Штамп для гибки металла
Обновлено: 19.05.2024
Гибочный штамп используется для создания готовых изделий и заготовок для дальнейшего производства. С его помощью обрабатываемым деталям придается нужная форма путем сгибания под определенным углом вокруг одной или нескольких осей. Использование этой оснастки в технологическом процессе позволяет получать большое количество деталей сложной формы с минимальными затратами.
Штампы для гибки деталей изготавливаются по индивидуальному заказу под конкретное производственное оборудование. От точности изготовления зависит точность размеров и формы готового изделия. А от качества материалов — длительность эксплуатации оснастки. Поэтому заказывать штампы рекомендуется только у проверенных производителей.
Описание изделия
Конструктивно гибочный штамп состоит из двух элементов:
Опорной платформы — она может иметь разные размеры и форму, чтобы при воздействии на заготовку прессом последняя принимала нужную конфигурацию.
Подвижной части — она закрепляется с помощью хвостовика в гидравлическом прессе и воздействует на заготовку. После соприкосновения опорной платформы и подвижной части заготовка принимает нужную форму.
Гибочные штампы могут использоваться отдельно, но чаще являются частью технологической линии, в которой используются также вырубные, вытяжные и другие разновидности оснастки.
В зависимости от конструкции штампы для гибки могут быть нескольких видов:
для деформации детали по одной или нескольким осям — с помощью второй разновидности можно делать готовые изделия сложной конфигурации;
для последовательного или параллельного воздействия — штамп последовательного действия несколько раз воздействует на заготовку до принятия ею конечной формы.
Преимущества использования штампов:
применение гибочной оснастки дает возможность изготавливать большие партии продукции одинакового качества;
с помощью гибочной оснастки можно изгибать заготовки под разными углами и с разными радиусами;
прессы со штамповочной оснасткой позволяют упрощать технологический процесс обработки металлических заготовок;
с помощью штампов можно изгибать различные металлы и их сплавы без переоснащения производственного оборудования;
высокая износостойкость штампов позволяет увеличить промежутки между обслуживанием станков, для чего необходимо останавливать технологические линии.
Сферы использования
Гибочные штампы могут использоваться на любых промышленных предприятиях, которые специализируются на производстве продукции из металлического проката. Наиболее распространенные сферы применения:
автомобилестроение и приборостроение;
изготовление крепежа для строительства и отделки;
изготовление деталей и комплектующих для сложной продукции (бытовая техника, станки).
Этапы производства
АО «Завод «Снежеть» изготавливает гибочные штампы и другую технологическую оснастку для промышленных предприятий по индивидуальному заказу. Процесс изготовления штампа состоит из следующих стадий:
Разработка проектной документации согласно требованиям заказчика.
Составление инженерной документации, которая необходима для массового производства штампов.
Изготовление опытных образцов продукции.
Производственные испытания образцов с доводкой при необходимости.
Передача готовой продукции для использования в производстве.
Для производства штампов используются специальные виды стали, прочность которых позволяет использовать их длительное время. Но при этом они не имеют высокой хрупкости, чтобы не разрушаться при ударном воздействии.
Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 1]
Гибка - одна из наиболее распространенных операций по изготовлению листового металла. Этот метод, также известен как прессование, отбортовка, гибка штампа, фальцовка и окантовка, этот метод используется для деформации материала до угловой формы.
Это достигается за счет приложения силы к заготовке. Сила должна превышать предел текучести материала для достижения пластической деформации. Только так можно получить стойкий результат в виде изгиба.
Какие методы гибки наиболее распространены? Как пружинистость влияет на изгиб? Что такое k-фактор? Как рассчитать допуск на изгиб?
Все эти вопросы обсуждаются в этом посте вместе с некоторыми советами по гибке.
Методы гибки:
Существует довольно много различных методов гибки. У каждого есть свои преимущества. Обычно возникает дилемма между стремлением к точности или простоте, в то время как последняя находит все большее применение. Более простые методы более гибкие и, что наиболее важно, для получения результата требуется меньше различных инструментов.
V-образный изгиб:
V-образная гибка является наиболее распространенным методом гибки с использованием пуансона и штампа. Она имеет три подгруппы - гибка на основе или нижняя гибка, «свободная» или «воздушная» гибка и чеканка. На воздушную гибку и гибку на основе приходится около 90% всех операций гибки.
Приведенная ниже таблица поможет вам определить минимальную длину фланца b (мм) и внутренний радиус ir (мм) в зависимости от толщины материала t (мм). Вы также можете увидеть ширину матрицы V (мм), которая необходима для таких характеристик. Для каждой операции нужен определенный тоннаж на метр. Это также показано в таблице. Вы можете видеть, что более толстые материалы и меньшие внутренние радиусы требуют большей силы или тоннажа. Выделенные параметры являются рекомендуемыми спецификациями для гибки металла.
График силы изгиба
Допустим, у меня есть лист толщиной 2 мм, и я хочу его согнуть. Для простоты я также использую внутренний радиус 2 мм. Теперь я вижу, что минимальная длина фланца для такого изгиба составляет 8,5 мм, поэтому я должен учитывать это при проектировании. Требуемая ширина матрицы составляет 12 мм, а тоннаж на метр - 22. Самая низкая общая производительность стенда составляет около 100 тонн. Линия гибки моей заготовки составляет 3 м, поэтому общая необходимая сила составляет 3 * 22 = 66 тонн. Таким образом, даже простой верстак, с достаточным количеством места, чтобы согнуть 3-метровые листы, подойдет.
Тем не менее, нужно помнить об одном. Эта таблица применима к конструкционным сталям с пределом текучести около 400 МПа. Если вы хотите согнуть алюминий , значение тоннажа можно разделить на 2, так как для этого требуется меньше усилий. С нержавеющей сталью происходит обратное - требуемое усилие в 1,7 раза больше, чем указано в этой таблице.
Нижнее прессование:
При нижнем прессовании, пуансон прижимает металлический лист к поверхности матрицы, поэтому угол матрицы определяет конечный угол заготовки. Внутренний радиус скошенного листа зависит от радиуса матрицы.
По мере сжатия внутренней линии требуется все большее усилие для дальнейшего манипулирования ею. Нижнее прессование позволяет приложить это усилие, так как конечный угол задан заранее. Возможность приложить большее усилие уменьшает пружинящий эффект и обеспечивает хорошую точность.
Разница углов учитывает эффект пружинящего отката
При нижнем прессовании важным этапом является расчет отверстия V-образной матрицы.
| Ширина проема V (мм) | ||||
| Метод / Толщина (мм) | 0,5…2,6 | 2,7…8 | 8,1…10 | Более 10 |
| Нижнее прессование | 6т | 8т | 10т | 12т |
| Свободная гибка | 12. 15т | |||
| Чеканка | 5т | |||
Экспериментально доказано, что внутренний радиус составляет около 1/6 ширины проема, что означает, что уравнение выглядит следующим образом: ir = V/6.
Воздушная гибка:
Частичная гибка, или воздушная гибка, получила свое название от того факта, что обрабатываемая деталь фактически не касается деталей инструмента полностью. При частичном гибе заготовка опирается на 2 точки, и пуансон толкает изгиб. По-прежнему обычно выполняется на листогибочном прессе, но при этом нет фактической необходимости в боковом штампе.
Воздушная гибка дает большую гибкость. Допустим, у вас есть матрица и пуансон на 90°. С помощью этого метода вы можете получить результат от 90 до 180 градусов. Хотя этот метод менее точен, чем штамповка или чеканка, в его простоте и заключается его прелесть. В случае, если нагрузка ослабнет, и упругая отдача материала приведет к неправильному углу, его легко отрегулировать, просто приложив еще немного давления.
Конечно, это результат меньшей точности по сравнению с нижним прессованием. В то же время большим преимуществом частичной гибки является то, что для гибки под другим углом не требуется переналадка инструмента.
Чеканка:
Раньше чеканка монет была гораздо более распространена. Это был практически единственный способ получить точные результаты. Сегодня техника настолько хорошо контролируема и точна, что такие методы больше не используются.
Чеканка при гибке дает точные результаты. Например, если вы хотите получить угол в 45 градусов, вам понадобятся пуансон и матрица с точно таким же углом. Не о чем беспокоиться.
Почему? Потому что штамп проникает в лист, вдавливая углубление в заготовку. Это, наряду с большим усилием (примерно в 5-8 раз больше, чем при частичной гибке), гарантирует высокую точность. Проникающий эффект также обеспечивает очень маленький внутренний радиус изгиба.
U-образная гибка:
U-образная гибка в принципе очень похожа на V-образную. Есть матрица и пуансон, на этот раз они имеют U-образную форму, что приводит к аналогичному изгибу. Это очень простой способ, например, гибки стальных U-образных каналов, но он не так распространен, поскольку такие профили также можно производить с использованием других, более гибких методов.
Ступенчатая гибка:
Ступенчатая гибка - это, по сути, многократная V-гибка. Этот метод, также называемый гибовкой вразбежку, использует множество последовательных V-образных изгибов для получения большого радиуса заготовки. Окончательное качество зависит от количества изгибов и шага между ними. Чем их больше, тем более гладким будет результат.
Валковая гибка:
Валковая гибка используется для изготовления труб или конусов различной формы. При необходимости может также использоваться для изгибов с большим радиусом. В зависимости от мощности машины и количества рулонов можно выполнять один или несколько изгибов одновременно.
При этом используются два приводных ролика и третий регулируемый. Этот ролик движется за счет сил трения. Если деталь необходимо согнуть с обоих концов, а также в средней части, требуется дополнительная операция. Это делается на гидравлическом прессе или листогибочном станке. В противном случае края детали получатся плоскими.
Гибка с вытеснением:
При гибке с вытеснением листовой металл зажимается между прижимной подушкой и штампом для протирания. Форма штампа для протирки, расположенного внизу, определяет угол получаемого изгиба. После того, как металлический лист был надежно зажат, перфоратор опускается на свисающий конец металлического листа, заставляя его соответствовать углу протирочной матрицы. Конечным результатом обычно является чеканка металлического листа вокруг протирочного штампа.
Ротационная гибка:
Другой способ - ротационная гибка, она имеет большое преимущество перед гибкой вытеснением или V-образной гибкой - она не царапает поверхность материала. На самом деле, существуют специальные полимерные инструменты, позволяющие избежать каких-либо следов от инструмента, не говоря уже о царапинах. Ротационные гибочные станки также могут сгибать более острые углы, чем 90 градусов. Это очень помогает с общими углами.
Наиболее распространенный метод - с двумя валками, но есть также варианты с одним валком. Этот метод также подходит для производства U-образных каналов с близко расположенными фланцами, так как он более гибкий, чем другие методы.
Возврат при сгибе:
При сгибании заготовка естественным образом немного отскакивает после подъема груза. Следовательно, эту величину необходимо компенсировать при изгибе. Заготовка изгибается под необходимым углом, поэтому после упругого возврата она принимает желаемую форму.
Еще один момент, о котором следует помнить, - радиус изгиба. Чем больше внутренний радиус, тем больше пружинящей эффект. Острый пуансон дает маленький радиус и снимает пружинящий эффект.
Почему происходит пружинение? При сгибании деталей сгиб делится на два слоя разделяющей их линией - нейтральной линией. С каждой стороны происходят разные физические процессы. «Внутри» материал сжимается, «снаружи» - вытягивается. Каждый тип металла имеет разные значения нагрузок, которые они могут воспринимать при сжатии или растяжении. И прочность материала на сжатие намного превосходит прочность на разрыв.
В результате, на внутренней стороне труднее достичь постоянной деформации. Это означает, что сжатый слой не деформируется окончательно и пытается восстановить свою прежнюю форму после снятия нагрузки.
Допуск на изгиб
Если вы проектируете гнутые детали из листового металла в программе CAD, которая имеет специальную среду для работы с листовым металлом, используйте ее. Она существует не просто так. При выполнении изгибов она учитывает спецификации материалов. Вся эта информация необходима при изготовлении плоского шаблона для лазерной резки.
Длина дуги нейтральной оси должна использоваться для расчета развертки.
Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!
Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2]
Если вы сами создаете чертежи, вам нужно знать следующее. Процесс гибки удлиняет материал. Это означает, что нейтральная линия или ось, о которой мы говорили в предыдущей статье, на самом деле находится не посередине материала. Но плоская деталь должна быть сформирована в соответствии с нейтральной линией. И для нахождения ее положения требуется коэффициент k.
Коэффициент K - это эмпирическая константа, то есть его значение было определено в результате испытаний. Он варьируется в зависимости от материала, его толщины, радиуса изгиба и метода гибки. По сути, коэффициент k смещает нейтральную линию, чтобы обеспечить плоский рисунок, отражающий реальность. Используя его, вы получаете допуск на изгиб, который, по сути, является длиной изогнутой нейтральной оси.
Первую часть данной статьи вы можете найти в нашем блоге по ссылке. Примечание: данная статья является переводом.
Формула коэффициента K:
Формулы припусков на изгиб:
Для изгибов от 90 до 165 градусов формула имеет вид:
Для изгибов более 165° нет необходимости рассчитывать припуски на изгиб, так как нейтральная ось остается практически посередине детали.
Для расчета плоской детали необходимо использовать длину дуги нейтральной оси
Расчет допуска на изгиб:
Допустим, у вас есть деталь, похожая на ту, что на изображении выше - у нее прямая ножка 20 мм и другая 70 мм. Угол изгиба составляет 90°, толщина листа - 5 мм, а внутренний радиус - 6 мм. Мы хотим узнать конечную длину детали. Во-первых, мы должны начать с коэффициента k:
Другой способ определения коэффициента k - следовать "правилу большого пальца". Просто выберите коэффициент k в соответствии с вашим материалом из приведенной ниже таблицы. Это дает достаточно точные результаты для большинства случаев.
Теперь мы можем перейти к припускам на изгиб:
Для получения окончательной длины мы просто прибавляем две длины ног к припуску на подгибку:
Советы по гибке листового металла:
Итак, я поговорил с нашим опытным менеджером по продажам, который знает толк в гибке листового металла. Он загорелся и решил воспользоваться возможностью и поделиться своими знаниями о гибке листового металла. Таким образом, он привел список распространенных ошибок и решений, как их избежать.
Минимальная длина фланца:
Существует минимальная длина фланца, как уже говорилось ранее. Для ориентировки смотрите таблицу изгибающих усилий. В зависимости от толщины выбирается ширина штампа. Если вы разработаете слишком короткий фланец, он будет неловко "проваливаться" в щель, и вы не получите желаемого результата.
Боковые стороны с фаской:
Фаска должна заканчиваться перед основанием детали
Если вы хотите сделать фланец с фаской на одном или двух концах, предыдущее правило о минимальной длине фланца остается в силе. Фаски должны оставлять достаточно места для выполнения правильных изгибов, иначе фланец будет выглядеть деформированным, и никто не будет удовлетворен.
Расстояние от отверстия до изгиба:
Близко расположенные отверстия могут деформироваться
Если отверстия расположены слишком близко к изгибу, они могут деформироваться. Круглые отверстия не так проблематичны, как другие типы, но болты все равно могут не пройти. Опять же, смотрите диаграмму изгибающего усилия для минимальных размеров фланца и размещайте отверстия дальше, чем минимальные.
Симметрия:
Чтобы избежать путаницы, прямоугольное отверстие может быть с обеих сторон
Существует большая опасность при изготовлении деталей, которые почти симметричны. Если возможно, делайте их симметричными. Если деталь почти симметрична, оператор гибочного пресса может запутаться. Результат? Ваша деталь будет согнута в неправильном направлении.
Заклепочные гайки:
Заклепочная гайка на пути гибочного инструмента
Если вы используете заклепочные гайки вблизи линии изгиба, известно, что их установка перед изгибом хороша для обеспечения его применимости. После изгиба отверстия могут деформироваться. Тем не менее, убедитесь, что гайки не будут мешать инструментам при гибке.
Маленькие фланцы для больших деталей:
Небольшой изгиб в конце большой детали может привести к трудностям
Лучше отказаться от маленьких фланцев на больших и тяжелых деталях. Это очень усложняет производство, и может потребоваться ручная обработка, которая обойдется дороже, чем простая механическая. В результате, если есть возможность, лучше выбрать альтернативное решение.
Сгибы рядом друг с другом:
Проверьте таблицу изгибающих усилий для минимальной длины фланца
Если вы хотите включить последовательные изгибы, проверьте, выполнимо ли это. Проблема возникает, когда вы не можете установить уже согнутую деталь на штамп. Если изгибы направлены в одну сторону - U-образный изгиб, - то общее правило заключается в том, что промежуточная часть должна быть длиннее фланцев.
Разместите изгибы на одной линии:
Эта часть нуждается в многочисленных корректировках.
Лучше всего проектировать изгибы на одной линии, если у вас есть несколько фланцев подряд. Имея это в виду, вы можете свести количество операций к минимуму. В противном случае оператору необходимо вносить корректировки для каждого отдельного изгиба, а это означает потерю времени и денег.
Линия изгиба параллельна стороне:
Такой вид линий сгиба приводит к неточным результатам
Как говорится в заголовке. Для целей позиционирования должна быть параллельная сторона вашей линии изгиба. Если её нет, выравнивание детали станет настоящей головной болью, и в итоге вы можете получить неудовлетворительный результат.
Рельеф изгиба:
Рельеф изгиба необходим
Для достижения наилучшего результата рекомендуется сделать не просто небольшой разрез лазером, а настоящий вырез по бокам будущего фланца - который должен быть рельефом изгиба. Ширина такого надреза должна превышать толщину материала. Это гарантирует отсутствие разрывов и деформаций при окончательном изгибе. Другой хорошей практикой здесь является включение небольших радиусов в рельефы изгиба, поскольку они также снимают напряжение материала.
Сгибание коробки:
Небольшие зазоры гарантируют выполнение работы
При сгибании коробки необходимо оставлять небольшие зазоры между фланцами. В противном случае последний сгиб может врезаться в существующие, ломая всю конструкцию.
Проверьте плоский шаблон:
Следует помнить о том, что время от времени нужно переключать вид CAD на плоский шаблон. В этом есть много плюсов. Во-первых, если вы увлечетесь фланцами, в итоге может получиться что-то, что не может существовать в плоской схеме. А то, что не может существовать в плоской схеме, не может существовать и в любой другой.
Измерьте макет. Возможно, вы сможете скорректировать конструкцию для оптимальной посадки. Старайтесь не брать лист большего размера, если меньший размер находится в пределах досягаемости. Может быть, вы сможете уместить 2 детали на одном листе, если просто убавите несколько миллиметров? Это отразится на окончательной цене проекта.
Эмпирическое правило для минимального радиуса изгиба:
Будьте проще. Что может быть проще, чем выбрать внутренний радиус (ir), равный толщине материала. Это позволяет избежать последующих проблем, излишних раздумий и глупых ошибок. Уменьшение радиуса ниже этого значения может привести к проблемам. Больший радиус только усложнит некоторые другие расчеты.
Направление изгиба:
Изгиб перпендикулярно прокатке
Не следует проектировать изгибы в том же направлении, в котором производилась прокатка материала. Это особенно важно для алюминия. Конечно, все мы знаем алюминиевые корпуса с 4 сторонами, которые подразумевают гибочные операции, противоположные тем, что мы предлагаем. Тем не менее, лучше избегать этого, если возможно. Результатом могут стать неровные поверхности или даже трещины.
Хотя инженеры-производители заботятся о том, чтобы замечать такие вещи, полезно замечать их самостоятельно. Это помогает учесть расход материала.
Загиб кромок:
Оставляйте внутренний радиус, если это возможно
Если вы хотите укрепить края металлического листа, то загиб кромок - отличный вариант. Тем не менее, здесь применимы некоторые советы. Лучше оставить небольшой радиус внутри загиба. Для полного разрушения радиуса требуется большая мощность и тоннаж. Кроме того, это подвергает материал опасности растрескивания. Оставление радиуса, напротив, снимает эту опасность.
Оцените материал:
Обычные тонкие листы конструкционной стали толщиной 1. 3 мм могут выдержать практически все. После этого необходимо провести исследование. Некоторые материалы гораздо более капризны в обращении с ними. Получение хорошего результата зависит от ваших знаний и от помощи, которую может оказать ваш инженер-технолог.
Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!
17. Конструктивно-техноолгическое элементы при гибке
К конструктивно-технологическим элементам относятся: зазоры, радиусы закруглений матриц, глубина рабочей полости и другие элементы рабочих частей штампа, от правильного выполнения которых зависят нормальный ход процесса гибки и качество деталей (рис. 70).
Рис. 70. Конструктивные размеры гибочных штампов: l - для угловой гибки; ll - для гибки скобы с короткими полками; lll - для гибки скоб с длинными полками
В случае гибки небольших деталей радиус закругления матрицы обычно принимают равным rM = (2/3) S. Радиус закругления в углублении матрицы берется равным:
В табл. 27 приведены радиусы закруглений гибочных матриц, глубина рабочей полости матриц и коэффициенты для определения зазора.
Таблица 27. Конструктивные размеры гибочных штампов
| Тип штампа | Размеры | Толщина материала,мм | ||||||||
| До 1 | 1 - 2 | 2 - 3 | 3 - 4 | 4 - 5 | 5 - 6 | 6 - 7 | 7 - 8 | 8 - 10 | ||
| l. ll. lll. | rM | 3 | 5 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 15 |
| l | h | 4 | 7 | 11 | 15 | 18 | 22 | 25 | 28 | 32 -36 |
| l | H | 20 | 30 | 40 | 45 | 55 | 65 | 70 | 80 | 90 |
| ll | m | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Длина отгибаемой полки, мм | Глубина матрицы k (тип lll, рис.70) | |||||||||
| 25 - 50 | 15 | 20 | 25 | 25 | - | - | - | - | - | |
| 50 - 75 | 20 | 25 | 30 | 30 | 35 | 35 | - | - | - | |
| 75 - 100 | 25 | 30 | 35 | 35 | 40 | 40 | 40 | 40 | - | |
| 100 - 150 | 30 | 35 | 40 | 40 | 50 | 50 | 50 | 50 | 60 | |
| 150 - 200 | 40 | 45 | 55 | 55 | 60 | 65 | 65 | 65 | 80 | |
| Длина отгибаемой полки, мм | Коэффициент n типы l и ll, рис. 70 | |||||||||
| до 25 | 0,10 | 0,08 | 0,08 | 0,07 | 0,07 | 0,06 | 0,06 | 0,05 | 0,05 | |
| 25 - 30 | 0,15 | 0,10 | 0,10 | 0,08 | 0,08 | 0,07 | 0,07 | 0,06 | 0,06 | |
| 50 - 100 | 0,18 | 0,15 | 0,15 | 0,10 | 0,10 | 0,09 | 0,09 | 0,08 | 0,08 | |
| 100 - 200 | 0,20 | 0,18 | 0,18 | 0,12 | 0,12 | 0.11 | 0,11 | 0,10 | 0,10 | |
Зазор между матрицей и пуансоном при двухугловой гибке составляет:
наименьший zmin = Smax
наибольший zmax = Smax + Sn
, где z - односторонний зазор между матрицей и пуансоном, мм;
Smax - наибольшая толщина материала (с учетом допуска), мм;
n - коэффициент, находимый по табл. 27.
Радиусы закруглений гибочной матрицы должны быть одинаковыми с обеих сторон, в противном случае скольжение заготовки будет различным и деталь получится несимметричной.
Для гибки П-образных деталей с длинными полками (III, рис. 70) применяют неглубокие матрицы ввиду небольшой величины рабочего хода большинства кривошипных прессов. Это возможно только в том случае, когда к прямолинейности полок не предъявляется высоких требований, иначе глубина матрицы должна быть больше высоты изгибаемой детали L. При этом требуется большая величина рабочего хода пресса.
При изготовлении штампов для гибки скоб исполнительные размеры матрицы и пуансона определяют следующим образом. Если задан наружный размер скобы LВ с допуском (±Δ ), матрица делается размером LM = LH + δM, а пуансон пригоняется к матрице с соответствующим зазором; если задан внутренний размер скобы LB с допуском (±Δ ), пуансон делается размером LП = LB - δП, а матрица пригоняется к пуансону с требуемым зазором. Здесь δМ и δП - допуски на изготовление матрицы и пуансона.
Рис. 71. Способы гибки некоторых типовых деталей
В ряде случаев для уменьшения пружинения гибку производят с небольшим утонением полок, применяя зазор, равный наименьшей толщине материала. Малые радиусы закругленной матрицы (меньше табличных) приводят к большому утонению материала и образованию вмятин и отпечатков.
При гибке с прижимом рекомендуется применять матрицу со скосом и закруглением углов.
На рис. 71 приведены способы гибки некоторых типовых деталей. Гибку уголков с разной длиной полос следует производить, как указано на рис.71,а (на рис.71,бпоказан нерекомендуемый способ гибки). Детали с очень короткой полкой [( h = (2/3) S] необходимо гнуть в матрице с упором (рис.71,в) или по способу завивки края давлением на торец.
Рис. 72. Основные способы гибки разрезных втулок
Детали Z-образного профиля следует гнуть в одну операцию (рис. 71, г и д). Для гибки деталей швеллерного профиля, особенно с криволинейной осью или разной ширины, рекомендуется применять штампы клинового типа (рис.71,е) с ходом ползушек, равным (2/3) S.
На рис. 72, а-д изображены основные способы гибки разрезных втулок и трубчатых деталей.
В массовом производстве небольших деталей сложной формы (рис.73) их изготовление производится на универсально-гибочных автоматах. Эти автоматы выполняют последовательно операции вырезки, гибки, нарезки резьбы, сварки, клепки, зенкования, чеканки и сборки. Заготовкой служит лента или проволока. Гибка производится гибочными инструментами простой формы, установленными в специальных ползунах, размещенных по окружности вокруг гибочной оправки. Производительность автоматов достигает 500-1000 шт/мин.
10. Процесс гибки листового металла
Гибка листового металла осуществляется в результате упругопластической деформации, протекающей различно с каждой из сторон изгибаемой заготовки.
Слои металла внутри угла изгиба (со стороны пуансона) сжимаются и укорачиваются в продольном и растягиваются в поперечном направлении. Наружные слои (со стороны матрицы) растягиваются и удлиняются в продольном и сжимаются в поперечном направлении. Между удлиненными и укороченными слоями (волокнами) находится нейтральный слой, длина которого равна первоначальной длине заготовки. При гибке узких полос происходит сильное искажение поперечного сечения, заключающееся в уменьшении толщины в месте изгиба, уширении внутри угла с образованием поперечной кривизны и сужении с наружной стороны (рис.49).
 Рис.49. Схема процесса гибки |
В результате утонения материала и искажения формы поперечного сечения нейтральный слой в месте изгиба не проходит посередине сечения, а смещается в сторону малого радиуса. При гибке широких полос и листов также происходит утонение материала, но почти без искажения поперечного сечения, так как деформации в поперечном направлении противодействует сопротивление материала большой ширины. Лишь по краям широких полос происходит деформация, аналогичная поперечной деформации узких полос.
В большинстве случаев гибка происходит при большой величине деформаций, когда в металле кроме продольных растягивающих и сжимающих напряжений образуются радиальные напряжения сжатия, которые возникают в результате давления крайних слоев металла на внутренние и достигают наибольшей величины у нейтрального слоя.
На рис.50 приведены схемы напряженно-деформированного состояния при изгибе. При изгибе узких заготовок (рис.50,а) деформированное состояние — объемное, так как поперечное сечение образца деформируется во всех трех направлениях.
Рис.50. Схемы напряженно-деформированного состояния при изгибе:
σ — напряжение; ε — деформации
По мере увеличения ширины изгибаемой заготовки поперечная деформация постепенно уменьшается и становится весьма малой в результате значительного сопротивления, оказываемого большой шириной заготовки (рис.50,б).
С целью упрощения при изгибе широких заготовок деформацией боковых поверхностей можно пренебречь и рассматривать деформацию всего сечения как деформацию сдвига.
Следует отличать гибку с малым радиусом закругления при большой степени пластической деформации от гибки с большим радиусом закругления при небольшой степени пластической деформации.
При гибке с малыми радиусами закруглений напряжения и деформации не сосредотачиваются под ребром пуансона, а распространяются на значительную длину заготовки между опорами. В результате этого заготовка получает изгиб по параболической кривой, с постепенно увеличивающейся кривизной и уменьшением плеча изгиба.
 Рис.51. Последовательность процесса гибки: а — одноугловая; б — двухугловая гибка |
Последовательность процесса угловой гибки приведена на рис.51. На всем протяжении процесса гибки заготовка имеет внутреннее закругление, которое больше радиуса пуансона, причем при гибке происходит постепенное уменьшение радиуса кривизны и плеча изгиба (l1, l2, lk). Заготовка постепенно уменьшающимся закруглением прилегает в двух точках к стенкам матрицы и с некоторого момента оказывается прижатой к пуансону в трех точках. Только в конце хода, при калибрующем глухом ударе, заготовка прилегает к пуансону.
Опытами автора установлено, что полного прилегания заготовки к пуансону и в конце хода не получается, а между ними по оси пуансона остается зазор.
На рис.51,б приведена последовательность процесса двухугловой гибки скобы. Этот случай гибки значительно отличается от рассмотренного не только тем, что он требует обязательного применения прижима, но и иной величиной изгибающего момента, так как в данном случае изгиб происходит с малым расстоянием между опорами. Большое значение имеет усилие прижима. В левой части верхних схем показана последовательность гибки при недостаточной силе прижима, в результате чего деталь получается некачественной — недоштампованной. В правой части схем показана последовательность гибки при достаточно большой силе прижима, обеспечивающей полный загиб полок при плоском дне.
На нижней схеме (рис.51,б) приведен более надежный способ гибки деталей средней толщины с глухим калибрующим ударом в нижнем положении. Однако он требует применения материала с небольшим отклонением по толщине и запаса мощности пресса, во избежание заклинивания в нижней мертвой точке.
На рис.52 приведены диаграммы зависимости усилий гибки от глубины продвижения пуансона h для рассмотренных случаев гибки: угловой (рис.52,а) и двухугловой (рис.52,б). По мере увеличения глубины h можно выделить три участка: I — упругого изгиба; II—пластического изгиба и III—участок калибровки, когда усилие резко возрастает.
Рис.52. Диаграммы усилия гибки:
Рг — усилие гибки, Рпр — усилие с прижимом в конце хода,
Ру — упругий изгиб, Рп — усилие пластического изгиба
Угловая гибка обычно производится с калибровкой материала, для чего требуется усилие Рк. Эта величина, равно как и положение точки К на кривой, не поддается теоретическому расчету и устанавливается экспериментально (см. ниже).
На рис.52,б приведены две кривые изменения усилия: 1 — для двухугловой гибки скобы с прижимом и калибровкой (Рк). Снижение усилия в конце пластического изгиба вызывается небольшим перемещением вниз загнутой скобы перед калибрующим ударом; 2 — для двухугловой гибки без прижима, но с калибровкой в конце хода (Р). Прямая 3 соответствует усилию прижима, возрастающему по мере сжатия буфера.
Гибка без прижима применяется лишь для деталей невысокой точности (7-й класс), так как допускает смещение заготовки при гибке. Гибка с прижимом применяется для деталей повышенной точности (5-й класс), так как не допускает смещения заготовки в процессе гибки.
Более высокая точность при гибке (3—4-й класс) достигается применением технологических баз и дополнительной фиксацией заготовки, а также за счет введения дополнительной калибровки.
Наряду с простыми гнутыми деталями типа угольника или скобы на производстве применяется большое количество сложно изогнутых деталей разнообразной формы, имеющих отверстия, пазы, отбортовки и т.п.
В мелкосерийном производстве их изготовляют за несколько отдельных операций на простых штампах. В крупносерийном и массовом производстве обычно применяют конструктивно сложные комбинированные гибочные штампы.
Гибка полиуретаном имеет свои технологические особенности. Они рассмотрены в пятом разделе.
Кроме способов гибки в штампах, на производстве применяется ряд других способов гибки листового металла, выполняемых на специальном оборудовании.
Читайте также: