Станок холодной ковки своими руками: пневмопривод гибочного узла

Краткий ответ

Станок холодной ковки гнёт холодный пруток моментом, а не «просто силой»: остаточный изгиб получается, когда сечение целиком дошло до текучести, поэтому считают по пластическому моменту M = σ_т · Z. Здесь Z — пластический момент сопротивления сечения: d³/6 для круга, a³/4 для квадрата, b · h²/4 для прямоугольной полосы (h — размер в плоскости гиба). Усилие на штоке цилиндра, который поворачивает рычаг:

M = σ_т · Z     F = M · k / L

где M — момент гиба, Н·мм; σ_т — предел текучести стали, МПа; Z — пластический момент сопротивления, мм³; L — плечо рычага от оси гиба до линии силы цилиндра, мм; k — запас. Мы берём k = 1,69: это 1,3 на трение в оснастке и ещё 1,3 на просадку давления в сети, как в статье про пневматический трубогиб. Это допущение, а не норма: трение в вашей оснастке измерьте на образце.

Пример: квадрат 12×12 мм из Ст3 на рычаге 200 мм требует момента от 101,5 Н·м (по пределу текучести) до 207,4 Н·м (если учесть упрочнение стали при гибке и взять предел прочности). На штоке с запасом это от 858 до 1 752 Н, если сила цилиндра перпендикулярна рычагу, и от 1 210 до 2 471 Н, если цилиндр закреплён неподвижно и шток идёт по хорде при повороте на 90° (на концах хода сила нужна в 1,41 раза больше). Во втором случае Ø63 (1 870 Н при 6 бар) по верхней оценке не проходит, нужен Ø80 (3 016 Н).

Честная граница такая. Если сила цилиндра перпендикулярна рычагу (цилиндр качается вместе с ним), то на рычаге 200 мм и давлении 6 бар цилиндр Ø40–80 гнёт всё, что обычно кладут на ручной станок холодной ковки: круг и квадрат до 14 мм, полосу до 30×6 мм плашмя. Квадрат 16 мм по верхней оценке требует уже Ø100 (по нижней — Ø80), полоса 30×6 мм на ребро — Ø125 (по нижней — Ø80). При неподвижном цилиндре и ходе по хорде диаметр нужен на ступень-две крупнее: круг и квадрат до 12 мм — Ø50–80, круг 14 мм — Ø80, квадрат 14 мм и круг 16 мм — Ø100, квадрат 16 мм — Ø125, а полоса 30×6 мм на ребро уже за пределом Ø125: дальше начинается гидравлика. Кроме усилия есть два ограничения, о которых пишут реже: ход штока (спираль улитки одним ходом линейного цилиндра не выгнуть) и сжимаемость воздуха (точного радиуса без жёсткого упора не будет).

Готовых станков холодной ковки WAALPC не продаёт, гидравлики в нашем каталоге нет. Наш вклад — цилиндры, распределители, пневмозамки, дроссели и блок подготовки воздуха для гибочного узла; раму, шаблоны и оправки вы делаете сами. Родственные расчёты: гибка арматуры, трубогиб, листогиб; формулы усилия реза для пресса — в статье о пресс-ножницах.

Что гнёт станок холодной ковки и какие операции считаем

Холодной ковкой называют пластическую деформацию прутка или полосы без нагрева, по набору станков-приспособлений. По обзорам продавцов и мастеров, набор такой:

Приспособление	Что делает	Считаем в этой статье?
Гнутик	Гнёт заготовку под заданным углом или по дуге заданного радиуса	Да: это и есть гибочный узел
Улитка	Загибает спиральные завитки на конце прутка, полосы, трубы	Да по моменту; про ход штока и обороты — в разделе про ход
Волна	Даёт периодические изгибы в разные стороны	Да: тот же момент, но много ходов подряд
Глобус	Гнёт большие дуги из профильного прутка	Да: тот же момент, длинная дуга
Торсион, фонарик (твистер)	Закручивает заготовку вокруг продольной оси	Нет: там момент кручения, а не изгиба, это другой расчёт

Что кладут на такие станки: по каталогу продавца ручных станков холодной ковки — квадратные прутки до 14 мм, полосы до 20×5 и до 30×6 мм, сталь Ст3. Для других станков пределы иные. Под эти размеры мы и считаем. Сортамент заготовок задают ГОСТ 2590-2006 (круг), ГОСТ 2591-2006 (квадрат) и ГОСТ 103-2006 (полоса).

Физика: почему считаем по пластическому моменту

Пока момент меньше начала текучести, пруток пружинит и возвращается. Момент начала текучести — это σ_т · W, где W — упругий момент сопротивления. Когда сечение целиком дошло до текучести, образуется пластический шарнир и изгиб остаётся: это пластический момент M = σ_т · Z. Для одного и того же сечения он всегда больше момента начала текучести; отношение Z/W называют коэффициентом формы.

Сечение	Упругий W, мм³	Пластический Z, мм³	Z/W
Круг Ø d	π · d³ / 32	d³ / 6	1,70
Квадрат со стороной a	a³ / 6	a³ / 4	1,5
Полоса b×h (h — размер в плоскости гиба)	b · h² / 6	b · h² / 4	1,5

Разница ощутима. В статье про гибку арматуры для прутка Ø12 мм из А500С (σ_т = 500 МПа) дан момент начала текучести 84,8 Н·м. Пластический момент того же прутка — 500 · 288 = 144 Н·м, то есть в 1,7 раза больше; станок, рассчитанный на 84,8, пруток не согнёт, а только упруго прогнёт.

Полоса плашмя и на ребро. В формуле b · h² размер h стоит в квадрате. Полосу 30×6 мм плашмя гнут по толщине 6 мм: Z = 30 · 6² / 4 = 270 мм³. Ту же полосу на ребро гнут по ширине 30 мм: Z = 6 · 30² / 4 = 1 350 мм³. Момент растёт в 5 раз, то есть во столько, во сколько ширина больше толщины.

Упрочнение. При холодной гибке сталь упрочняется, и реальный момент выше расчёта по пределу текучести; упрочнение растёт с относительной деформацией, поэтому при малом радиусе гиба оно заметнее (общее правило пластической гибки). В справочной литературе по гибке деталей момент для упрочняющегося материала записывают как M = m · W · σ_т, где относительный момент m зависит от формы сечения, радиуса гиба и модуля упрочнения материала. Готового коэффициента упрочнения для Ст3 в этих источниках нет, поэтому мы даём вилку: нижняя оценка по пределу текучести σ_т и верхняя оценка автора по пределу прочности σ_в. Верхний ориентир — не строгая граница, а инженерная оценка: проверяйте станок на образце заготовки.

Сталь для расчёта

Заготовки для холодной ковки — чаще всего Ст3 по ГОСТ 535-2005 (сортовой прокат из углеродистой стали обыкновенного качества). Предел текучести проката до 20 мм по этому стандарту не менее 235 МПа (Ст3кп) и 245 МПа (Ст3пс, Ст3сп); фактический предел проката обычно выше гарантированного минимума. Предел прочности Ст3пс и Ст3сп — 370–480 МПа; в статье про пресс-ножницы сайт берёт для Ст3 диапазон 370–490 МПа, верх зависит от стандарта. Для расчёта берём σ_т = 235 МПа — это нижняя граница по стандарту, а не типичное значение (как в справочной таблице статьи про трубогиб; сам расчёт трубогиба ведётся по стали 20, σ_т = 245 МПа), и σ_в = 480 МПа — верх диапазона. В статьях про листогиб и пресс-ножницы на сайте берут σ_в = 400 МПа — типовое значение; здесь нужна верхняя оценка, поэтому 480.

Арматура и «неизвестная» сталь. Если вместо Ст3 попадётся арматурный пруток А500С (σ_т = 500 МПа по ГОСТ 34028-2016, как в статье про арматуру), момент по пределу текучести больше в 500 / 235 ≈ 2,1 раза. Марку стали лучше знать до покупки цилиндра.

Таблица усилий гибки: заготовка, момент, цилиндр

Расчёт для Ст3, плечо рычага L = 200 мм, запас k = 1,69. «Нижняя» оценка — по σ_т = 235 МПа, «верхняя (оценка автора)» — по σ_в = 480 МПа. Усилие F в четвёртом столбце — при силе цилиндра, перпендикулярной рычагу. Цилиндр выбран по усилию толкания при 6 бар: берём ближайший диаметр, усилие которого не меньше нужного. В последнем столбце верхняя оценка умножена на 1,41 — это неподвижный цилиндр и шток по хорде при повороте на 90° (объяснение в разделе про ход штока).

Заготовка	Z, мм³	M нижний / верхний, Н·м	F нижняя / верхняя, Н	Цилиндр: по нижней / по верхней оценке	Неподвижный цилиндр, ход по хорде 90°: верхняя × 1,41
Круг Ø10	167	39,2 / 80,0	331 / 676	Ø32 / Ø40	953 Н → Ø50
Круг Ø12	288	67,7 / 138,2	572 / 1 168	Ø40 / Ø50 (Ø50 даёт 1 178 Н против 1 168 Н: впритык)	1 647 Н → Ø63
Круг Ø14	457	107,5 / 219,5	908 / 1 855	Ø50 / Ø63	2 615 Н → Ø80
Круг Ø16	683	160,4 / 327,7	1 356 / 2 769	Ø63 / Ø80	3 904 Н → Ø100
Квадрат 10×10	250	58,8 / 120,0	496 / 1 014	Ø40 / Ø50	1 430 Н → Ø63
Квадрат 12×12	432	101,5 / 207,4	858 / 1 752	Ø50 / Ø63	2 471 Н → Ø80
Квадрат 14×14	686	161,2 / 329,3	1 362 / 2 782	Ø63 / Ø80	3 923 Н → Ø100
Квадрат 16×16	1 024	240,6 / 491,5	2 033 / 4 153	Ø80 / Ø100	5 856 Н → Ø125
Полоса 20×5 плашмя	125	29,4 / 60,0	248 / 507	Ø32 / Ø40	715 Н → Ø40
Полоса 30×6 плашмя	270	63,5 / 129,6	536 / 1 095	Ø40 / Ø50	1 544 Н → Ø63
Полоса 20×5 на ребро	500	117,5 / 240,0	993 / 2 028	Ø50 / Ø80	2 859 Н → Ø80
Полоса 30×6 на ребро	1 350	317,2 / 648,0	2 681 / 5 476	Ø80 / Ø125	7 721 Н → за пределом Ø125

Для другой стали числа пересчитываются линейно по σ_т (или σ_в), для другого плеча — обратно пропорционально L. Усилие любого диаметра быстро проверяет калькулятор усилия цилиндра.

Какой цилиндр это потянет

Усилие толкания F = P · A, A = π · D² / 4. При давлении сети 6 бар (0,6 МПа) ряд диаметров такой; ход 300 мм взят под поворот на 90° на плече 200 мм (см. следующий раздел). Артикулы — серия SC (шпильчатые цилиндры), все указанные диаметры есть в ассортименте WAALPC при ходе 300 мм.

Диаметр, мм	Усилие при 6 бар, Н	Усилие при 5 бар, Н	Артикул, ход 300 мм	Цена
32	483	402	SC-32-300	1 610 ₽
40	754	628	SC-40-300	1 920 ₽
50	1 178	982	SC-50-300	2 340 ₽
63	1 870	1 559	SC-63-300	2 880 ₽
80	3 016	2 513	SC-80-300	4 230 ₽
100	4 712	3 927	SC-100-300	5 100 ₽
125	7 363	6 136	SC-125-300	8 650 ₽

Серия SC — не ISO 15552: резьба штока (и на части диаметров резьба портов) совпадает с ISO, а крепление крышек нет. Для собственной рамы это не помеха, кронштейны делают под цилиндр. Если нужен именно ISO 15552 с демпфированием и магнитным поршнем, берут серию DSBC: например, DSBC-63-300-PPV-A — 9 780 ₽.

Тяга слабее толкания: со стороны штока площадь поршня уменьшена на площадь штока. У Ø63 со штоком Ø20 мм тяговое усилие при 6 бар около 1 680 Н против 1 870 Н толкающего. Проектируйте станок так, чтобы гиб шёл на выдвижении штока.

Пример расчёта: квадрат 12×12 мм, Ст3, рычаг 200 мм, угол 90°

1. Пластический момент сопротивления квадрата: Z = a³ / 4 = 12³ / 4 = 1 728 / 4 = 432 мм³.
2. Момент гиба по пределу текучести: M = 235 · 432 = 101 520 Н·мм ≈ 101,5 Н·м. По пределу прочности (верхняя оценка): M = 480 · 432 = 207 360 Н·мм ≈ 207,4 Н·м.
3. Сила на рычаге плечом 200 мм: 101,5 / 0,2 = 507,6 Н и 207,4 / 0,2 = 1 036,8 Н.
4. С запасом k = 1,69: 507,6 · 1,69 ≈ 858 Н и 1 036,8 · 1,69 ≈ 1 752 Н — при силе цилиндра, перпендикулярной рычагу.
5. Ход штока на 90°: h = 2 · L · sin(α/2) = 2 · 200 · sin 45° ≈ 283 мм, ближайший стандартный ход сверху — 300 мм.
6. Поправка на хорду. Если цилиндр закреплён неподвижно и шток идёт по хорде, то в начале и в конце хода при повороте на 90° угол между силой и перпендикуляром к рычагу равен 45°, полезная составляющая падает до cos 45° ≈ 0,71, и сила нужна в 1,41 раза больше: 858 · 1,41 ≈ 1 210 Н и 1 752 · 1,41 ≈ 2 471 Н.
7. Проверка по ряду при 6 бар. Сила перпендикулярна рычагу: Ø50 (1 178 Н) проходит нижнюю оценку с запасом 37 %, верхнюю (1 752 Н) — нет; Ø63 (1 870 Н) проходит обе, по верхней запас 6,7 %. Неподвижный цилиндр: Ø50 не проходит даже нижнюю (1 210 Н), Ø63 проходит нижнюю, но не верхнюю (2 471 Н), Ø80 (3 016 Н) проходит обе, по верхней запас 22 %.

Вывод: при неподвижном креплении цилиндра берём SC-80-300 — 4 230 ₽. Если цилиндр качается на шарнирной проушине вместе с рычагом и сила остаётся близкой к перпендикулярной, хватает SC-63-300 — 2 880 ₽, но по верхней оценке запас всего 6,7 %; при неизвестной марке стали или малом радиусе гиба, где упрочнение сильнее, лучше Ø80. Положение оси цилиндра в начале, середине и конце хода проверьте построением. При 5 бар Ø80 даёт 2 513 Н: нижняя оценка проходит с запасом, верхняя (2 471 Н) — впритык. Точное усилие для вашего станка находят по манометру: на образце заготовки записывают давление, при котором рычаг пошёл, и умножают его на площадь поршня.

Расход воздуха за цикл «вперёд — назад» для SC-80-300 по формуле V = (π · D² / 4) · S · 2 · (P + 1,013) / 1,013 при P = 6 бар: около 21 нормального литра (без вычета штока). При шести гибах в минуту это около 125 нл/мин, оценку под ваш ритм даёт калькулятор расхода воздуха.

Ход штока и рычаг: где линейный цилиндр кончается

Шток идёт по прямой, а точка приложения силы на рычаге — по дуге, поэтому ход равен длине хорды: h = 2 · L · sin(α/2). При плече 200 мм: угол 45° требует хода 153 мм, 90° — 283 мм, 180° — 400 мм (полный диаметр дуги). Усилие обратно пропорционально плечу: рычаг вдвое длиннее — усилие вдвое меньше, но ход растёт.

Отсюда следствие для улитки. Завиток в один-два оборота линейным цилиндром на рычаге не выгнуть: при штоке, движущемся по прямой, хорда достигает максимума при повороте на 180° (ход 400 мм на плече 200 мм), дальше рычаг за один ход штока повернуть нельзя. Для спирали конструктору нужна передача, которая превращает ход штока в поворот на несколько оборотов, либо несколько ходов с перехватом заготовки. Это механика вашего станка, в каталоге WAALPC её нет. Пневмоцилиндр остаётся приводом гиба на дуге, гнутика, волны и глобуса.

Ещё одно следствие геометрии. Если цилиндр закреплён неподвижно и шток идёт по хорде, то при повороте на 90° к началу и концу хода угол между силой и перпендикуляром к рычагу достигает 45°, и полезная составляющая падает до cos 45° ≈ 0,71: усилие в этих точках нужно в 1,41 раза больше расчётного (при повороте на 60° — в 1,15 раза). В запас k = 1,69 эта потеря не входит. Цилиндр на шарнирной проушине, качающийся вместе с рычагом, снижает потерю; проверьте построением положение оси в начале, середине и конце хода. Числа таблицы усилий выше даны для силы, перпендикулярной рычагу, а в последнем столбце учтена поправка ×1,41. Ход, равный хорде, верен для штока, идущего по фиксированной прямой; у качающегося цилиндра ход и угол силы определяют построением. Подробнее о ходе — в статье про трубогиб.

Схема и состав пневматической части узла

Логика простая: воздух проходит подготовку, электромагнитный распределитель 5/2 подаёт его в поршневую или штоковую полость, дроссели с обратным клапаном на выпуске задают скорость хода, пара пневмозамков фиксирует рычаг в точке останова. Скорость регулируют на выпуске, а не на впуске: при дросселировании впуска шток идёт рывками, потому что усилие гиба меняется по дуге.

Пневмозамки здесь нужны, если рычаг надо остановить посередине хода и удержать, пока пруток пружинит. Они держат положение, пока давление в запертых линиях не упало, и механическим упором не являются: пока руки рядом с рабочей зоной, ставьте жёсткий упор. В статье про узел зажима арматуры замков нет по обратной причине: там узел обязан отпускать пруток при пропадании давления. Решите, что безопаснее для вашего станка, заранее.

Состав приведён для варианта с цилиндром Ø63 (порт G3/8 совпадает в карточке серии и в листе серии). Для Ø80 порт в карточке серии (G1/2) и в листе серии (G3/8) расходится: сверьте до заказа арматуры и подбирайте распределитель, замки и дроссели под порт цилиндра.

Назначение	Артикул	Цена	Параметры по карточке
Цилиндр гибки	SC-63-300	2 880 ₽	Ø63, ход 300 мм, порт G3/8, рабочее давление до 0,8 МПа
Распределитель 5/2, моностабильный, катушка 24 В	4V310-10-DC24V	1 170 ₽	Порт G3/8, давление 0,15–0,8 МПа, возврат пружиной
Пневмозамок, 2 шт. (цена за штуку)	PCV-10	1 900 ₽	Пилотный обратный клапан, давление 0,5–1,0 МПа (при сети 5 бар — на нижней границе пилотного давления)
Блок подготовки воздуха	AC3010-03	2 180 ₽	Фильтр, регулятор, маслораспылитель, G3/8; регулировка 0,05–0,85 МПа

Дроссели с обратным клапаном на выпуске подбирают под порт выбранного цилиндра (Ø63 — G3/8); в таблицу они не вынесены. Типоразмер пневмозамка тоже выбирают под порт цилиндра: по обозначению размер «10» соответствует G3/8, как у распределителей 4V; на карточке замка резьба дана диапазоном G1/8–G1/2, поэтому сверьте её по карточке. Раму, гибочный ролик, упор и шаблоны в каталоге WAALPC вы не найдёте: это механика станка. Распределитель 4V310-10-DC24V взят на пример; сечение клапана и скорость хода для вашего цикла проверяют по Kv клапана (для 4V310 около 1,5).

Безопасность

Рычаг, на который давит цилиндр с усилием порядка 1,9 кН (Ø63 при 6 бар), — раздавливающий узел. Пуск цикла ставят на двуручное управление: по ISO 13851 (тип III) две кнопки должны срабатывать почти одновременно, с разбежкой не более 0,5 с, а отпускание любой из них во время опасного движения обязано остановить механизм. Простая пневматическая схема «И» из двух кранов этого не проверяет, поэтому при серийном изделии берут готовый блок двуручного управления. Как оценивать риск в целом, задаёт ISO 12100; разбор двуручного пуска — в статье про пресс-ножницы.

Где пневматики хватает, а где нужна гидравлика

Задача	Вывод	Почему
Круг и квадрат до 14 мм, полоса до 30×6 мм плашмя; серия одинаковых деталей	Пневматики хватает: цилиндр Ø40–80 при силе, перпендикулярной рычагу; Ø40–100 при неподвижном цилиндре и ходе по хорде	Нужно от 0,2 до 2,8 кН на плече 200 мм (при хорде до 3,9 кН); давление сети 6 бар
Круг и квадрат 16 мм, полоса 20×5 на ребро	Хватает при Ø80–100 (при неподвижном цилиндре — Ø80–125)	Верхняя оценка 2,0–4,2 кН (при хорде 2,9–5,9 кН); лучше удлинить рычаг или проверить образец
Квадрат 18 мм, круг 18–22 мм	Ø100–125 при силе, перпендикулярной рычагу; при неподвижном цилиндре и ходе по хорде — круг 18 мм Ø125, а квадрат 18 мм и круг 20–22 мм за пределом Ø125	Верхняя оценка: круг 18 мм — 3,9 кН, круг 20 мм — 5,4 кН, квадрат 18 мм — 5,9 кН, круг 22 мм — 7,2 кН (запас Ø125 всего 2 %); при хорде круг 18 мм — 5,6 кН, круг 20 мм — 7,6 кН, квадрат 18 мм — 8,3 кН, круг 22 мм — 10,1 кН
Полоса 30×6 или 40×4 на ребро	Предел: Ø125, и только при силе, перпендикулярной рычагу; при неподвижном цилиндре — за пределом	Верхняя оценка 5,5–6,5 кН против 7,4 кН у Ø125, запас 13–34 %; при хорде 7,7–9,2 кН, то есть больше 7,4 кН
Квадрат от 20 мм, круг от 24 мм	Гидравлика или очень длинный рычаг	Верхняя оценка 8,1–9,3 кН, выше 7,4 кН на плече 200 мм; удлинение рычага раздувает ход и раму
Спираль улитки в несколько оборотов	Нужна передача или другой привод	Ход штока ограничивает поворот полуоборотом на плече 200 мм
Точный радиус без упора	Пневматика только с жёстким упором	Воздух сжимаем, положение штока под нагрузкой «плавает»

Что из этого есть в каталоге WAALPC

Скажем прямо: станков холодной ковки — ни готовых, ни в сборе — в каталоге WAALPC нет, гидравлики тоже. Есть то, из чего собирают пневматический привод гибочного узла:

• Цилиндры SC Ø32–200 по карточке серии (в примере SC-80-300 — 4 230 ₽) и цилиндры DSBC по ISO 15552 (DSBC-63-300-PPV-A — 9 780 ₽); совместимые аналоги AirTAC SC и Festo DSBC.
• Электромагнитные распределители 4V, например 4V310-10-DC24V — 1 170 ₽.
• Пневмозамки PCV, например PCV-10 — 1 900 ₽.
• Блоки подготовки воздуха AC, например AC3010-03 — 2 180 ₽.

Срок указан в карточке товара.

Типичные ошибки

• Расчёт по упругому моменту. Момент начала текучести σ_т · W меньше пластического в 1,5–1,7 раза: станок прогнёт пруток, а изгиб не останется.
• Полоса на ребро считается как плашмя. Разница равна отношению ширины к толщине: для 30×6 мм — 5 раз.
• Сталь «на глаз». Арматурный пруток А500С даёт момент примерно в 2,1 раза больше Ст3; расчёт под Ст3 на такой стали не сработает.
• Ход по диаметру, а не по хорде. Цилиндр с ходом 100 мм на плече 200 мм повернёт рычаг всего на 29°, а не на 90°.
• Гиб на обратном ходе. Тяга слабее толкания (Ø63 со штоком Ø20 мм: около 1 680 Н против 1 870 Н).
• Неподвижный цилиндр без поправки на хорду. При ходе по хорде на 90° усилие на концах хода нужно в 1,41 раза больше расчётного: для квадрата 12 мм это 2 471 Н вместо 1 752 Н, и Ø63 уже не проходит.
• Давление 5 бар вместо 6. Усилие падает на 17 %: Ø63 даёт 1 559 Н вместо 1 870 Н, и верхняя оценка для квадрата 12 мм уже не проходит.
• Дроссель на впуске. Шток идёт рывками, на заготовке остаётся вмятина.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли сделать станок холодной ковки с пневмоприводом?

Гибочный узел — можно, если заготовка укладывается в усилие цилиндра. На рычаге 200 мм и давлении 6 бар при силе, перпендикулярной рычагу, цилиндры Ø40–80 гнут круг и квадрат до 14 мм и полосу до 30×6 мм плашмя; при неподвижном цилиндре и ходе по хорде на 90° диаметр нужен на ступень-две крупнее. Спираль улитки в несколько оборотов линейным цилиндром не выгнуть, а скручивание (торсион, фонарик) считают по моменту кручения, это другая задача.

Какой цилиндр нужен для гибки квадрата 12 мм?

Квадрат 12×12 мм из Ст3 на рычаге 200 мм даёт момент 101,5–207,4 Н·м. Усилие на штоке с запасом: 858–1 752 Н при силе, перпендикулярной рычагу, и 1 210–2 471 Н при неподвижном цилиндре и ходе по хорде на 90°. Ø63 (1 870 Н при 6 бар) проходит только в первом случае, по верхней оценке с запасом 6,7 %; при неподвижном цилиндре берите Ø80 (3 016 Н).

Хватит ли пневматики для полосы 40×4 мм?

Плашмя — да: усилие по верхней оценке около 649 Н, хватает Ø40 (754 Н); при неподвижном цилиндре и ходе по хорде около 915 Н, нужен Ø50 (1 178 Н). На ребро та же полоса требует около 6 490 Н, то есть Ø125 (7 363 Н) с запасом 13 % — только если сила остаётся перпендикулярной рычагу; при ходе по хорде около 9 150 Н, это за пределом Ø125.

Чем момент начала текучести отличается от пластического?

Момент начала текучести σ_т · W — точка, где течь начинает только крайнее волокно, остаточного изгиба ещё нет. Пластический момент σ_т · Z — когда течёт всё сечение и изгиб остаётся. Для круга Z/W ≈ 1,70, для квадрата и прямоугольника 1,5.

Что делать, если усилия цилиндра не хватает?

Удлинить рычаг: усилие обратно пропорционально плечу, но ход растёт по формуле h = 2 · L · sin(α/2), а вместе с ним рама. Второй путь — посадить цилиндр на шарнирную проушину, чтобы сила оставалась близкой к перпендикулярной рычагу, третий — взять диаметр крупнее (до Ø125 на 6 бар). Если и это не помогает, нужен гидропривод.

Какую сталь брать для расчёта?

Для Ст3 — σ_т = 235 МПа как нижнюю оценку (гарантированный минимум для Ст3кп по ГОСТ 535-2005; для Ст3пс и Ст3сп — 245 МПа) и σ_в = 480 МПа как верхнюю оценку на упрочнение (диапазон 370–480 МПа). Для арматуры А500С σ_т = 500 МПа, и усилие больше примерно в 2,1 раза.

Продаёте ли вы станки холодной ковки?

Нет. WAALPC поставляет пневматические компоненты: цилиндры, распределители, пневмозамки, дроссели, блоки подготовки воздуха. Гидравлики и готовых станков в каталоге нет.

Связанные материалы

• Гибка арматуры: расчёт момента и узел пневмозажима
• Трубогиб своими руками на пневматике
• Листогиб своими руками на пневматике
• Пресс-ножницы: расчёт усилия реза
• Калькулятор усилия цилиндра
• Калькулятор расхода воздуха
• Пневмоцилиндры SC
• Пневмоцилиндры DSBC