Удлинение металла при гибке
Обновлено: 03.05.2024
В этом цикле я попытаюсь собрать и систематизировать информацию о гибке металла. Если вам интересно поглубже заглянуть в физику процесса. Если вы хотите лучше понимать, почему иногда все получается не так, как хотелось бы. Если вы хотите проводить расчеты самостоятельно и, таким образом, определять степень точности работы.. Тогда, милости просим. Поехали.
ЧАСТЬ 1 (Поведение металла при гибке, гибка поворотной балкой, варианты расчетов длины, нейтральная ось)
Прежде чем постигать нюансы, давайте разберемся с базовыми понятиями и рассмотрим процесс гибки в целом. Гибка – один из самых распространенных процессов в обработке листового металла, при котором материал деформируется и изменяет форму. Чтобы процесс этот проходил корректно, необходимо преодолеть предел текучести металла, не превышая предела прочности на разрыв. В противном случае, либо материал приложенную силу «не заметит», либо подвергнется разрушению. В процессе изменения формы металл деформируется в зоне линии сгиба – по одной линейной оси. Это, безусловно, упрощает все наши расчеты и рассуждения, так что приступим. Правда, если быть до конца откровенным, деформируются еще и края листа. Имеет место сдвиг краев вниз в горизонтальном направлении, перпендикулярно оси сгиба. Вот так, примерно:
Но у широких заготовок значение сдвига настолько мало, что мы можем этим пренебречь. Пусть об этом беспокоятся те, кто гнет заготовки квадратного сечения.
Итак, ближе к делу. Рассмотрим гибку металла на станке с поворотной балкой. Это типичный пример, так называемого, «свободного» или «воздушного» изгиба. Очевидно, что при этом деформируемая ось остается «свободной» и не контактирует непосредственно с инструментом станка (см. рис.)
1-инструмент гибочной балки, 2-инструмент прижимной балки, 3-свободная деформируемая зона
Таким образом, не воздействуя инструментом на линию сгиба, мы не можем претендовать на четкий угол в этой зоне. Напротив, невооруженным глазом наблюдается явный радиус, который нельзя игнорировать при расчетах точной заготовки.
И в самом деле, если мы хотим получить деталь с углом гиба 90 0 , в которой длина одной «полки» – А, длина другой – В, то полная длина заготовки отнюдь не А + В. Истинные размеры плоской заготовки должны быть вычислены с учетом допуска (припуска) на изгиб или, другими словами, мы должны посчитать, сколько мы должны прибавить или вычесть к нашим длинам «полок», чтобы добиться желаемого результата.
Дальнейший расчет будет зависеть от ваших задач. Возможно 2 варианта:
| Lt = A + B + BA | Lt = A + B – BA |
| Lt – общая длина плоской заготовки; А и В – см. рисунок; ВА – допуск (припуск) | Lt – общая длина плоской заготовки; А и В – см. рисунок; BA – допуск (припуск) |
Соответственно, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1. Если же вам важна общая высота полки А, тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.
При детальном рассмотрении металла в изогнутом состоянии видно, что внутренняя поверхность изгиба сжата, а внешняя растянута. Также, во внутреннем слое металла, выделяют, нейтральную ось (слой) – линию, по которой металл не сжат и не растянут. Нейтральная ось (слой) не является тем или иным физическим слоем, который можно обнаружить визуально или другим способом. Это условное понятие – но очень важное.
Нейтральная ось не статична и меняет свое положение. Гибка всегда сопровождается смещением нейтральной оси в сторону сжатой поверхности.
Ниже отмечены зоны и направление смещения нейтральной оси (выделены оранжевым):
Останавливаюсь на этом подробно, потому что это важно для понимания формул расчета, до которых мы еще доберемся. И вообще для осознания того, что не все так просто, в таком, казалось бы, элементарном деле.
Так как вычисление, получившейся в результате смещения параболической нейтральной оси – дело совсем неблагодарное, принято брать в расчет длину ближайшую к сжатой поверхности границу смещения. Вот эту (выделена красным):
Считается, что эту неточность компенсирует тот факт, что нейтральная ось металла вне зоны гибки тоже немного смещается, степень этого смещения уменьшается по мере удаления от линии сгиба.
Разницу между условным положением нейтральной оси (центральная ось) и фактическим уровнем (смещенная ось) называют коэффициентом утонения (α).
Коэффициент утонения зависит от пластичности материала, степени деформации и угла гибки. Именно из-за него мы не можем просто принять нейтральный слой за S/2 при любых условиях.
При подготовке информации я использовал: 1. Статья “BendWorks. The fine-art of Sheet Metal Bending” Olaf Diegel, Complete Design Services, July 2002; 2. Романовский В.П. “Справочник по холодной штамповке” 1979г; 3. Инструкция по эксплуатации электромеханического гибочного станка SCHECHTL.
Расчет размеров заготовки при гибке
Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на гибочном производстве. Особенно это касается небольших цехов, которые обходятся средствами малой и средней механизации. Под малой и средней механизацией я подразумеваю использование ручных или полуавтоматических листогибов. Оператор суммирует длину полок, получает общую длину заготовки для требуемого изделия, отмеряет нужную длину, отрезает и.. после гибки получает неточное изделие. Погрешности размеров конечного изделия могут быть весьма значительными (зависит от сложности изделия, количества гибов и т.д.). Все потому, что при расчетах длины заготовки нужно учитывать толщину металла, радиус гибки, коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор). Именно этому и будет посвящена данная статья.
Честно говоря, произвести расчет размеров заготовки несложно. Нужно только понять, что нужно брать в расчет не только длины полок (прямых участков), но и длины криволинейных участков, получившихся ввиду пластических деформаций материала при гибке.
Притом, все формулы уже давно выведены «умными людьми», книги и ресурсы которых я постоянно указываю в конце статей (оттуда вы, при желании, можете получить дополнительные сведения).
Таким образом, для расчета правильной длины заготовки (развертки детали), обеспечивающей после гибки получение заданных размеров, необходимо, прежде всего, понять, по какому варианту мы будем производить расчет.
| Lt = A + B + BA | Lt = A + B – BD |
| Lt – общая длина плоской заготовки; А и В – см. рисунок; ВА – припуск | Lt – общая длина плоской заготовки; А и В – см. рисунок; BD – вычет |
Таким образом, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1. Если же вам важна общая высота полки А, тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.
Вариант 1 (с припуском)
а) Определить К-фактор (см Справочную);
б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
в) Суммировать длины этих отрезков. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков – с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.
Так, например, для заготовки с одним гибом, формула будет выглядеть следующим образом:
Где X1 – длина первого прямого участка, Y1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Причем, нам придется считать длину каждой полки отдельно, прежде чем задавать точку перемещения заднего упора станка. Надеюсь, это понятно.
Таким образом, ход расчета будет следующим..
Y1 + BA1 + X1 + BA2 +..т.д
Длина формулы зависит от количества переменных.
Вариант 2 (с вычетом)
По моему опыту, это самый распространенный вариант расчетов для гибочных станков с поворотной балкой. Поэтому, давайте рассмотрим этот вариант.
Нам также необходимо:
а) Определить К-фактор (см таблицу).
б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
в) Рассчитать необходимые вычеты. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины вычетов – соответственно, вычитаются.
Здесь необходимо рассмотреть новое понятие – внешняя граница гибки.
Чтобы было легче представить, см рисунок:
Внешняя граница гибки – вот эта воображаемая пунктирная линия.
Так вот, чтобы найти длину вычета, нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.
Таким образом, формула длины заготовки по варианту 2:
Где Y2, X2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Вычет у нас (BD), как вы понимаете:
Внешняя граница гибки (OS):
И в этом случае также необходимо каждую операцию рассчитывать последовательно. Ведь нам важна точная длина каждой полки.
Схема расчета следующая:
(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) +.. и т.д.
Графически это будет выглядеть так:
И еще, размер вычета (BD) при последовательном расчете считать надо правильно. То есть, мы не просто сокращаем двойку. Сначала считаем весь BD, и только после этого получившийся результат делим пополам.
Надеюсь, что этой своей ремаркой я никого не обидел. Просто я знаю, что математика забывается и даже элементарные вычисления могут таить в себе никому не нужные сюрпризы.
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!
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!
Коммерческое предложение
Подтверждаю свое согласие на использование моих персональных данных в соответствии с "Политикой защиты и обработки персональных данных Dreambird".
Официальный дистрибьютор в странах Балтии и СНГ
CAD/CAM и производственные процессы: публикации
Расчеты параметров гибки изделий из листового металла для гибочного пресса
Понимание соотношения между V-образной выемкой, радиусом, допуском на гибку и К-фактором для лучшего выполнения расчетов плоской развертки детали из листового металла.
Иногда на производстве бывают случаи, когда детали из листового металла, вырезанные лазером, полученные путем пробивки или обрезки кажутся "слишком длинными" или "слишком короткими" после их гибки на листогибочном прессе. Бывает также, что изделия, спроектированные на компьютере, не соответствуют реальным размерам после гибки. Производитель инструмента для гибки Rolleri предлагает больше узнать о факторах, которые следует учитывать для достижения наилучших результатов в подобных ситуациях.
Процесс гибки: простые факты
1) Радиус, получающийся за счет гибки металлического листа, влияет на длину, на которую следует обрезать изделие перед гибкой.
2) Полученный радиус гибки на 99% зависит от V-образной выемки, которую мы выбираем для работы.
Простое заключение
До начала проектирования изделия и резки заготовок, следует обязательно знать, какая V-образная выемка будет использоваться для гибки детали на листогибочном станке.
Как радиус влияет на заготовки
Больший радиус раздвинет изделие в сторону внешнего края, оставляя впечатление того, что была отрезана слишком длинная заготовка.
Меньший радиус потребует заготовки, обрезанной "немного длиннее", чем в случае большего радиуса.
Допуск на гибку
Развернутая плоская заготовка профиля, указанного выше на изображении рассчитывается следующим образом:
B = 150 + 100 + 60 + BA1 + BA2
Далее последует обьяснение, как рассчитать параметры ВА1 и ВА2.
Расчет допуска на гибку
Участок, на который нужно укоротить обе стороны, которые совпадут после расплющивания детали, является тем, что обычно называется "допуском на гибку" и обозначаем ВА в формуле.
Формула допуска на гибку (ВА)
Формула BA для сгибов менее 90°
Формула АВ для сгибов от 91°до 165°
iR= внутренний радиус
На нашем сайте вы найдете еще много информации о гибке листового металла! Читайте статью "Оцифровка работы гибочного станка"!
K-фактор (коэффициент положения нейтральной линии)
При гибке на листогибочном станке, внутренняя сторона металлического листа сжимается, а внешняя, наоборот, растягивается. Это означает, что есть место на листе, в котором волокна не сжимаются и не растягиваются. Это место называется "нейтральной линией". Расстояние от внутренней части сгиба до нейтральной линии называется К-фактором, коэффициентом положения нейтральной линии.
Изменить этот коэффициент невозможно, так как он является постоянным для каждого типа материала. Он выражается в виде дробей, и чем меньше К-фактор, тем ближе нейтральная линия будет расположена к внутреннему радиусу листа.
K-фактор = тонкая настройка
Значение К-фактора влияет на плоскую заготовку, возможно, не настолько, как влияет радиус детали, но следует учитывать его при тонкой настройке расчетов для заготовок. Чем меньше К-фактор, тем больше материал растягивается и "выталкивается", заставляя заготовку быть "больше".
Прогнозирование К-фактора
В большинстве случаев мы можем прогнозировать и настраивать К-фактор при выполнении расчетов плоской заготовки.
Необходимо провести несколько испытаний выбранной V-образной выемки и измерить радиус детали. Если необходимо более точно рассчитать К-фактор, можно воспользоваться формулой расчета К-фактора для гибки, приведенной ниже:
Формула К-фактора
Решение примера:
B = 150 + 100 + 60 +BA1 + BA2
Оба сгиба меньше или равны 90°:
B1 = 3.14 x 0.66 x (6 + ((4×0.8)/2) – 2 x 10
B2 = 3.14 x 0.5 x (8 + ((4×0.8)/2) – 2 x 12
B = 150 + 100 + 60 + (-4.25) + (-8.93)
B= 296.8мм
Автор методики: Хулио Алькасер, менеджер международных продаж Rolleri Press Brake Tools
Комментарий Dreambird
Обработка листового металла на современных производствах часто используется для изготовления деталей, точное соблюдение размеров которых критично. Более того, в условиях, когда скорость изготовления ценится превыше всего и от нее зависит, получит ли субподрядчик заказ на изготовление деталей, производители стараются избегать траты времени на выполнение калькуляции вручную, выполнение различных тестов и исправление допущенных ошибок. Использованный в статье метод, несомненно, может считаться точным и изложенные в нем формулы полезны, но постоянное использование их при расчетах ведет к дополнительным временным затратам на производстве.
Сегодняшние листогибочные прессы зачастую оснащены стойками ЧПУ и последовательность гибки конкретного изделия может быть задана на компьютере непосредственно после проектирования изделия. При наличии готового файла с геометрией плоской развертки последовательность гибки, требующаяся для ее выполнения, также рассчитывается на компьютере после непосредственного импорта этого файла в специализированное CAD/CAM-решение для гибки.
Современное автономное программное решение Radbend, часть CAD/CAM-комплекса Radan для обработки листового металла, является мировым лидером среди приложений аналогичного характера. Все изложенные в статье расчеты заложены в Radbend в виде алгоритмов и не требуют расчетов вручную. Гибка детали выполняется в среде Radbend так, как она будет выполнена на самом деле, затем "слишком длинные" стороны подгоняются для абсолютной точности. Далее уже согнутое изделие отправляется в модуль Radan3D, где на его основе создается заготовка, при расчете длины которой учитывается ранее выполненная в Radbend подгонка. Таким образом при производстве изделия будут соблюдены все требуемые параметры и обработка будет выполнена корректно уже с первого подхода.
Radbend позволяет заранее определить технологичность изготовления детали, генерируя и показывая графически полную симуляцию обработки и последовательность гибки, помогая подобрать инструмент и расположить упоры. С помощью этого модуля можно избежать проблем, часто возникающих на производстве - предотвратить столкновения инструмента, изделия и частей станка.
Читайте также: