Как согнуть алюминиевый профиль своими руками?

В сортамент алюминиевых труб входят изделия, различные по техническим характеристикам

Алюминиевые изделия благодаря пластичности податливы любым механическим воздействиям. Согнуть алюминиевую трубу довольно просто даже в домашних условиях, при этом она останется целой и невредимой. Довольно лишь соблюсти некоторые особенности этой операции.

Что такое процесс сгибания и как согнуть алюминиевую трубу

При сгибании прямой алюминиевой трубы под каким-либо углом происходит деформация структуры металла, а именно — внутренний слой профиля сжимается, а внешний растягивается. Так как алюминий имеет достаточно низкую плотность, то сгибание наименьшим образом травмирует изделие. Легированный алюминий обретает большую плотность в процессе производства, поэтому такие марки трубных изделий гнутся не так легко.

Гибкость позволяет монтировать из алюминиевых труб конструкции самых замысловатых форм, сохраняя сечение и целостность заготовок. Сам процесс сгибания происходит вручную, при помощи нехитрых приспособлений, либо с использованием специализированных механизмов, с применением разогрева заготовки или в холодном состоянии. Все зависит от размера, вида и структуры изделия, толщины стенок, сложности выгибаемых форм.

Есть 4 основных вида гибки алюминиевой трубы (одна плоскость): отвод, скоба, утка, калач. Заготовка с двумя сгибами в 135 град. – это утка, с тремя сгибами – это скоба (угол в центре 90 град., по краям 135 град.), с изгибом в полуокружность – калач, со сгибом в 45-135 град. – это отвод. При гибке нужно руководствоваться такими правилами:

• если алюминиевая труба имеет сварной шов, то сгибать ее нужно так, чтобы шов не проходил ни по вогнутой, ни по выпуклой линии сгиба (перпендикулярно сгибаемой поверхности);
• если диаметр изделия составляет 15-20 мм, то радиус сгиба должен быть не меньше величины внешнего диаметра, умноженного на 2;
• если диаметр заготовки свыше 25 мм, то радиус сгиба должен быть не меньше величины внешнего диаметра, умноженного на 3.

Алюминий — очень мягкий металл, и несоблюдение правил сгибания приведет к разрыву трубы

Совет! Какой бы вариант гибки ни был выбран, главная задача – избежать трещин, надломов, сплющивания, сморщивания вогнутой части. Это значит выбрать правильный метод и инструмент, соблюдать правила безопасности при гибке в домашних условиях.

Чем поможет трубогиб

Трубогиб – общее название специальных устройств с различным принципом действия, применяемых для ручной или станочной гибки труб и профильных, и круглых, как в домашних условиях, так и в профессиональных мастерских.

С помощью ручного трубогиба гнут алюминиевые пластичные тонкостенные изделия с малым диаметром. Среди них:

• рычажный трубогиб (станок Вольнова) – заготовка закладывается в форму, где под воздействием рычажной силы изгибается без нагревания. Форма сделана под определенный диаметр;
• арбалетный трубогиб – заготовка закрепляется в конструкции, где гнущий сегмент продавливает середину трубы в противоположную концам сторону;
• пружинный трубогиб – в трубу закладывается пружина, необходимого диаметра, и после нагревания заготовки, либо холодным способом производится изгиб, после чего пружина вынимается.

Станочная гибка призвана сгибать заготовки разнообразных диаметров и форм с минимальным риском повреждения. Это электромеханические и гидравлические механизмы, обеспечивающие точный результат сгибания согласно заданным параметрам. Такое оборудование обеспечивает следующие методы изгибания:

• метод проталкивания – сгибание путем толкания алюминиевой трубы (Ø до 100мм) между роликами трубогиба, где один из роликов выполняет функцию отклонения. Изгиб получается дугообразный с минимальным радиусом искривления (радиус изгиба равен диаметру трубы, умноженному на 6);
• метод проката – сгибание путем прокатывания алюминиевой трубы (Ø от 10мм до 100мм) через гибочные ролики, которые подбираются строго под диаметр изгибаемого изделия. Такую операцию можно выполнить с помощью трехвалкового трубогиба, который выполняет сгибание кольцом, спиралью, дугой. Используется как для круглого, так и для прямоугольного профиля. Прокатывание проделывают несколько раз;
• метод обкатывания – сгибание путем воздействия обкатной головки трубогиба. Шар головки прогибает трубу под давлением, а где нет давления, труба прогибается в противоположном направлении. Нагревание не применяется. Во избежание сжатия заготовки минимальный радиус изгиба должен быть равен 3 радиусам трубы;
• метод сгибания давлением — сгибание путем прессовки штампами (деформация извне) или гидроформованием (деформация изнутри путем подачи воды или масла в трубу под давлением, изделие выгибается в границах формы).

Трубогиб даже самой простейшей конструкции в разы снижает риск порчи заготовки при гибке

Как согнуть алюминиевую трубу в домашних условиях

Для начала необходимо определить марку трубы, диаметр и толщину стенки. Если решено гнуть алюминиевые конструкции дома и не единожды, то без ручного трубогиба не обойтись. Купить такое приспособление сейчас не составит труда, выбор очень большой. Соорудить элементарный трубогибочный станок или стенд также возможно.

Есть также несколько способов, как согнуть алюминиевую трубу без трубогиба в домашних условиях. Такие методы подходят для небольших объемов работ.

Способ 1. Заполнить трубу просеянным, сухим, мелким песком, концы заглушить чопами, медленно сгибать заготовку (можно даже вручную), закрепив один конец в хомут. Согнуть заготовку и высыпать песок. Песок позволит сохранить округлость сечения, а в условиях минусовой температуры его может заменить вода, заледеневающая в трубе. После сгибания нужно поместить готовую деталь в тепло, чтобы лед растаял.

Способ 2. Если труба не пластичная (дюралюминий), то используем способ 1 с песком и газовую горелку. Закрепить трубу одним концом в тисках, разогреть равномерно участок сгиба (250 о С). Поднести к разогретому месту кусочек бумаги, если он дымится, изделие готово к сгибанию. Сгибать медленно. Нельзя допускать многократного нагрева одного и того же участка заготовки.

Способ 3. Изготовить из дерева плоский полукруглый шаблон (толщина больше диаметра заготовки) с нужным радиусом сгиба, закрепить его на плоскости струбцинами или болтами. Рядом с шаблоном крепится доска такой же толщины с уклоном, так, чтобы труба плотно легла между ними. Заложить трубу одним концом к направляющей доске касательно полукруга, второй ее конец загибать вдоль шаблона. Использовать такой метод можно для пластичных труб любого сечения Ø до 40мм. Способ применим для сгибания большим радиусом.

Заполнение трубы обычным песком позволяет гнуть ее вручную без риска повредить или сломать заготовку

Способ 4. Заполнить трубу песком по способу 1, концы заготовки кладем на две опорных, устойчивых плоскости, так, чтобы место сгиба было на весу. Резиновой киянкой формируем нужный изгиб в месте, которое не прилегает к опорам. Способ хорошо подходит для изделий квадратного сечения.

Способ 5. Поместить в участок сгиба заготовки стальную пружину меньшего диаметра, к концу которой привязать проволоку. Согнуть трубу до нужной формы и вытащить пружину, потянув за проволоку. Место сгиба можно разогреть при необходимости.

Важно! Длина трубы после сгибания может поменяться, поэтому необходимый отрезок трубы следует формировать после гибки.

В домашних условиях или специализированных мастерских согнуть алюминиевую трубу своими руками или при помощи трубогиба сегодня не вызовет затруднений. Главное выполнить процесс гибки профессионально, а для этого нужно сделать правильный выбор метода и приспособления, знать материал и измеримые данные трубы.

Как согнуть алюминиевую трубу в домашних условиях – выбор способа и оборудования

Алюминиевые изделия в настоящее время очень разнообразны и востребованы, что свидетельствует о том, что этот материал эффективен и незаменим во многих областях жизни. Одной из самых популярных разновидностей продукции данного типа является алюминиевая труба.

Особенности алюминиевых труб

Алюминиевые трубы отличаются малым весом, пластичностью, стойкостью к коррозии, химическим и температурным воздействиям (способны переносить колебания температуры от +150 до -279 градусов).

Кроме того, эти изделия имеют высокую электро- и теплопроводность, не содержат вредных токсинов и способны служить длительное время. Из алюминиевых трубок своими руками можно изготовлять самые разные конструкции.

Алюминиевые трубы классифицируют по следующим параметрам:

1. Форме сечения. Они могут быть круглой, квадратной, прямоугольной и фасонной форм.
2. Способу изготовления. Бывают холоднодеформированными, прессованными и сварными.
3. Длине. Мерные, немерные, имеющие кратную мерность и бухтовую фасовку.
4. Химическому составу (марка АI). Могут иметь высокую или техническую чистоту.

Чтобы сделать сплав более прочным, в него добавляются определенные примеси: однако при этом степень его пластичности уменьшается. Пластичность алюминиевых изделий делает их более удобными для механической обработки. Сгибание алюминиевой трубы отличается значительной простотой, и может быть проведено самостоятельно. Чтобы достичь цельности и невредимости сгибаемого изделия, важно заранее ознакомится с технологией данного процесса.

Как согнуть алюминиевую трубу

Сгибая прямую алюминиевую трубу под любым углом, мы тем самым деформируем структуру металла. Происходит сжимание внутреннего слоя профиля, и растягивание внешнего. Для алюминия характерна довольно низкая степень плотности, поэтому в результате сгибания данные изделия травмируются довольно незначительно. Что касается легированного алюминия, то по причине большей плотности процедура сгибания изготовленных из него труб отличается большей сложностью.

Благодаря гибкости алюминиевые трубы хорошо подходят для изготовления самых замысловатых конструкций, при сохранении их сечения и целостности. Сгибать такие изделия можно ручным способом, для чего применяются нехитрые механизмы или специализированные приспособления. Заготовка при этом может разогреваться или оставаться холодной. Обычно на этот фактор влияет размер, вид и структура сгибаемой трубы, толщина ее стенок и сложность выбранной конфигурации.

Гибка алюминиевых труб в одной плоскости может иметь вид отвода, скобы, утки и калача. Заготовки, имеющие два сгиба в 135 градусов, называются уткой, три сгиба – скобой (параметр центрального угла – 90 градусов, крайнего – 135 градусов). Изгиб в виде полуокружности называется калачом, а сгиб в 45-135 градусов – отводом.

Осуществляя сгибание, важно придерживаться следующих рекомендаций:

1. При наличии у алюминиевой трубы сварного шва во время сгибания он не должен попасть ни на вогнутую, ни на выпуклую линию изгиба, перпендикулярно деформируемой поверхности.
2. На изделиях диаметром 15-20 мм при выборе величины радиуса сгиба за ориентир берется показатель наружного диаметра, который удваивают.
3. Заготовки, обладающие диаметром более 25 мм, оснащаются радиусом сгиба, равной величине наружного диаметра, умноженного на 3.

Вне зависимости от выбранного варианта гибки, главная задача — не допустить, чтобы в процессе гибки появились какие-то дефекты. Решая задачу, как согнуть алюминиевую трубу в домашних условиях, важно понимать, что в этом случае все зависит от правильности выбора способа и инструмента, а также соблюдении правил безопасности.

Как работать с трубогибом в домашних условиях

Трубогибами называют специальные механизмы, для которых характерен различный принцип действия. С их помощью реализуется ручная и механическая гибка труб профильного и круглого сечения в условиях производства или дома.

Существуют следующие виды ручных трубогибов, подходящих для сгибания пластичных тонкостенных изделий из алюминия, обладающих малым диаметром:

• Рычажный. Этот механизм еще называют станком Вольнова. Для закладки заготовки в нем предусмотрена специальная форма. Сам процесс сгибания не требует нагревания трубы, и осуществляется рычажной силой. Форма соответствует определенному диаметру.
• Арбалетный. Конструкция, в которой закрепляют заготовку, оснащена гнущим сегментом, осуществляющим продавливание середины трубы с противоположной от концов стороне.
• Пружинный. Перед изгибанием труба оснащается пружиной, которую закладывают внутрь изделия. Далее заготовку могут разогревать, или применять холодный метод сгибания. По окончанию процедуры пружину необходимо извлечь.

При помощи станочной гибки существует возможность решения вопроса как согнуть, и как выпрямить алюминиевую трубку самого различного диаметра и формы. Риск ее повреждения сведен практически к нулю.

Данные механизмы могут иметь электромеханический или гидравлический принцип работы, что гарантирует получение точного результата работы, согласно выдвигаемым требованиям. Также есть способы, как загнуть трубу без трубогиба, что весьма удобно, когда под рукой нету необходимого инструмента.

Способы гибки

В данном оборудовании могут применяться такие способы гибки:

• Проталкивание. В этом случае алюминиевую трубу толкают между роликами станка: на один из роликов возлагается задача отклонять заготовку. Таким образом достигается получение дугообразного изгиба, при очень незначительном радиусе искривления. Величина радиуса изгиба определяется умножением на 6 диаметра трубы.
• Прокат. Алюминиевую трубу диаметром от 10 до 100 мм прокатывают сквозь гибочные ролики, которые должны строго соответствовать диаметру изгибаемой трубы. Для осуществления этой операции применяют трехвалковый трубогиб, который способен выполнять сгибания в виде кольца, спирали и дуги. С его помощью можно обрабатывать как круглый, так и прямоугольный профиль. Прокатка осуществляется в несколько заходов.
• Обкатывание. Для сгибания задействуется обкатная головка трубогиба, которая сгибает заготовку под давлением. На участках без давления происходит прогибание трубы в противоположную сторону. Нагревание обкатывание не сопровождается. Чтобы заготовка не сжималась, нужно следить за соблюдением минимального радиуса сгиба: она равняется умноженному на три радиусу трубы.
• Сгибание давлением. Тут для прессовки применяются штампы, деформирующие заготовки с внешней стороны, или гидроформирование, когда для сгибания изнутри в границах формы труба заполняется водой или маслом под давлением.

Самостоятельное сгибание алюминиевой трубы

Вначале определяют, трубу какой марки, диаметра и толщины стенок требуется согнуть. Если подобную процедуру требуется проводить время от времени, то лучше сразу обзавестись ручным трубогибом, благо, в продаже имеется огромный выбор различных моделей данного приспособление.

Кроме того, существуют и другие методы гибки труб в домашних условиях, особенно если речь идет о разовых мероприятиях:

1. Перед тем, как загнуть алюминиевую трубу в домашних условиях, в нее забивается сухой, мелкий, просеянный песок. На концы заготовки требуется одеть заглушки в виде чопов, после чего проводится медленное сгибание заготовки. Это можно делать даже вручную, однако один конец для удобства лучше закрепить хомутом. После того, как заготовка согнута, с нее высыпают песок: он необходим для сохранения округлой формы трубы. Если работа проводится в зимнее время, вместо песка можно использовать замороженную внутри воду. По окончанию процедуры деталь помещается в теплые условия для оттаивания льда.
2. Если требуется согнуть трубу со слабым уровнем пластичности (из дюралюминия), то при использовании способа с песком потребуется также наличие газовой горелки. Один конец трубы в таком случае зажимают в тиски, горелка же служит для равномерного разогревания участка изгиба до температуры +250 градусов. Для проверки оптимальности нагревания к трубе подносится кусок бумаги: появления дыма будет знаком готовности изделия к последующему изгибанию. При его проведении важно не спешить. Многократное нагревания того же участка трубы недопустимо.
3. В этом случае вначале происходит изготовления из древесины полукруглого шаблона, толщина которого должна превосходить диаметр заготовки. Сообщив ему нужный радиус изгиба, заготовку закрепляют на плоскости при помощи струбцин и болтов. Впритык к шаблону крепят доску, имеющую идентичную толщину и уклон: важно добиться хорошей плотности укладки трубы между ними. Заложив один конец трубы к направляющей доске по касательной относительно полукруга, вторым ее концом нужно проводить загибающие движения вокруг шаблона. Таким образом можно гнуть пластичные трубы диаметром до 40 мм на довольно значительные радиусы.
4. После того, как в трубу засыпан песок, она кладется двумя концами на две устойчивые опоры: место сгиба должно провисать. Этому участку и сообщается нужный радиус при помощи резиновой киянки. Особенно удобно таким образом изгибать квадратные алюминиевые трубы.
5. Участок заготовки, где проводится сгибание, изнутри оснащается пружиной из стали: на ее конец привязывается проволока. После приобретения трубой нужной формы пружину вытаскивают за эту проволоку. При необходимости, место сгибания можно разогреть.

Проводя подобные операции, важно помнить, что гибка ведет к изменению длины трубы, поэтому нужная длина участка выставляется уже после его сгибания. В целом, согнуть алюминиевую трубу в домашних условиях вполне возможно, главное подобрать для этого нужный инструмент, и строго следовать рекомендациям.

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.

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.

Оценка статьи:

Загрузка...

Сохранить себе в: