 85°, а из алюминиевых сплавов и коррозионностойких сталей — до 75—80.
Гибка в штампе. Гибку листового металла на малые радиусы можно осуществлять только в штампе, профиль рабочей поверхности которого соответствует конфигурации готового изделия. Гибка в штампе значительно отличается от свободного изгиба. На стадии / одноугловой (V-образной) гибки в штампе, начинающейся соприкосновением пуансона с заготовкой (рис. 1.42, а), осуществляется свободный изгиб заготовки (плечо изгиба /0). Радиус изгиба не зависит от соответствующего радиуса пуансона. Заканчивается стадия I гибки в момент, когда полки заготовки становятся касательными к боковым станкам матрицы (рис. 1.42, б). На стадии II изгибается центральный участок заготовки, соответствующий радиусу закругления пуансона Rn> Полки заготовки отходят от матрицы и касаются пуансона. На стадии III увеличивается кривизна заготовки в зоне радиуса пуансона, боковыми гранями пуансона распрямляются полки заготовки. Заканчивается третья стадия полным прилеганием заготовки к поверхностям пуансона и матрицы и уменьшением плеча изгиба до /к. Стадия IV гибки — правка, осуществляемая чеканящим ударом. Если радиус закругления матрицы RM.< Rn + s, то на стадии IV происходит правка боковых полок заготовки. При RM > Ra + s происходит правка участка детали в зоне радиуса пуансона. Правкой придается изделию требуемая форма и обеспечивается
получение изделий с радиусом, равным радиусу пуансона, и с прямолинейными полками, а также уменьшение угла пружинения. Кроме V-образной, существуют и другие разновидности гибки, обозначаемые буквами (например, Z-образная и П-образная гибка). При свободной двухугловой гибке заготовка под пуансоном искривляется. Эта кривизна сохраняется до момента касания дна матрицы (рис. 1.43, а). При дальнейшем движении пуансона концы заготовки прогибаются кверху. При свободной двухугловой гибке трудно получить прямые углы. П-образная гибка чаще всего выполняется с прижимом заготовки, предотвращающим искривление заготовки под пуансоном (рис. 1.43, б), в процессе гибки и служит также для удаления из матрицы готового изделия. При достаточном усилии прижима деталь получается точной без дополнительной правки.
