Как согнуть алюминиевый профиль своими руками

Как согнуть профильную трубу своими руками без специальных приспособлений

Профильные трубы незаменимы в процессе сборки каркасов для строительных конструкций. Теплицы, разнообразные парники, беседки и другие объекты возводятся с их помощью достаточно быстро и качественно. Однако все не так просто.

Чтобы согнуть такую трубу приходится использовать дорогостоящее специальное оборудование, что не всегда приемлемо для домашнего мастера. Давайте поговорим о том, как согнуть профильную трубу в домашних условиях.

Труба профильная – что это такое?

Профильной считается труба, имеющую отличное от круглого сечение. Оно может быть прямоугольным, овальным, шестиугольным или квадратным. Труба обладает повышенной прочностью, ведь ее грани берут на себя роль ребер жесткости.

Профильные изделия справляются со значительными нагрузками на изгиб, благодаря чему являются хорошим выбором для возведения металлокаркаса построек самого разного назначения.

Сырьем для производства профильных труб чаще всего становится высоко или низколегированная сталь. В зависимости от способа изготовления различают электросварные, холодно и горячекатаные, бесшовные трубы.

Изделия различаются толщиной стенки и высотой профиля. Такие трубы могут использоваться для изготовления различных деталей в форме рам, лестниц и перил. Чаще всего трубу профильную применяют в строительстве для сооружения арочных конструкций и в качестве замены железного бруса при возведении каркасов.

Навыки в деле гибки профильной трубы пригодятся домашним умельцам, желающим самостоятельно обустроить загородный участок:

Возможные осложнения в ходе работы

Собственно изгибание такой трубы представляет собой процесс придания элементу изогнуто-плавной конфигурации. Сделать это можно только под давлением, поскольку деталь имеет высокую прочность. Чтобы уменьшить необходимую для изгиба силу давления, можно использовать нагрев изгибаемого фрагмента.

Несмотря на кажущуюся простоту операции, в результате гибки не всегда получаются элементы нужной конфигурации. Довольно часто возникают проблемы. К числу самых распространенных осложнений относят три.

Первое заключается в том, что внутренняя сторона профиля складывается своеобразными складками, которые напоминают гофру. В правильном варианте она равномерно сокращается.

Вторая сложность – разрыв наружной стенки профильной трубы. В ходе гибки она растягивается. Иногда металл не выдерживает силового воздействия и лопается. Третья проблема в том, что труба, изменяя свою форму, способна утратить соосность элементов.

Это означает, что ее фрагменты в изогнутом состоянии будут лежать в разных плоскостях. А это недопустимо. Практика показывает, что все сложности происходят по причине ошибочного выбора способа гибки.

Чтобы выбрать его правильно, нужно учесть пластические возможности профильной трубы. Они определяются размерами и формой сечения, а так же толщиной стенок изделия. Исходя из этих величин, можно рассчитать минимально возможный радиус закругления. Пытаться выполнять закругление меньшего радиуса настоятельно не рекомендуется.

Чтобы определить минимальный радиус, нам потребуется высота сечения. Она рассчитывается следующим образом. Замеряется высота профиля, из нее вычитается удвоенная толщина стенки изделия.

Полученное число будет искомой высотой, обозначим ее h. Для труб с сечением в форме прямоугольника и квадрата действует следующее правило. Если высота профиля выше 20 мм, деталь выдерживает изгиб на участке, минимальная длина которого составляет hх3,5.

Изделия с профилем ниже 20 мм можно сгибать на участке длиной от hх2,5 и больше. Это правило справедливо для всех труб. Однако толщина стенки детали тоже влияет на ограничения в гибке.

Чем она тоньше, тем выше вероятность появления разрыва или смятия детали. Специалисты настоятельно не рекомендуют пытаться гнуть широкие изделия толщина стенок которых менее 2 мм. В этом случае оптимально воспользоваться сварочным аппаратом.

Еще один момент, о котором нужно знать. Трубы из низколегированных и углеродистых сплавов очень упруги и после сгибания могут как-бы «пружинить», пытаясь принять прежнюю форму.

Это предполагает дополнительную работу с изделием, поскольку его придется заново подгонять по заранее изготовленному шаблону. Поэтому рекомендуется выяснить значение пластического момента сопротивления данной профильной трубы и проводить изгибание с учетом этого показателя. Чем он меньше, тем меньше деталь будет «пружинить».

Особенности разных способов гибки профиля

Существует два основных метода гибки профильной трубы: холодный и горячий. Первый предполагает, что процесс изгибания выполняется без предварительного температурного воздействия на деталь.

Тогда как второй проводится только с предварительно разогретой трубой. Надо признать, что нагрев детали значительно увеличивает ее пластичность и облегчает процесс гибки.

Нормативов, строго регламентирующих использование холодного и горячего метода гибки для профильных изделий, не существует. Они есть только для труб с круглым сечением. Согласно этим нормам горячая гибка используется для деталей, диаметр которых составляет 100 мм и больше. Для прямоугольных и квадратных труб действуют несколько иные правила.

Читать еще:  Теоретическая масса металлопроката

Если предстоит разовая работа по гибке трубы, можно купить, но лучше взять в аренду гидравлический трубогиб с ручным приводом:

Технология гибки алюминиевого профиля

Алюминий — легкий и практичный материал, который часто используется для монтажа различных конструкций в домашних условиях. При необходимости получить гнутую заготовку, сделать это просто, чему поспособствуют низкая температура плавления и пластичность. О том, как выполняется гибка алюминиевого профиля на предприятиях и в домашних условиях, подробно рассказано далее.

Специфика работы

Есть лишь одна сложность при деформации заготовки из алюминия. Хоть материал весьма пластичен, в месте сгиба возможно появление трещин, а сам профиль может согнуться не так ровно, как хотелось бы. Но это случается не всегда, и чаще из-за недостатка опыта человека.
Если же использовать современное оборудование (которое доступно не только для крупных предприятий), проблема даже не проявит себя.

Для работ в домашних условиях понадобится не самое дешевое оборудование. Рекомендуется его приобретать, только если гибка алюминия является частью регулярно выполняемых работ. Теперь — о методах сгибания профиля при помощи машин и без них.

Классификация оборудования

Получить изогнутую алюминиевую деталь с максимально точным требуемым радиусом и минимальными потерями материала возможно при использовании профилегибочных устройств. Условно они делятся на 2 группы в зависимости от габаритов:

  • на неподвижной станине (крупные);
  • переносные (маленькие).

Еще одним критерием классификации выступает сам сгиб. Так, станок может изгибать заготовку:

  • по заданному радиусу;
  • под заданным или прямым углом.

Подробнее о представителях тех или иных групп — ниже.

Стационарное оборудование

Примером габаритной машины, задача которой — гибка алюминиевого профиля по радиусу, является профилегибочный станок. Основные рабочие органы оборудования — стационарные и подвижные ролики, геометрия которых повторяет контур заготовки в поперечном сечении. По числу роликов делятся на группы:

У первых два ролика вращаются в одном направлении и находятся на одной линии, осуществляя подачу профиля на третий ролик, вращающийся противоположно. Регулируя расстояние между двумя сонаправленными элементами, мастер изменяет радиус сгиба алюминиевой заготовки. Если требуется получить очень малый радиус, выполняют несколько проходов через ролики.

Четырехроликовые станки применяются при гибке профилей сложной формы (круги, спирали и т.п.). Два ролика также неподвижны и сонаправлены, а два других осуществляют изгиб нестандартного изделия. Радиус настраивается своими руками, либо на компьютере при наличии электронного управления.

У станков может варьироваться положение роликов. Оно бывает:

Первые подходят для элементов с большим сечением (высотой до 300 мм), вторые — для небольших заготовок (прокатная продукция) или особо сложных материалов (оконные профили). Теперь — пара слов об устройствах для гибки под углом.

Переносное оборудование

Примером такого агрегата является профилегибочный станок «АЛС». Его задача — гибка полос и металлических профилей сложной формы шириной до 160 мм и толщиной до 2 мм. Чаще применяется для сгибания широких профилей (например, при установке наружной рекламы — объемных букв), но для небольших тоже подойдет.

Отличительные особенности станка «АЛС»:

  • нет необходимости крепления к верстаку — встроенной опоры достаточно;
  • удобство транспортировки из-за малых габаритов и веса;
  • действие занимает одну секунду.

Самыми популярными устройствами данного формата являются «АЛС-А 90» и «АЛС-А 60». Первые изгибают заготовку на 90 градусов, вторые — на 60. Стоимость «АЛС» — порядка 6000 рублей.

Гибка профиля в домашних условиях

Наверняка те, кто регулярно занимается ремонтами, задавались вопросом, как согнуть алюминиевый профиль без дорогого оборудования. Ниже рассмотрено несколько способов выполнить работу своими руками.

Способ 1. Тиски и бруски

У незамкнутых профилей (например, П-образных) потребуется предотвратить потерю устойчивости стенок. Для этого необходимо использовать брусок-вкладыш, желательно, металлический, точно входящий в желоб паза. Последовательность действий мастера такова:

  • положить вкладыш внутрь профиля;
  • зажать заготовку в тисках так, чтобы края вкладыша и губ тисков совпадали;
  • слегка изогнуть профиль;
  • разжать тиски и выдвинуть профиль на полмиллиметра;
  • повторить два выше описанных шага, пока не получится требуемый гнутый профиль.

Способ прост, но далеко не точен — сложно получить ровное изделие с первого раза, однако опытный мастер сможет подкорректировать геометрию.

Способ 2. Самодельные ролики

Простейший способ создать аналог профилегибочного станка подразумевает следующие действия:

  • купить 2-4 ролика небольшого диаметра с шириной, чуть превышающей высоту профиля-заготовки;
  • закрепить изделие на ровной горизонтальной поверхности так, чтобы они могли свободно вращаться, а расстояние между ними было достаточным для прохождения профиля.

Вот и все. Чтобы загнуть заготовку в круг, будет достаточно двух роликов; для получения изделия определенного радиуса — минимум трех, причем один из них лучше сделать регулируемым, по аналогии с профилегибочными станками. Изделие из металла вставляется между роликами и аккуратно прокручивается. Пользователь контролирует прилагаемое усилие, ход работы и придерживает заготовку.

Читать еще:  Производство п образного профиля

Описанные выше способы работы своими руками — альтернатива дорогостоящим методам работы на оборудовании. Если же имеется возможность, а гибка заготовок из металла производится регулярно, стоит задуматься о покупке хотя бы компактного устройства по цене от 10 тысяч рублей. Если вы можете дать рекомендации о способах сгибания алюминиевого профиля различной формы, поделитесь информацией в обсуждении к статье.

Как правильно согнуть профиль из алюминия

Наиболее используемым видом металла для изготовления разнообразных изделий в домашних условиях является алюминий. Он достаточно легко гнется и обладает невысокой температурой плавления. Если ваше хобби заключается в том, чтобы что-то мастерить своими руками, то вы наверняка не раз задавались вопросом – как согнуть алюминиевый профиль. Приобрести профиль можно в специализированном магазине, который есть практически в любой местности. Одно из мест, где можно приобрести металл профиль Лобня.

Чтобы ровно и без трещин согнуть алюминиевый профиль вам потребуется газовая горелка, трубогиб, просеянный речной песок, листогиб, резак, трехроликовый прокаточный станок и мыло. Для начала нужно взять речной песок, который был просеян и прокалить его. Помните, что песок должен быть абсолютно сухим. Затем его плотно набивают в трубку, которую закрывают с помощью деревянных заклепок с двух сторон. Для того чтобы более уплотнить песок, одну из заклепок лучше забить с помощью молотка. Если вы все сделали правильно, то труба согнется ровно без образования «гармошек». Если же вы нарушите что-либо из оговоренных условий, то труба может принять форму эллипса или вообще порваться.

Чтобы сделать процесс гибки легче, можно дополнительно прогреть трубу, наполненную песком с помощью горелки. Тогда вам не потребуется прикладывать много усилий, и вы сможете согнуть трубу рукой. Если же количество труб, которые нужно согнуть достаточно большое, то лучше всего купить трубогиб на определенный диаметр. Тогда вы согнете трубы быстро и без особых затруднений. Для ускорения процесса необходимо нагревать металл.

Существует еще один способ гибки трубы. Сначала алюминиевую трубку нагревают до состояния пластичности, а потом заливают в нее воду и замораживают ее. После того, как вода полностью замерзнет – трубу можно гнуть. Чтобы она согнулась ровно, в нее помещают металлопластиковую трубку или пружину.

Загнуть алюминиевый уголок можно постепенно в несколько этапов предварительно нагрев его с помощью горелки. Чтобы гибка была выполнена качественно, следует использовать трехроликовый прокаточный станок. Также можно прокатать уголок на вальцах, у которых есть борт для уголка.

Для гибки алюминиевого листа необходимо воспользоваться резаком, который выточен из тонкого напильника. С его помощью на листе по заранее намеченным линиям делаются широкие прорезы на глубину не менее чем половина толщины листа. Затем лист аккуратно загибается в сторону канавки. Чтобы сделать прорезы можно также воспользоваться болгаркой. Глубина надреза при этом ограничивается, а лист прорезается ровно по размеченной линии.

Если размер листа небольшой — до 0,5 м, то на место загиба можно положить уголок, металлический швеллер или деревянный брусок, зафиксировать его и притянуть лист по направлению к себе. С помощью киянки с большой осторожностью потихоньку загибайте лист.

Гибка прессованных алюминиевых профилей

Прессованные алюминиевые профили подвергают гибке с применением одного из следующих четырех основных методов [1-3]:

  • Роторная гибка
  • Трехроликовая гибка
  • Гибка растяжением
  • Прессовая гибка

Минимальный радиус гибки

Минимальный радиус гибки алюминиевого профиля, при котором на нем еще не возникают трещины и другие повреждения, в значительно степени зависит от механических свойств алюминиевого сплава. Основными ограничивающими факторами для достижения малого радиуса гибки, являются относительное удлинение материала профиля и разница между пределом текучести и пределом прочности материала. Чем выше относительное удлинение материала и чем больше разница между его пределом текучести и пределом прочности, тем большую степень пластической деформации он сможет выдерживать без разрушения.

Алюминиевые сплавы применяемые для гибки

Лучшие показатели по пластическим свойствам и способностью к гибке имеют марки алюминия и сплавы серий 3ххх и 5ххх. Профили из сплавов серий 2ххх и 7ххх обладают высокой прочностью и малой пластичностью и поэтому редко подвергаются гибке. Сплавы серии 6ххх, например, сплавы 6060 и 6063, имеют достаточно высокие пластические свойства. Поэтому их часто применяют для изготовления гнутых деталей и изделий.

Состояния алюминиевых сплавов для гибки

Гибку алюминиевых профилей, например, из сплавов 6060 и 6063, можно производить на уже упрочненном алюминиевом сплаве (состояния Т5 и Т6), однако только при достаточно большом радиусе гибки. При гибке на малые радиусы обычно применяют профили в отожженном состоянии или в «полуупрочненном» состоянии Т4 – «закалка и естественное старение». Если для готовых гнутых профилей необходима высокая прочность, то их полное термическое упрочнение производят после выполнения операции.

Читать еще:  Как согнуть профиль для навеса

Если алюминиевые профили в состоянии Т4 производятся большими партиями, то нужно обеспечить, чтобы интервал времени между гибкой первого и последнего профиля в партии не был слишком длинным. Дело в том, что свежие профили в состоянии Т4 продолжают естественно набирать прочность в течение довольно длительного времени. Если этот интервал будет слишком длинным, то параметры гибки этих профилей, придется существенно корректировать, особенно при малых радиусах. Поэтому часто для обеспечения хорошей повторяемости операции гибки, алюминиевые профили подвергают отжигу.

Гибка, анодирование и порошковая окраска

Гибку алюминиевых профилей обычно производят до операции анодирования, так как хрупкий анодный слой при гибке может растрескиваться, особенно на участках, которые подвергаются растяжению. Порошковое покрытие может выдерживать гибку на большие радиусы, например, при изготовлении арок для окон и дверей методом трехроликовой гибки. Однако при малых радиусах гибки, на порошковом покрытии могут возникать повреждения, явные или скрытые. Скрытые повреждения могут проявляться через некоторое время в виде пониженной коррозионной стойкости.

Роторная гибка

Роторная гибка, является наиболее популярным методом гибки алюминиевых профилей. Этим методом производят, например, гибку профилей для рам окон пассажирских вагонов. Эта технология позволяет получать малые углы, и обеспечивает хорошую повторяемость размеров гнутых деталей.

Деталь закрепляется на массивном поворотном ролике (рисунок 1). Ролик и ползун имеют форму профиля, который подвергается гибке. Профиль поворачивается вместе с поворотным роликом, поэтому этот метод иногда называют гибкой с наматыванием. В процессе гибки, наружная часть профиля подвергается растяжению, а внутренняя – сжатию. Для того, чтобы предотвратить образование на профиле царапин и вмятин ролик и ползун изготавливают из полимерного материала, обычно, фторопласта.

Рисунок 1 – Роторная гибка [3]

Трехроликовая гибка

Роликовую гибку алюминиевых профилей применяют для больших радиусов гиба, например, арочных окон и дверей. Профиль прокатывается несколько или много раз между двумя нижними приводными роликами и вертикальным прижимным роликом (рисунок 2). Обычно для управления роликовой гибочной машиной применяют числовое программное управление (ЧПУ). Ролики для этой машины, изготавливают обычно из полимерных материалов.

Рисунок 2 – Трехроликовая гибка [3]

Гибка растяжением

Технология гибки растяжением, дает очень высокую точность. Что очень важно, при изготовлении трехмерной формы гнутого профиля [1]. По схеме деформирования это скорее формовка, чем гибка. Поэтому этот метод часто называют формовкой растяжением.

Профиль устанавливается между двумя зажимами и затем постепенно натягивается на неподвижную матрицу заданной формы (рисунок 3). Форма этой матрицы соответствует форме поперечного сечения профиля. Металл растягивается до верхнего предела пластичности и поэтому влияние упругой отдачи является незначительным.

Стоимость такого оборудования довольно высокая. Такой метод гибки-формовки алюминиевых профилей применятся в автомобильной промышленности, например, при изготовлении бамперов и элементов рамы.

Рисунок 3 – Гибка растяжением [3]

Прессовая гибка

Прессовая гибка, подходит для простой гибки больших партий алюминиевых профилей (рисунок 4). Гнутый профиль получают путем приложения усилия механического или гидравлического пресса на гибочную матрицу. Верхняя и нижняя матрицы имеют форму, которая задает форму гнутого профиля. Эти матрицы могут быть стальными или пластиковыми.

Рисунок 4 – Прессовая гибка [3]

Упругая отдача

Явление упругой отдачи является частой причиной несоответствия размеров согнутого профиля заданным размерам. Упругая отдача является результатом упруго-пластического деформирования материала профиля (рисунок 5). Гибочная машина изгибает профиль на заданный угол α2. После снятия изгибающего момента профиль «отпружинивает» на угол Δα. Этот угол Δα и называют углом упругой отдачи. Упругую отдачу обычно компенсируют гибкой профиля на угол, который больше заданного угла α2 на определенную величину. Эту величину перегиба определяют экспериментально или с помощью расчетов.

Рисунок 5 – Упругая отдача при гибке профилей [2]

Основными факторами, которые влияют на величину упругой отдачи, являются:

  • Модуль упругости материала
  • Предел текучести материала
  • Коэффициент деформационного упрочнения материала
  • Размеры поперечного сечения профиля
  • Радиус гибки.

Источники:

1. Design Manual, SAPA, 2014.

2. TALAT 3706 – European Aluminium Association, 1996

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: info@alucom.ru

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector