Изготовление и применение матриц для ковки

Для чего нужна матрица?

Чтобы получить определенную форму изделия применяется матрица, которая может быть изготовлена из самого разного материала:

• сталь;
• полиуретан;
• резина.

Для изготовления стальных заготовок, материалом матрицы становится специальная высокопрочная сталь, повышенной износостойкости. Такая конструкция всегда имеет стенки без крышки.

Матрица может иметь несколько видов конструкции:

• простая;
• сложная;
• комбинированная.

Особо сложные конструкции применяются редко, их изготавливают по специальному заказу.

Наиболее простые матрицы можно встретить при изготовлении пустотных кирпичей и блоков.

Для чего нужна матрица?

Чтобы получить определенную форму изделия применяется матрица, которая может быть изготовлена из самого разного материала:

• сталь;
• полиуретан;
• резина.

Для изготовления стальных заготовок, материалом матрицы становится специальная высокопрочная сталь, повышенной износостойкости. Такая конструкция всегда имеет стенки без крышки.

Матрица может иметь несколько видов конструкции:

• простая;
• сложная;
• комбинированная.

Особо сложные конструкции применяются редко, их изготавливают по специальному заказу.

Наиболее простые матрицы можно встретить при изготовлении пустотных кирпичей и блоков.

Как работает трубогиб

Домкрат с пуансоном на штоке устанавливается по центру станка. Под ролики, на опорную рабочую часть, устанавливается труба параллельно боковым сторонам рамы. Воздействуя на рукоятку домкрата,оператор поднимает шток и труба прижимается к роликам. При дальнейшем поднятии штока, ролики начинают давить на трубу вниз, образуя два плеча сил, длина которых определяется расстоянием от центра штока до точки касания к трубе.

Центральная часть заготовки продолжает подниматься, труба охватывает поверхность пуансона, изгибаясь с заданным радиусом. При достаточном ходе штока, можно согнуть трубу под углом в 90 0 без особых усилий.

Такой трубогиб может работать как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Но во втором случае необходимо несколько изменить конструкцию самого домкрата.

Простота конструкции самодельного трубогиба позволяет сделать его как в домашних условиях, так и в слесарной мастерской. Купить придется только гидравлический домкрат. По сравнению со стоимостью промышленного станка, затраты будут на порядок ниже. Даже при не слишком частом использовании инструмента, он окупится очень быстро.

Материалы матрицы и пуансона

Как уже было сказано выше, основной задачей пуансона является продавливание заготовки сквозь матрицу. Операция осуществляется под большим давлением, причем там, где используется горячее прессование, детали испытывают мощное тепловое воздействие. Поэтому для изготовления матрицы и пуансона, учитывая сферу их деятельности, применяются самые разные материалы. При холодном прессовании, детали изготавливают из специальной высокопрочной стали, отличающейся повышенной прокаливаемостью. Твердость закалки по Роквеллу составляет более 60 единиц. Применяется и особая инструментальная сталь — 6ХВ2С. Эти материалы отличает:

• износоустойчивость;
• высокая прочность;
• антикорозийность.

При высоких температурах нельзя использовать легированные стали. Они под влиянием высокой температуры становятся хрупкими. Каждый пуансон имеет максимальную твердость по всей высоте своей поверхности.

В горячем производстве верхнюю часть штампа изготавливают из специальных износоустойчивых сталей, которые не деформируются при высокой температуре. Таким образом обеспечивается наивысшая стойкость штампа.

В некоторых случаях используются и современные полимеры. Чаще всего применяется полиуретан. Он отличается высокой эластичностью и повышенной прочностью. Его твердость достигает 98 единиц по Шору.

Причины, по которым стоит собственноручно собрать листогиб

Почему вообще следует браться за изготовление столь непростого оборудования своими руками? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте пойдём от обратного и рассмотрим альтернативные методы получения ендов, коньков, желобов водосточных труб, карнизных планок и иных фрагментов кровельных конструкций.

Пример металлического желоба, изготовленного при помощи листогиба

Хотя, сразу хочу отметить, что это далеко не единственная отрасль, где требуются изделия, создаваемые путём гибки железа. Просто сейчас для наглядности коснёмся именно её.

Читать также: Как набить смазку в закрытый подшипник

Обойтись вообще без станка

Тут есть два варианта действий:

1. Покупка готовых образцов, которые значительно превосходят в цене листовой металл и даже трудовые затраты, необходимые для его обработки. То есть, это попросту отказ от ощутимой части заработка в пользу промышленных заводов;

В магазине есть готовые решения, но за них заплатить придётся намного дороже

1. По старинке использовать для получения нужных форм выколотку. Но это приведёт к немедленной потере многих клиентов, которые предпочитают продукцию без кондового вида. Современный рынок очень жесток в этом плане: все хотят и качественно, и красиво.

К тому же и сама работа с выколоткой является достаточно трудоёмким процессом

Купить готовый станок

Давайте рассмотрим гипотетическую ситуацию в цифрах. В среднем ручной листогиб может обойтись вам в 1500-2000 долларов США. В теории на нём получится превратить за пару дней тонну оцинкованного железа толщиной 0,55 мм и стоимостью 1000 долларов США в 250 квадратных метров профнастила, которые оцениваются уже в 1400 тех же самых денежных единиц.

Примеры готовых листов профнастила

Вроде бы всё выходит красиво, а в уме уже подсчитывается не то что окупаемость покупки, а колоссальные прибыли, получаемые в дальнейшем.

Но, к сожалению, всё не так радужно на практике, где на вашем пути встанут следующие сложности:

1. Углы при прокатке профнастила очень часто выходят перетянутыми, в результате чего требуется повторение операции. Это уже приводит к увеличению теоретических сроков работы;
2. Возможны нарушения межкристаллитных связей металла. Через время в таких местах начинает ползти трещина. Переделывать такой брак придётся вам уже за свой счёт.

Линия же, которая лишена таких проблем, стоит уже в районе 20000 долларов США, которые окупить будет ещё сложнее. Плюс это всё касается того случая, когда у вас есть сбыт изготавливаемой продукции. А если вам лишь время от времени необходимы определённые изделия для выполнения заказа по кровельным работам, то о рентабельности даже самого дешёвого покупного оборудования не может быть и речи.

Для наглядности и возможности поразмыслить над данным вопросом самостоятельно приведу вам примеры некоторых конкретных моделей станков, которые можно купить уже в готовом виде:

Модель «Tapco Max 20-08»:

Параметр	Описание
Длина гибки	260 см
Максимальная толщина используемых металлических листов	0,7 мм
Максимальная толщина используемых алюминиевых листов	1 мм
Максимальная толщина используемых медных или цинковых листов	0,8 мм
Максимальный угол осуществляемого изгиба	180 градусов
Глубина подачи	48 см
Длина станка	264 см
Высота станка	62 см
Ширина станка	24 см
Масса	70 кг
Масса с опорой	85 кг
Стоимость	155000 рублей

Образец модели «Tapco Max 20-08»

Модель «Van Mark Metal Master Commercial MM 1051»:

Параметр	Описание
Количество прижимов	5 шт.
Количество пружин	4 шт.
Длина гибки	320 см
Максимальная толщина используемых металлических листов	0,7 мм
Максимальная толщина используемых алюминиевых листов	0,8 мм
Максимальный угол осуществляемого изгиба	180 градусов
Глубина подачи	52 см
Длина станка	320 см
Высота станка	60 см
Ширина станка	49 см
Масса	70 кг
Стоимость	32700 рублей

Образец модели «Van Mark Metal Master Commercial MM 1051»

Как сделать листогиб. Ручной роликовый листогиб своими руками

Как сделать листогиб

В особенности, этот инструмент незаменимый для тех людей, которые занимаются такой работой, как холодная ковка металла, где нужно согнуть какой то отдельный элемент металлической заготовки и т. д.

Конечно же, если необходимо сгибать что-то один или несколько раз, то можно взять листогиб на прокат у знакомых или в какой нибудь фирме.

Но если постоянно требуется в работе применять листогибочные операции, то никак не обойтись без покупного варианта станка-листогиба, либо его аналога изготовленного своими руками.

Как сделать листогиб своими руками?

Пополнить свой арсенал инструмента самодельным листогибом вполне возможно, благо, вопрос, как сделать листогиб, решается достаточно просто. Сегодня можно посмотреть видео — как сделать листогиб своими руками в интернете, найти чертежи листогиба и инструкцию по его изготовлению.

На самом же деле, сделать листогиб под силу каждому человеку. Перед тем как осуществлять сборку листогиба, следует определиться сначала с техническими характеристиками этого инструмента, какой по толщине им металл придется сгибать и многое другое.

Самодельный листогиб и его характеристики

Прежде чем приступать к основной части вопроса, как сделать листогиб своими руками, следует определиться вот с чем:

1.  Какой металл по толщине придётся гнуть листогибом.
2.  В каком диапазоне углов гибки металла, необходимо работать чаще всего.
3.  С габаритами самодельного листогиба — его высотой, длиной и шириной.

 Насколько точным должен быть листогиб, изготовленный своими руками.

Как только ответы на все вышеперечисленные вопрос будут найдены, можно приступать к изготовлению листогиба своими руками. Как сделать листогиб и что потребуется для его изготовления?

Чтобы сделать листогиб потребуется станина и подвижная часть механизма, которая будет гнуть металл под требуемым углом. К станине, заготовка для сгибания, должна надежно фиксироваться посредством рычагов, на концах которых имеется резьба.

Часто распространённым вариантом является листогиб из тисков, которые используются для фиксации заготовки во время её сгибания.

Не менее популярным вариантом листогиба, является и листогиб своими руками с использованием деревянных составляющих. Такой самодельный листогиб, чаще всего используется, для того, чтобы сделать оконные отливы, в общем, различные элементы, гнущиеся из тонкой оцинкованной жести.

Листогиб может быть различных конструкций и вариаций, поэтому на вопрос как сделать листогиб своими руками, можно найти множество всевозможных ответов. Главное при этом, определить правильные технические характеристики листогиба, которые во многом зависят от рода выполняемой им работы.

Важную роль играет зазор между матрицей и пуансоном:

1. При малом зазоре будет образовываться рванина и слоистость поверхности среза;
2. При большом – происходит втягивание тонкого материала в станок с последующим разрывом. Изделие будет иметь заусенцы и затянутые края. Если материал имеет достаточную толщину, то готовая деталь будет иметь закругленные кромки;
3. Допускается выпуск удовлетворительного качества деталей при острых режущих краях штампа и при зазоре до 30% от толщины.

Зазор зависит от рода и толщины материала (от 0,5 до 12 мм.) и колеблется в пределах 4-16% толщины исходника.

Только при грамотно настроенном зазоре между пуансоном и матрицей, а также остроты их кромок будет обеспечиваться качество выпускаемых деталей согласно заданным параметрам технического проекта.

Таблица

В каждом каталоге и на каждом прессе вы можете найти таблицу, показывающую требуемое усилие ( Р ) в т на 1000 мм длины гиба ( L ) в зависимости от:

• толщины листа ( S ) в мм
• предела прочности ( Rm ) в Н/мм2
• V – ширины раскрытия матрицы ( V ) в мм
• внутреннего радиуса согнутого листа ( Ri) в мм
• минимальной высоты отогнутой полки ( B ) в мм

Пример подобной таблицы Необходимое усилие для гибки 1 метра листа в тоннах. Предел прочности 42-45 кг/мм2. Рекомендуемое соотношение параметров и усилия

V	Ri	B	S
1,0	1,2	1,5	1,8	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10	12	15	18	20
6	1	4,5
8	1,3	6	8	12	17
10	1,7	7	7	9	14	20
12	2	8,5	6	9	12	18	21
16	2,7	11	6	9	13	16	25
20	3,3	14	7	10	13	20	29	39
25	4,2	18	8	10	16	23	31
30	5	22	9	13	19	25	34
32	5,5	23	8	12	18	24	32	40
35	5,7	25	11	16	22	29	37	45	65
40	6,7	29	14	20	25	32	40	57
45	7,5	32	17	23	29	35	50	69	90
50	8,4	36	26	32	46	62	81
60	10	43	21	26	38	52	68	85	105
70	12	50	22	33	44	58	73	90	130
80	13	57	29	39	50	64	79	113
90	15	64	35	45	57	70	101	158
100	17	71	41	51	63	91	142	205
120	20	91	42	53	76	120	170	210
160	27	112	40	57	89	127	158
180	30	126	79	114	140
200	33	140	102	127

Внимание! Для точных вычислений нужно учитывать следующие ГОСТы:

• ГОСТ 19903-74 Прокат листовой горячекатаный (Таблица 3) (ссылка на таблицу),
• ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный (Таблица 2) (ссылка на таблицу).

При прокатки возможны отклонения по толщине металла, и требуются точные измерительные приборы (например микрометр).

С чего начать изготовление листогибочного станка

Чтобы сделать станок для гнутья листового металла, вам понадобится чертеж такого устройства или его подробные фото. Кроме того, следует учесть ряд таких важных факторов, как усилие, которое необходимо будет приложить для использования листогибочного станка, его масса и габариты (от которых зависит мобильность), себестоимость и доступность комплектующих. В итоге получаем следующие исходные параметры.

• Максимальная ширина листа, который необходимо будет гнуть, – 1 м.
• Максимальная толщина листового материала: оцинковка – 0,6 мм, алюминий – 0,7 мм, медь – 1 мм.
• Количество рабочих циклов, которые будут осуществляться без переналадки или ремонта, – 1200.
• Максимальный угол сгиба металлопрофиля, получаемый без ручной доводки, – 120 градусов.
• Крайне нежелательно использование заготовок из специальных сталей (например, из нержавейки).
• В конструкции листогиба следует избегать сварных соединений, плохо переносящих знакопеременные нагрузки.
• Следует максимально ограничить количество деталей листогибочного станка, которые вам необходимо будет заказывать на стороне, прибегая к помощи токарей или фрезеровщиков.

Очень сложно найти чертеж устройства, которое бы удовлетворяло всем этим требованиям, но можно доработать наиболее удачное из них.

Самая популярная конструкция листогиба и ее улучшение

Конструкцию ручного листогибочного станка, показанную на чертеже №1, можно без труда усовершенствовать. По приведенному чертежу видно, что приспособление для гибки листового металла состоит из таких элементов, как:

Чертеж №1: Для постройки нашего листогибочного станка мы применим данную схему

1. подушка, изготовленная из дерева;
2. опорная балка из швеллера 100–120 мм;
3. щечка, для изготовления которой используется лист толщиной 6–8 мм;
4. подвергаемый обработке лист материала;
5. прижимная балка, сделанная из уголков 60–80 мм, соединяемых при помощи сварки;
6. ось для вращения траверсы (изготавливается из металлического прутка диаметром 10 мм);
7. сама траверса – это уголок с размерами 80–100 мм;
8. рукоятка приспособления, изготавливаемая из прутка диаметром 10 мм.

У траверсы листогиба (пункт 7), которую согласно изначальному чертежу предполагается делать из уголка, условно показан вариант исполнения из швеллера. Такая модернизация в разы увеличит выносливость траверсы, которая при использовании уголка в определенный момент неизбежно прогнется посередине и перестанет в этом месте создавать качественный сгиб лист. Замена на швеллер позволит делать не 200 сгибаний без рихтовки или замены данного элемента (что при более-менее активной работе весьма немного), а более 1300.

Чертеж №2: Основные элементы листогиба

Чертеж №2 позволяет более детально разобраться в конструкции самодельного листогиба:

1. самодельная струбцина, сделанная из подходящего уголка (40-60 миллиметров) и винта с пяткой и воротком;
2. щечка;
3. швеллер, выступающий в роли опорной балки станка;
4. кронштейн прижимной балки, выполненный из уголка 110 миллиметров;
5. сама прижимная балка листогиба;
6. ось вращения траверсы;
7. сама траверса.

Усиливаем прижимную балку

Ниже мы рассмотрим схему усиления прижимной планки. Однако, если в качестве прижима у вас изначально будет достаточно массивный уголок, а гнуть чрезмерно толстые листы на своем листогибе вы не планируете, то вполне можно обойтись без усиления прижимной планки описанным способом.

Стоит ли связываться с усилением прижима, зависит от условий работы станка

Чтобы продлить срок службы прижимной балки и сделать его сопоставимым со сроком службы траверсы, следует дополнить данный элемент конструкции, который изначально по чертежу выполнен из уголка, основой из металлической полосы с размерами 16х80 мм. Переднему краю данной основы нужно придать угол 45 градусов, чтобы выровнять ее плоскость с плоскостью самого прижимного уголка, а непосредственно рабочей кромке данного элемента следует сделать фаску около 2 миллиметров.

На чертеже №2 полученная деталь в разрезе указана на дополнительном рисунке вверху справа. Эти меры позволят металлу прижима работать не на изгиб (что крайне нежелательно), а на сжатие, тем самым многократно увеличивая срок службы без ремонта.

Также следует позаботиться о фрезеровке нижней плоскости прижимной балки, которая и формирует сгиб. Неровность данной плоскости, согласно общепринятым правилам, не должна превышать половины толщины сгибаемой заготовки. В противном случае согнуть заготовку ровно, без вздувшейся линии сгиба, не получится. Следует иметь в виду, что отдавать балку на фрезеровку следует только тогда, когда на ней уже есть все сварные швы, поскольку их выполнение приводит к изменению геометрических параметров конструкции.

Повышаем надежность креплений станка

В листогибочном станке есть еще один большой недостаток – схема его крепления к рабочему столу. Струбцины, которые предусмотрены в данном приспособлении, являются очень ненадежным вариантом крепления, особенно если учитывать быструю утомляемость сварных швов. От таких крепежных элементов можно вообще отказаться, что также позволит избежать необходимости использования сварных соединений и щек. Решить эту задачу позволяют следующие действия:

• изготовление опорной балки, которая будет выступать за пределы рабочего стола;
• проделывание U-образных проушин на концах опорной балки;
• крепление опорной балки к рабочему столу при помощи болтов (М10) и фасонных гаек с лапами.

Если щек в усовершенствованном листогибочном станке уже не будет, то как к нему прикрепить траверсу? Решить такой вопрос можно достаточно просто: использовать для этого дверные петли-бабочки, которые обычно применяются для навешивания тяжелых металлических дверей. Крепить такие петли, обеспечивающие достаточно высокую точность, можно при помощи винтов с потайной головкой. На чертеже №2 это дополнительно проиллюстрировано внизу справа.

Согнуть на листогибочном станке с траверсой, закрепленной на петли-бабочки, можно множество заготовок, так как эти петли отличаются очень высокой надежностью.

Материалы для пуансона и матрицы

В ходе производства оснастка претерпевает следующие воздействия:

1. Повышенное давление;
2. Высокотемпературный фон (при горячих процессах);
3. Холодные температуры (во внештатных случаях принудительного охлаждения);
4. Резкие перепады температурной среды;
5. Контакт с жидкостной средой.

С учетом перечисленных факторов матрица и пуансон для штампа должны быть изготовлены из материала с следующими качествами:

• повышенная прочность;
• стойкость перед износом;
• устойчивость перед коррозией.

Кроме того, при нагревании материал не должен сильно менять размеры – это чревато порчей изготавливаемых деталей. Учитывается и то, что некоторые материалы при повышенном температурном фоне изменяют свойства. Так, легированная сталь под воздействием жара приобретает хрупкость, поэтому пуансоны из нее для горячих процессов не используют.

Как работают матрицы и пуансоны

Другими словами, штамп считается приспособлением, который при помощи давления может изготовить заготовку необходимой формы и размера. При штамповке различных деталей он является наиболее важным инструментом. Когда вместе с ним применяется полиуретан, то из него делают качественную матрицу, которая будет ответным узлом штампа.

При сборке любого вида штампа конструкция этого приспособления всегда полностью совпадает с режущей кромкой матрицы. Другими словами, подобное изделие является замыкающим узлом, который способен создать верхнюю часть заготовки. Набором пуансонов называется небольшой пресс, который может качественно маркировать или делать штамповку разных узлов. С помощью этого приспособления есть возможность изготавливать заготовки любых габаритов или наносить качественную маркировку, которая может быть зеркальной или обычной.

Наборы пуансонов используются на металлообрабатывающих предприятиях, на которых практикуется прессование железных заготовок или изготавливаются листовые детали. В строительной сфере при помощи этого приспособления можно сделать блоки из газобетона, которые имеют различные пустоты.

Форма для использования на прессе

Изготовление матрицы для пресса имеет свои особенности и требования. От них зависит будущая форма.

1. Для пресса, чаще всего изготавливают разъемные формы.
2. Для придания круглой формы и пробивки отверстий, используют круглые изделия.
3. Чтобы сделать деталь из листового железа объемной, используют формовочные матрицы.
4. Если деталь в процессе работы требует гибки металла, используют гибочные матрицы.

Матрицы различаются по внешним признакам и назначению:

• бывают в виде круга;
• прямоугольника;
• слитными;
• разборными;
• профильными.

При изготовлении матрицы очень важно правильно подобрать металл. Твердость металла не должна быть меньше чем 57-65 HRC

В зависимости от сферы деятельности, используются разные виды металла:

1. Низкоуглеродистая закаленная сталь применяется дляпроизводства небольших партий деталей.
2. Твердые сплавы — инструментальная или легированная сталь, углеродистая применяется в серийном производстве.
3. Высоколегированная сталь использует если нет термической обработки.

Собственное производство

Пуансоны и матрицы для гибки металла изготавливаются из стали марок C45, C50, 42CrMo4, 1.2312. Каждый инструмент изготавдивается в соответствии с действующими требованиями. Для закалки стали применяется оптоволоконный лазер или ТВЧ. Твердость рабочей поверхности изделий составляет 52-55 HRC.

Можем изготовить ножи для гильотинных ножниц толщиной 3-25 мм и длиной до 4100 мм. Есть возможность производства матриц и пуансонов по индивидуальному заказу в соответствии с чертежами клиента. С нами Вы сможете укомплектовать пресс инструментами для решения любых, даже нестандартных задач по гибке и резке металлов.

Основные характеристики изделия

Абсолютно любой вид штампов имеет определенный гарантийный срок эксплуатации. Главными узлами этого приспособления являются матрица и пуансон, которые довольно быстро изнашиваются. Эти узлы необходимо регулярно менять, потому что они способны служить без замены около 5 лет. Оборудование вибрационных прессов устройств по штамповке имеет разную конструкцию. Это сделано для того, чтобы была возможность производить различные технические операции.

По этой причине при производстве цилиндрических штампов выполняется основательное шлифование. Мастера делают черновую обработку приспособления, а потом уже чистую шлифовку. Приспособление затачивается и полируется на последнем этапе его изготовления.

Чтобы сделать фасонные пуансоны, используется технологический оттиск. Приспособление закаливают в горячей печке в течение 10 минут. Далее приступают к финишной шлифовке. Чтобы получить изделие сложной формы, применяется большое количество специализированного оборудования. Тут почти невозможно обойтись без использования фрезерных и строгальных станков.

Подобное оборудование нужно для производства матрицы. Когда формы для пресса сделаны очень качественно, а пуансон снабжен точной линией среза, то штамп будет обладать высокой степенью износоустойчивости и большим сроком службы. Специалисты считают, что сделать штампы своими руками очень сложно. Для этого необходимо обладать многими знаниями в области обработки металлов.

Подготовка стеклоткани

Раскрой стеклоткани выполняют по шаблону, изготовленному из плотного картона по размерам матрицы. Если изделие имеет сложную форму, допускается, в порядке исключения, использовать раскрой стеклоткани, состоящий из нескольких отдельных элементов.

В зависимости от толщины детали готовится необходимое количество слоев материала, которые складируются в удобном, легкодоступном месте, в порядке их формования в матрице. Если между процессами раскроя стеклоткани и формования изделий предусматривается перерыв в несколько дней, необходимо строго соблюдать условия хранения материала.

Листогиб для толстых листов

Оптимальный вариант – вальцовый станок с электроприводом или пресс на гидравлике, поскольку вручную значительные объемы сгибать сложно, то воздействие должно оказываться быстрое и массивное.

Что собой представляет аппарат

Это стационарное оборудование, обладающее особенностями:

• выполнение из металла или твердого дерева;
• размеры превышают заготовку;
• есть подвижная и неподвижная части (валы, плашки, пуансон и матрица).

В остальном внешний вид зависит от конкретной модели.

Область применения

Аппараты используют на заводах, в автомастерских, а также в домашнем хозяйстве. Устанавливают на улице и в помещении.