Освоение обработочного заворота листового металла: техники, применения и экспертные советы

Листовой металл широко используется в автомобильной и электронной отраслях. Однако его острые края могут деформироваться со временем и представлять риск для безопасности. Для решения этой проблемы края часто загибаются в процессе, известном как обработочный заворот листового металла (sheet metal hemming).

Эта статья объясняет, что такое заворот, как он выполняется, типы заворотов и их основные применения по отраслям.

Сшитая одежда имеет складки по бокам для предотвращения деформации или разрыва. Точно так же тонкий листовый металл загибается, чтобы скрыть его заусенцы и улучшить прочность и устойчивость к деформации металла.

Обработочный заворот листового металла — это тип листовой металлообработки, при котором тонкий лист загибается и заворачивается на себя. Загиб может иметь закрытую форму, полностью соприкасаясь с поверхностью металла, или быть открытым с небольшой полостью между ними.

Первичная цель заворота — добавить структурную прочность и долговечность. Поскольку открытый край листового металла загибается, риск развития трещин и деформации на концах минимален. Кроме того, загибание листового металла улучшает эстетическую привлекательность. Сырой край, который острый и трудно полировать, становится гладче и идеален для полировки, когда загибается в кривую.

Заворот подходит только для высококалиберного листового металла (тонкие листы <=0,125″). Низкокалиберные листы (толстые листы) склонны к трещинам при загибании.

Обработочный заворот листового металла — многошаговый процесс, выполняемый в промышленности следующим образом:

Шаг 1: Выбор материала

Выбор материала критичен, так как не все типы листового металла подходят для заворота. Некоторые распространенные варианты:

• Нержавеющая сталь: Известна прочностью и долговечностью, подходит для тяжелых применений, но сложна в обработке.
• Холоднокатаная сталь: Обеспечивает прочность и гибкость без необходимости защитного покрытия.
• Алюминий: Легкий и коррозионностойкий, идеален для многих применений, но мягче и быстрее изнашивается.
• Медь и латунь: Дают уникальные цвета и покрытия, добавляющие эстетическую привлекательность, но мягки и не подходят для всех применений.

Шаг 2: Дизайн и подготовка

Доступны различные типы заворотов, каждый подходит для разных толщин материалов и специфических требований. Например, закрытый заворот может быть достаточен для простого, эстетично приятного края, но алюминий может требовать капельковидный заворот из-за своих структурных свойств.

Шаг 3: Разметка линии изгиба

Отметьте линию, где край должен загибаться. Обычно длина фланца должна быть в четыре раза больше толщины листа.

Шаг 4: Начальный загиб

Перед формированием заворота слегка загибайте лист под острым углом с помощью металлообрабатывающего инструмента или пресс-клещей. При использовании процесса роликового заворота пропустите этот шаг.

Шаг 5: Формирование заворота

После начального загиба используйте пресс для полного выпрямления загиба. Вставьте подкладку при необходимости, в зависимости от типа заворота.

Шаг 6: Финальные штрихи и инспекция

Полируйте и сглаживайте скругленный край. Инспектируйте конечную деталь на предмет повреждений или деформаций с помощью микрометра или другого измерителя для обеспечения правильной ширины и толщины заворота.

Фланец не всегда под 180 градусов, касаясь самого листового металла. Он может иметь разные геометрии. На основе этого существуют разные типы металлических заворотов:

Плоский или закрытый заворот (Flat or Closed Hem)

Закрытый заворот, самый популярный тип, также известен как спрессованный заворот (crushed hem). В этом случае возвращающийся фланец под 180 градусов к листовому металлу, без зазора между ними.

Плоский профиль легко изготовить — сгните край листового металла на 145 градусов, а затем выпрямите его прессом. Распространенные применения — корпуса бытовых приборов и автодетали, где нужен гладкий, скругленный завороченный край.

Плоский заворот совместим с несколькими толщинами и материалами. Профиль идеален для материалов толщиной от 0,40 до 0,125 дюйма. Свыше 0,125 дюйма (3 мм) лист может треснуть при загибании. Алюминий также не подходит для закрытого заворота.

Открытый заворот (Open Hem)

Открытый заворот немного похож на закрытый. Возвращающийся фланец под 180 градусов к листовому металлу, но между ними есть воздушный зазор.

Для создания лист загибается примерно на 145 градусов. Затем мы помещаем подкладку и выпрямляем прессом, с подкладкой внутри. Обычно зазор 0,06, 0,09, 0,125 и 0,250 дюйма.

Открытый заворот идеален для использования в качестве ручек и ручных применений, и идеален для материалов в пределах 0,125 дюйма. Однако он также ограничен материалом с толщиной в пределах 0,125 дюйма.

Капельковидный заворот (Teardrop Hem)

Капельковидный заворот имеет закрытый профиль, напоминающий форму слезы. Возвращающийся фланец загибается более чем на 180 градусов, образуя петлю. Для формирования этого профиля сначала сгните лист более чем на 90 градусов, а затем закатайте его с помощью инструмента для заворота металла. Здесь диаметр петли должен быть как минимум равен толщине листового металла.

Капельковидные завороты для хрупких и менее гибких материалов, которые не могут проходить плоский или закрытый заворот, как Алюминий. Они считаются отличными для устойчивости к деформации. Однако они немного дороже в производстве из-за кастомизированной наладки и квалифицированного труда.

Канатовидный заворот (Rope Hem)

Канатовидный заворот похож по внешнему виду на капельковидный, но возвращающийся фланец плоский с одного конца. Для создания канатовидного заворота, заворот сначала создается как открытый заворот, а затем прессуется. Аналогично капельковидному завороту, этот тип подходит только для менее кучных материалов.

Существует два пути выполнения операции металлического заворота:

Процесс заворота матрицей (Die Hemming Process)

Процесс заворота матрицей — традиционный метод загиба сырьевых краев листового металла. Метод использует выпрямляющую матрицу и пресс для формовки металла по всей его длине под заданными углами.

Заворот матрицей происходит в два шага. Начинают с предзаворота, где край загибается до начального угла, например 145 градусов, с помощью пресс-клещей. Финальный заворот полностью выпрямляет лист и завершает форму заворота, используя другую часть того же инструмента заворота листового металла.

Этот процесс в основном используется для производства плоских, простых панелей и не гибок в обработке сложных форм. Хотя начальные вложения в оборудование для заворота матрицей высоки, он предлагает низкие циклы, что делает его довольно подходящим для массового производства.

Процесс роликового заворота (Roll Hemming Process)

Роликовый заворот — передовой процесс, использующий роботов или ручные станки с роликами для загиба краев листового металла. Ролики проходят вдоль краев, методично загибая их до желаемых углов в несколько шагов. В этом процессе ориентация листа может меняться для загиба по дизайну. Эта гибкость делает его идеальным для разнообразных и сложных геометрий деталей.

Хотя заворот позволяет быструю смену между разными производственными задачами благодаря быстрым программным настройкам, он особенно экономичен. Он может обрабатывать и низкие, и высокие объемы задач эффективно.

Более того, стоимость инструментов для роликового заворота значительно ниже, чем для заворота матрицей, но циклы немного длиннее из-за инкрементальной природы загиба с заворочными роликами.

Советы для успешного заворота

Добавление заворота в листовый металл имеет и эстетические, и структурные преимущества. Однако сложность процесса требует экстремальной осторожности. Иначе он может навредить вместо пользы.

Правильный выбор материала

Выбор материала критичен, так как не все материалы достаточно кучны для выдержки загиба. Некоторые материалы, как чугун, могут лопнуть при загибании. Материалы как алюминий обычно подходят только для плоских заворотов. Низкокалиберные (толстые) листовые металлы свыше 0,125 дюйма также склонны к трещинам.

Точная подготовка и измерение

Сгибаемый край должен иметь стандартную длину и радиус, иначе он может треснуть. Стандартная длина фланца должна быть в четыре раза больше толщины металла (в открытом завороте), а диаметр (в случае закрытого заворота) должен быть как минимум равен толщине материала.

Использование подходящих инструментов

Процесс заворота должен выполняться с использованием гибочных инструментов, либо пресс-клещи, либо заворочный ролик. Для простого плоского заворота или массового производства используйте пресс-клещи. Заворочный ролик подходит для загибов на сложных геометриях.

Постепенная техника загиба

Применяйте двухступенчатую технику загиба для эффективных результатов. Начните с загиба металла под острым углом в V-образной матрице. Затем завершите процесс, выпрямив его прессом. Этот постепенный подход помогает управлять напряжением в материале, снижая риск повреждения.

Заворот — популярная техника загиба благодаря множеству преимуществ:

• Улучшенная структурная целостность

Заворот усиливает листовый металл, загибая его края, что удваивает толщину материала в критических точках. Это не только увеличивает прочность и долговечность металла, но также снижает риск деформации под нагрузкой или стрессом.

• Повышенная эстетическая привлекательность

Полировка и отделка сырого края листового металла может быть сложной и иногда невыполнимой. Эти острые края также представляют риск безопасности. Заворот производит гладкий, скругленный край, который легче полировать, улучшая общую эстетическую привлекательность металлического компонента.

• Лучшая устойчивость к износу и повреждениям

Сырой листовый металл с тонкими краями подвержен деформации и износу. Когда загибается, нежные края получают двойную толщину, что повышает их устойчивость к физическим повреждениям. Этот процесс эффективно запечатывает края, снижая воздействие экологических факторов, ведущих к коррозии и износу.

Помимо множества преимуществ, у процесса есть и несколько недостатков:

• Требует специализированного оборудования и инструментов

Обработочный заворот листового металла не может быть выполнен обычными гибочными или механическими инструментами; он требует специализированного пресса или роликовой установки для заворота. Это специализированное оборудование дороже по сравнению со стандартными инструментами.

• Затратный по времени процесс

Процесс заворота включает серию шагов, от предзаворота до финального выпрямления, каждый из которых занимает время. Этот многошаговый процесс удлиняет производственные сроки.

• Сложность и требование мастерства

Заворот требует внимания к деталям на каждой стадии, от начального дизайна и стандартного размерования загибов до финальной отделки металла. Эта сложность требует квалифицированных операторов с специфическим обучением и знаниями металлообработки.

Заворот находит применение в областях, где нужно усилить края листового металла, скрыть несовершенства или закрепить два листа вместе без крепежа. Некоторые применения:

Отрасль	Применения
Автомобильная промышленность	Капоты, багажные крышки, двери, крылья
Производство приборов	Холодильники, печи, стиральные машины, сушилки
Мебельное производство	Письменные столы, полки, шкафы
Строительство и здания	Металлические двери, окна, рамы
Аэрокосмическая промышленность	Авиационные панели, двери
Электронные корпуса	Корпуса и оболочки для электроники

Заворот часто путают с двумя похожими процессами формовки металла — стыковкой (seaming) и металлическим жогом (jog). Однако он отличается от обоих.

Заворот листового металла vs Стыковка

В завороте листовый металл загибается на себя, с полостью или без. Он может иметь разные поперечные сечения в зависимости от типа заворота. Первичная цель металлического заворота — усилить металлические края и улучшить структурную целостность материала.

Дизайн стыковки в листовом металле похож по форме на открытый заворот — то же U-образное поперечное сечение. Однако его цель — герметизировать и зацепить края двух отдельных кусков листового металла.

Металлический жог vs. Заворот листового металла

Заворот включает загибание края листового металла обратно на себя, создавая одну кривую, устанавливающую и сглаживающую край. С другой стороны, жог (или догoggler) включает создание двух противоположных загибов близко друг к другу в листовом металле, результатом чего является Z-образное смещение, облегчающее сборку деталей.

Цель заворота — долговечность и внешний вид края, в то время как жоги улучшают сборку и подгонку металлических компонентов.

Заключение

Листовой металл по своей природе слаб и склонен к загибанию. Операция заворота, выполняемая с использованием специализированных инструментов, повышает прочность за счет удвоения толщины на краях. Этот загиб также скрывает несовершенства и облегчает полировку завороченных краев, тем самым улучшая общую эстетику компонента. Заворот в первую очередь повышает структурную целостность и внешний вид, но открытые завороты могут также служить швами.

Если вы ищете проектирование деталей листового металла и нуждаетесь в плазменной, лазерной резке или гибке. Тогда выберите услуги листовой металлообработки RapidDirect для всех ваших нужд, от малообъемных сложных компонентов до массового производства. Мы можем выполнить ваши требования с командой экспертных фабрикаторов, придерживающихся высочайших стандартов качества, обеспечивающих точность в каждой произведенной детали. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать!

FAQ

Какова типичная длина заворота в листовом металле?

Типично заворот выполняется на листовом металле толщинами 0,040″ – 0,125″. В открытых заворотах длина возвращения заворота обычно в 4 раза толщины заворота. Тогда как в закрытых заворотах — 6 раз толщины металла. Так что его максимальная длина 0,75 дюйма.

Какая рекомендуемая длина для заворота на листовом металле?

Для создания открытого заворота длина заворота должна быть в пределах 0,16 – 0,5″, в зависимости от толщины листового металла. В закрытых заворотах длина должна быть в пределах 0,24 – 0,75″.

Какова цель заворота?

Цель заворота — улучшить структурную целостность и долговечность листового металла, предотвращая его деформацию или коррозию. Загнутый край легко полируется, что улучшает общую эстетику компонента.

Какую длину дает освобождение заворота в листовом металле?

Это зависит от толщины листа и типа заворота. Например, если вы освободите плоский заворот в листовом металле 0,125″, полученная длина 0,5″ (4 x 0,125).