Развертка листового металла чертеж

Обновлено: 06.05.2024

Развёртка листового металла

Листовой металл является самым распространенным материалом для производства различных металлоконструкций. Из него можно вырезать различные фигуры, гнуть, вальцевать и таким образом получать всевозможные формы детали, которые трудно получить из других сортаментов. Изготовление изделий путем гибки и сварки листового металла является каждодневной работой предприятий, занимающихся изготовлением металлоконструкций.

Прежде, чем приступить к изготовлению гнутой детали необходимо создание ее заготовки. Заготовкой здесь является развертка листового металла. Вырезав по её размерам лист металла и загнув в размеченных местах получаем деталь необходимой нам конфигурации.

Построение таких разверток является частой задачей конструкторов и технологов на производстве металлоконструкций. Строить их вручную довольно трудоемко, данный процесс занимает много времени и к тому же обладает некоторым риском появления ошибок в силу большого объёма ручного расчета размеров развертки, то есть человеческого фактора.

Уже давно этот процесс удачно автоматизирован, и современные CAD-системы обладают специальными модулями «Листовой металл» для проектирования гнутых деталей из листового металла и автоматического получения их разверток.

1. Построить 3d-модель, преобразовать в листовой металл и получить развертку.

2. Построить базовую плиту и гнуть ее, добавляя новые стенки под разными углами и радиусами.

Больше про гибку листового металла можно посмотреть здесь, а вот на чем я хотел бы акцентировать Ваше внимание в данной статье, так это на коэффициенте нейтрального слоя.

При автоматизированном проектировании развертки листового металла в CAD-системе всегда необходимо учитывать по какой кромке (наружной, внешней или средней линии) строится развертка. Другими словами учитывать коэффициент нейтрального слоя (К). Например, если коэффициент нейтрального слоя примем 0,5, что соответствует середине толщины листового металла, то длина развертки составит 113,635 мм, а если K=0.1, то Lразвертки=110,4934 мм. Разница очевидна, во втором случае полностью бракованная деталь, так как из 110 мм 113 уже никак не сделать, если конечно не сплющить ее в толщине, но это уже другая история).

Развернутая длина гиба равна длине этого нейтрального слоя элемента. Нейтральный слой не растягивается и не сжимается при сгибе детали. И положение этого нейтрального слоя как раз и определяет коэффициент К. При увеличении коэффициента нейтральный слой смещается к внешней стороне сгиба. Этот коэффициент зависит от множества факторов, таких как физические характеристики материала, толщина листа, радиус сгиба. Его рассчитывают по специальным формулам.

Таблица коэффициента К в зависимости от толщины листа (S) и радиуса гибки (r) можно выбрать из следующей таблицы.

Часто про этот коэффициент забывают, всегда учитывайте этот фактор, так как именно из-за этого вроде бы незначительного значения, может быть полностью зарезана деталь без возможности доработки. Каждый случай индивидуален и необходимо менять коэффициент, поэтому корректируйте его исходя из своей ситуации.

Построение разверток осуществляется не только для листового металла, её также с успехом используют при создании шаблонов для отрезки труб, например, с уклоном на торце для создания угла поворота трубопровода. Но это уже немного другая тема, поэтому подробнее об этом можно узнать здесь…

Освоив такой метод проектирования деталей из листового металла можно легко делать подобные развертки одним кликом. Это здорово экономит время проектирования и конструкторско-технологической подготовки производства к выпуску продукции, а также значительно снижает человеческий фактор и вероятность получения брака. Что всё вместе позитивно влияет на эффективность предприятия и конечно же на экономические показатели и прибыли в целом.

Определение длины развертки при гибке

Элементы заготовки, расположенные в деформируемой зоне и прилегающие к внутренней поверхности изгибаемой детали (со стороны пуансона), подвергаются сжатию, а прилегающие к внешней поверхности (со стороны матрицы)—растяжению. Между растянутыми и сжатыми волокнами находится нейтральная линия длина которой не изменяется (Черт. 106).

Черт. 106

Радиус нейтральной линии R в мм (черт. 106) определяется по формуле

где r — радиус гибки, мм;

s— толщина материала мм;

x — коэффициент, величина которого зависит от отношения r/s (табл. 48).

Таблица 48

При завивке шарниров (петель) вследствие наличия внешних сил трения, препятствующих деформированию, коэффициент х определяется по табл. 48а.

Таблица 48а

Длина развертки изгибаемой детали L_р в мм (черт. 107) определяется по формуле

R₁; R₂; R₃ — радиусы нейтральной линии, определяемые по формуле (46).

Черт. 107

При гибке материалов толщиной свыше 3 мм под углом 90° с радиусом гибки r≤s радиус нейтральной линии R, рассчитанный по формуле (46), должен быть скорректирован до величины R₁ (черт. 108), исходя из условия целостности материала и сопряжения в точках а и а₁ криволинейного участка радиусом R₁ с прямыми а—а и а₁—а₁, преходящими через середину толщины s. На участке С—С₁ пунктиром показан внешний контур при расчете без учета утонения материала. В связи с утонением при гибке толщина s₁ на этом участке меньше исходной s.

Черт. 108

Значения R₁ радиуса скорректированной нейтральной линии и длину дуги abа₁, следует подсчитать по формулам

R — определяется по формуле (46); r — радиус гибки, мм; остальные обозначения показаны на черт. 108.

Элементы для определения размеров разверток часто применяемых гнутых деталей приведены в табл. 49.

Таблица 49

y, y₁, y₂ — величины, учитывающие изменение длины развертки при гибке под углом 90°. При толщине материала до 2,5 мм принимаются по табл. 50, а при толщине 3 и более мм при r
х — коэффициент, принимается по табл. 48а.

Таблица 50

Таблица 50а

Пример. Определить длину развертки для детали, изображенной нa черт. 109.

Черт. 109

где l и l₁ —длины прямых участков гнутой детали;

у —находим по табл. 50а

При s=4 мм и r= 3,5 мм

Если в рабочем чертеже детали заданы односторонние допуски, то для подсчета длины развертки эти допуски должны быть пересчитаны на двухсторонние, с сохранением заданного поля допуска. При этом должны быть также пересчитаны номинальные размеры детали (черт. 110).

Черт. 110

В табл. 51 и 52 приведены формулы для расчета длины развертки гнутых деталей при различных исходных данных на рабочем чертеже и различных формах сопряжения.

Таблица 51

Примечание: х — коэффициент, определяется по табл. 48.

Таблица 52

Размеры разверток гнутых деталей, рассчитанных по формуле (47), следует уточнить опытным путем в случаях:

когда в одном штампе совмещены две или несколько гибочных операций (черт. 111 и 112,а).
при гибке ушков, петель и т. п. (черт. 112,б);
когда допуски на размеры гнутых деталей меньше допусков 5-го класса точности.

Необходимость уточнения размеров разверток вызывается смешением нейтральной линии в процессе гибки вследствие колебания механических свойств материала, различных условий трения на контактных поверхностях обрабатываемого материала и рабочих деталей штампа и т.п.

Развертка листового металла

Автор:

Для создания производственных чертежей используйте развертку в форме детали из листового металла, прежде чем она будет сформирована.

Развертка показывает линии сгиба, области сгиба, места высечки и форму всей детали со всеми сгибами с учетом всех развернутых сгибов и коэффициентов сгибания.

Важное замечание: Команда "Развертка" отключена в файле мультидетали. Используйте команду "Создать компоненты" или "Создать деталь", чтобы создать уникальный файл детали для каждого из тел, а затем открыть производную деталь для развертки.

Команда "Создать развертку" создает развертку в обозревателе элементов деталей из листового металла. Команды редактирования развертки становятся активными, когда модель отображается в состоянии развертки, включая:

Общие команды моделирования
Пояснение порядка сгибов
Вспомогательная осевая линия

При преобразовании детали из листового металла в стандартную деталь происходит автоматическое удаление развертки детали из листового металла. Каждый раз при удалении развертки в детали из листового металла также происходит удаление всех видов развертки на связанных чертежах.

Команда "Создание развертки" выполняет расчеты по материалу и подбирает компоновку, необходимую для преобразования 3D модели из листового металла в плоскую модель.

В обозревателе детали отображается узел "Развертка". Когда этот узел активен, отображается плоский вид модели. После создания развертки можно переключаться между видом согнутой детали и видом развертки.

При редактировании 3D-модели развертка автоматически обновляется. Если в результате изменения модели получится некорректная развертка, то отобразится диалоговое окно со всеми ошибками в развертке. Можно продолжать работу, но предупреждения об ошибках будут появляться до тех пор, пока они не будут исправлены.

Невозможно выровнять элементы, требующие деформации материала, такие как штампованные клейма или углубления. Если данные элементы были размещены на гранях листового металла с помощью команды "Инструмент высечки", то на развертке они будут представлены как 3D-элементы. Кроме того, они могут быть представлены с помощью выбранного эскиза или маркера центра. Применение эскизных и типовых элементов может дать непредсказуемые результаты, поэтому для добавления этих форм в деталь из листового металла следует использовать высечной инструмент.

Если развертка модели не может быть создана (например, элементы фланца на развертке отображаются с нахлестом), диалоговое окно предупреждения указывает на пересекающиеся элементы. В диалоговом окне можно нажать кнопку "Редактировать" либо "Отмена" или можно принять ошибки пересечения, выбрав параметр "Принять". Если ошибки приняты, развертка создается с пересекающимися элементами. Во время последующего создания различных элементов в модели после гибки это диалоговое окно будет отображаться до тех пор, пока элементы, пересекающиеся в развертке, не будут отредактированы.

Физические свойства в чертежах разверток

Физические свойства Inventor (включая среди прочего массу и объем), рассчитываются по-разному, в зависимости от состояния модели (после гибки или развертка). Другие представления высечки в развертке влияют на физические свойства Inventor аналогично последнему рассчитанному состоянию модели (состояние после гибки или развертка с изменениями).

Экспорт разверток

Можно экспортировать развертки в файл SAT или в файлы AutoCAD форматов DWG и DXF. Для разверток, сохраненных в формате DWG или DXF, обеспечивается поддержка на всех уровнях (цвет, тип линий и все линий).

Ориентация разверток

При создании развертки можно использовать команду "Определение главной стороны" на ленте, чтобы пометить любую грань детали из листового металла как верхнюю. Главная стороны выделяется для указания направления высечки. Если при создании развертки главная сторона не указывается, то программа сама создает главную сторону и добавляет запись в обозреватель

Можно удалить сторону А пока развертки не существует. Изменение ориентации развертки влияет на главную сторону, которая выделяется при выборе узла обозревателя. Если изменение приводит к тому, что расчет главной стороны происходит с ошибкой, можно щелкнуть правой кнопкой мыши узел обозревателя главной стороны и указать новую главную сторону, в результате чего в обозревателе появится новый узел главной стороны.

Для выделения главной стороны, настройки ориентации, представления высечки и измерения угла сгиба можно использовать параметры контекстного меню. При выборе команды "Показать главную сторону" все грани главной стороны размещаются в предварительном наборе документа.

Иногда требуется индивидуально задавать ориентацию разверток для файлов различных элементов параметрической детали листового металла. Следует сохранить индивидуально именованные ориентации разверток для задания ориентации в таблице параметрических рядов.

Прим.: Позаботьтесь об этом при создании чертежей разверток. В примечаниях к сгибам и высечкам направление указывается относительно используемой по умолчанию фронтальной проекции, которая формируется при создании вида. Этот вид базируется на передней грани, видной в состоянии развертки модели.

Отображение 3D-элементов в развертках

3D элемент
Дополнительное представление эскиза
Эскиз с маркером центра
Только маркер центра

Эти параметры отображения недоступны для элементов высечки, добавленных в развертку. 3D-элементы, размещенные в модели после гибки с помощью параметрических элементов, отображаются так, как они были смоделированы. Если эти элементы удаляют материал (например, вырез), развернутый на плоскость лист в развертке будет представлен правильно. Если эти элементы добавляют материал, они отображаются в развертке так, как были смоделированы

Прим.: Детали, преобразованные в детали из листового металла, могут содержать 3D-элементы, которые невозможно сформировать с помощью однородной толщины листа. Эти элементы отображаются в развертке так, как они были смоделированы.

Вырезка элемента под углом на грани, к которой он применен.
На ребра элемента вырезки добавлены фаски или скругления.

Изменение развертки

С помощью команд на вкладке "Листовой металл" ленты можно добавлять элементы к развертке, способствующие успешному изготовлению изделия. При добавлении элементов в то время, когда модель отображается в виде развертки, элементы не становятся частью модели детали. Когда модель возвращается к состоянию модели после гибки, эти элементы не отображаются в дереве журнала элементов деталей.

Прим.: Если требуется добавить элементы модели, когда модель находится в состоянии развертки, следует сначала добавить в модель элемент в состоянии Развертка. Если эти элементы пересекают зону сгиба, то при возвращении модели в состояние после гибки с помощью функции Повторная гибка они принимают нужную форму.

Чертежи разверток

С помощью Диспетчера чертежей можно создать вид развертки детали из листового металла. При удалении развертки теряется и вид.

При создании чертежей разверток следует помнить, что в примечаниях к сгибам и высечкам направление указывается относительно вида развертки, показанного в модели. Вверх означает направление к смотрящему по отношению к показанному (или именованному) виду, а Вниз означает направление от смотрящего по отношению к показанному (или именованному) виду.

Габариты развертки

Развертки требуют некоторого запаса материала листового металла. Размеры этого материала могут меняется по длине и ширине в зависимости от ориентации развертки. Эти свойства обновляются при каждом обновлении или переориентации развертки.

В Inventor длина, ширина и площадь доступны в Диспетчере чертежей (и через API) как следующие свойства листового металла: ДЛИНА ГАБАРИТОВ РАЗВЕРТКИ, ШИРИНА ГАБАРИТОВ РАЗВЕРТКИ и ПЛОЩАДЬ ГАБАРИТОВ РАЗВЕРТКИ.

Общие команды моделирования (недоступно в Inventor LT)
Пояснение порядка сгибов
Вспомогательная осевая линия (недоступно в Inventor LT)

Хотя создать деталь из листового металла невозможно в Inventor LT, можно создать и задокументировать развертку листового металла. При открытии детали из листового металла вкладка "Листовой металл" на ленте отображается команду создания развертки.

Команда "Создание развертки" выполняет расчеты по материалу и подбирает компоновку, необходимую для преобразования 3D модели из листового металла в плоскую модель. (Недоступно в Inventor LT)

Отображение 3D-элементов в развертках (недоступно в Inventor LT)

Читайте также: