Минимальный радиус гибки листового металла: таблица по материалам и расчёт

Почему нельзя согнуть металл под нулевой радиус

Частое требование в чертеже - "согнуть под 90 градусов, R0", то есть острый угол без скругления. На листогибочном прессе это невозможно, и причина не в оборудовании, а в самом металле.

При гибке внешний слой листа растягивается, внутренний сжимается. Чем меньше радиус загиба, тем сильнее вытягивается внешняя поверхность. Ниже определённого предела она не выдерживает и трескается. Этот предел и называется минимальным радиусом гибки.

Если заложить в чертёж радиус меньше минимального, деталь либо треснет по линии гиба, либо пойдёт микротрещинами, которые вскроются под нагрузкой уже у заказчика.

Минимальный радиус гибки: таблица по материалам

Минимальный внутренний радиус принято выражать в долях толщины металла S. Значения ниже - типовые ориентиры для гибки поперёк направления проката:

Пример: для листа стали Ст3 толщиной 2 мм минимальный внутренний радиус - около 1 мм. Для нержавейки той же толщины - уже 2 мм.

От чего зависит минимальный радиус

Таблица даёт ориентир, но на реальный предел влияет ещё несколько факторов:

Направление проката. Металл прочнее вдоль волокна и слабее поперёк. Гибка поперёк проката допускает меньший радиус, вдоль - трескается раньше. Если гиб идёт вдоль волокна, минимальный радиус увеличивают в 1.5-2 раза. На ответственных деталях направление проката указывают в чертеже.

Твёрдость и состояние поставки. Отожжённый металл гнётся с меньшим радиусом, нагартованный или термоупрочнённый (как дюраль Д16Т) - требует большего радиуса или отжига перед гибкой.

Толщина. С ростом толщины абсолютный радиус растёт, но относительный (в долях S) для многих материалов немного увеличивается - у толстого проката пластичность на изгиб ниже.

Качество кромки. Заусенцы, надрывы и грубая кромка после резки становятся концентраторами напряжений. Трещина при гибке чаще всего начинается именно с дефекта кромки, а не с чистой поверхности.

Связь радиуса с V-матрицей

На практике внутренний радиус задаёт не чертёж, а ширина паза нижней V-матрицы. При воздушной гибке действует приближённое правило:

Ri ≈ 5 × V / 32

Где V - ширина открытия матрицы. То есть чтобы получить внутренний радиус 2.5 мм, нужна матрица V16. Конструктор задаёт радиус, а технолог подбирает под него матрицу - если запрошенный радиус меньше минимального для этого материала, деталь в производство не пойдёт без доработки.

Что делать, если нужен острый угол

Иногда острый угол нужен конструктивно - например, для плотной стыковки деталей. Решения есть:

1. Засечка лазером или фрезой по линии гиба. Надрез с внутренней стороны уменьшает эффективную толщину в зоне гиба, позволяя получить более острый угол. Минус - деталь слабее в этом месте.
2. Гибка с последующей доработкой. Согнуть по минимальному радиусу, затем при необходимости подработать угол механически.
3. Замена гибки на сварку. Два элемента режут отдельно и сваривают под нужным углом. Дороже, но угол любой.

Типичные ошибки конструктора

• Радиус меньше толщины для нержавейки и дюрали. Для стали R = 0.5S проходит, для нержавейки это уже трещина. Материал решает.
• Гиб вдоль проката без указания направления. Цех разложит деталь как удобнее для раскроя, и гиб может попасть вдоль волокна - брак.
• Полка короче минимальной. Если полка короче примерно половины ширины матрицы, деталь просто провалится в паз и не согнётся.
• R0 в чертеже "чтобы острее". Технолог всё равно согнёт по радиусу матрицы. Лучше сразу заложить реальный радиус, чтобы развёртка совпала.

Как это влияет на расчёт развёртки

Радиус гибки напрямую входит в расчёт длины развёртки через K-фактор: чем больше радиус, тем длиннее дуга нейтрального слоя в зоне гиба. Задав радиус наугад и посчитав развёртку под другой, вы получите деталь не того размера. Поэтому радиус гибки и развёртку считают вместе.

Рассчитать развёртку с учётом радиуса и K-фактора можно в калькуляторе развёртки, а усилие гибки и подбор V-матрицы - в основном калькуляторе.