Гибка - это производственный процесс, позволяющий получить V-образную, U-образную или форму канала вдоль прямой оси из пластичных материалов, чаще всего из листового металла . [1] Обычно используемое оборудование включает в себя коробчатые и поворотные тормоза , тормозные прессы и другие специализированные машинные прессы . Типичными продуктами, которые изготавливаются таким образом, являются коробки, такие как электрические шкафы и прямоугольные воздуховоды .
Процесс [ править ]
При формовании листогибочным прессом обрабатываемая деталь располагается над штампом, и штамповый блок прижимает лист к форме. [1] Обычно изгиб должен преодолевать как растягивающие, так и сжимающие напряжения . Когда выполняется изгиб, остаточные напряжения заставляют материал возвращаться в исходное положение, поэтому лист должен быть чрезмерно изогнут для достижения правильного угла изгиба. Степень упругости зависит от материала и типа формовки. Когда листовой металл изгибается, он растягивается в длину. Изгиб вычет представляет собой сумму из листового металла будет растягиваться при сгибании , как измерено от внешних краев изгиба. Радиус изгибаотносится к внутреннему радиусу. Формируемый радиус изгиба зависит от используемых штампов, свойств материала и толщины материала.
U-образный пуансон образует U-образную форму с одним пуансоном. [1]
Типы [ править ]
На листогибочном прессе существует три основных типа гибки, каждый из которых определяется отношением положения конечного инструмента к толщине материала. Эти три вида - изгибание воздуха, опускание и чеканка. Конфигурация инструментов для этих трех типов гибки практически идентична. Матрица с длинным рельсовым инструментом с закругленным концом, который определяет внутренний профиль изгиба, называется пуансоном. Пуансоны обычно прикрепляются к плунжеру машины с помощью зажимов и перемещаются, создавая изгибающее усилие. Матрица с длинным рельсовым инструментом, имеющим вогнутый или V-образный продольный канал, который определяет внешний профиль формы, называется матрицей. Плашки обычно стационарные и располагаются под материалом на станине станка. Обратите внимание, что в некоторых местах нет различий между двумя разными типами штампов (пуансонами и штампами).
Гибка воздуха[ редактировать ]
Этот метод гибки формирует материал путем вдавливания пуансона (также называемого верхней или верхней матрицей) в материал, прижимая его к нижней V-образной матрице, которая установлена на прессе. Пуансон формирует изгиб так, чтобы расстояние между пуансоном и боковой стенкой V было больше толщины материала (T).
В нижней матрице можно использовать V-образное или квадратное отверстие (матрицы часто называют инструментами или приспособлениями). Поскольку для гибки на воздухе требуется меньшее усилие изгиба, обычно используются инструменты меньшего размера, чем при других методах.
Некоторые из новых нижних инструментов регулируются, поэтому, используя единый набор верхних и нижних инструментов и разную глубину хода пресса, можно изготавливать различные профили и изделия. Разные материалы и толщину можно изгибать под разными углами изгиба, что добавляет гибкости воздушному изгибу. Кроме того, требуется меньше смены инструмента, что повышает производительность. [2]
Недостаток гибки на воздухе заключается в том, что, поскольку лист не остается в полном контакте с матрицами, он не такой точный, как некоторые другие методы, и глубина хода должна поддерживаться очень точной. Колебания толщины материала и износ инструментов могут привести к дефектам производимых деталей. [2] Таким образом, важно использовать адекватные модели процессов. [3]
Точность угла гибки воздуха составляет примерно ± 0,5 градуса. Точность угла обеспечивается применением значения ширины V-образного проема в диапазоне от 6 T (в шесть раз больше толщины материала) для листов до 3 мм толщиной до 12 T для листов толщиной более 10 мм. Пружинность зависит от свойств материала, влияющих на результирующий угол изгиба. [2]
В зависимости от свойств материала лист может быть изогнутым для компенсации упругого возврата. [4]
Для гибки на воздухе не требуется, чтобы нижний инструмент имел тот же радиус, что и пуансон. Радиус изгиба определяется эластичностью материала, а не формой инструмента. [2]
Гибкость и относительно низкая грузоподъемность, необходимые для гибки на воздухе, делают его популярным. Проблемы качества, связанные с этим методом, решаются системами измерения угла, зажимами и системами коронки, регулируемыми по осям x и y, а также износостойкими инструментами. [2]
Приведенные ниже приближения К-фактора более точны для гибки на воздухе, чем для других типов гибки из-за меньших сил, задействованных в процессе формования.
Дно[ редактировать ]
При опускании лист прижимается к V-образному отверстию в нижнем приспособлении. П-образные отверстия использовать нельзя. Между листом и низом V-образного проема остается пространство. Оптимальная ширина V-образного проема составляет 6 T (T означает толщину материала) для листов толщиной около 3 мм и примерно до 12 T для листов толщиной 12 мм. Радиус изгиба для листовой стали должен составлять от 0,8 до 2 Тл. Большие радиусы изгиба требуют примерно такой же силы для дна, как и для изгиба в воздухе, однако для меньших радиусов требуется большая сила - до пяти раз больше, чем для изгиба в воздухе. Преимущества забивания включают большую точность и меньшую отдачу от пружины. Недостатком является то, что для каждого угла изгиба, толщины листа и материала требуется свой набор инструментов. Как правило, предпочтительной техникой является изгибание в воздухе. [2]
Чеканка [ править ]
При чеканке верхний инструмент вдавливает материал в нижнюю матрицу с силой изгиба воздуха в 5-30 раз, вызывая остаточную деформацию листа. Возврата почти не наблюдается. Чеканка может обеспечить внутренний радиус всего 0,4 Тл при ширине V-образного отверстия 5 Тл. Хотя чеканка может достигать высокой точности, более высокие затраты означают, что она используется нечасто.
Трехточечный изгиб [ править ]
Трехточечная гибка - это новый процесс, в котором используется матрица с регулируемым по высоте нижним инструментом, перемещаемая серводвигателем. Высота может быть установлена в пределах 0,01 мм. Регулировка между ползуном и верхним инструментом осуществляется с помощью гидравлической подушки, которая компенсирует отклонения в толщине листа. Трехточечный изгиб может достигать угла изгиба 0,25 градуса. точность. Хотя трехточечный изгиб обеспечивает высокую гибкость и точность, он также влечет за собой высокие затраты и меньшее количество доступных инструментов. Он используется в основном на нишевых рынках с высокой добавленной стоимостью. [2]
Складывание [ править ]
При складывании прижимные балки удерживают более длинную сторону листа. Балка поднимается и складывает лист по изгибаемому профилю. Гибочная балка может перемещать лист вверх или вниз, что позволяет изготавливать детали с положительными и отрицательными углами изгиба. Полученный угол изгиба зависит от угла изгиба балки, геометрии инструмента и свойств материала. В этом процессе можно обрабатывать большие листы, что упрощает автоматизацию операции. Риск повреждения поверхности листа невелик. [2]
Удаление [ править ]
При протирке зажимается самый длинный конец листа, затем инструмент перемещается вверх и вниз, сгибая лист вокруг профиля сгиба. Несмотря на то, что протирание происходит быстрее, чем складывание, существует более высокий риск появления царапин или иного повреждения листа, поскольку инструмент перемещается по поверхности листа. Риск увеличивается, если получаются острые углы. [2]
Этот метод, как правило, позволяет получить нижнюю часть или чеканку материала, чтобы установить кромку и помочь преодолеть упругость. В этом методе гибки радиус нижней матрицы определяет окончательный радиус гибки.
Поворотная гибка [ править ]
Ротационная гибка аналогична протирке, но верхняя матрица состоит из свободно вращающегося цилиндра с вырезанной в нем конечной формы и соответствующей нижней матрицы. При контакте с листом рулон соприкасается в двух точках и вращается по мере того, как в процессе формования изгибается лист. Этот метод гибки обычно считается «немарким» процессом формования, подходящим для предварительно окрашенных или легко повреждаемых поверхностей. Этот процесс гибки позволяет получить углы более 90 ° за одно нажатие на стандартном листогибочном прессе.
Валковая гибка [ править ]
В процессе гибки валков заготовки из прутков или листов изгибаются. Должен быть соответствующий припуск на предварительную перфорацию.
Гибка эластомера [ править ]
В этом методе нижняя V-образная матрица заменяется плоской подушкой из уретана или резины. Когда пуансон образует деталь, уретан отклоняется и позволяет материалу образовываться вокруг пуансона. Этот метод гибки имеет ряд преимуществ. Уретан обернет материал вокруг пуансона, и радиус концевого изгиба будет очень близок к фактическому радиусу на пуансоне. Он обеспечивает изгиб без царапин и подходит для предварительно окрашенных или чувствительных материалов. Использование специального штампа, называемого радиусной линейкойс уменьшенными площадями на U-образных изгибах уретана угол более 180 ° может быть получен одним ударом, что невозможно при использовании обычных пресс-инструментов. Инструменты из уретана следует рассматривать как расходный материал, и, хотя они недешевы, они составляют лишь небольшую часть стоимости специальной стали. У него также есть некоторые недостатки, этот метод требует тоннажа, аналогичного забиванию и чеканке, и не подходит для фланцев неправильной формы, то есть там, где край изогнутого фланца не параллелен изгибу и достаточно короткий, чтобы зацепить уретановая подушка.
Бег трусцой[ редактировать ]
Joggling , [5] , также известный как потряхивание изгиба , представляет собой смещение процесс гибки , в котором две противоположные изгибы, каждый меньше , чем 90 ° (см следующий раздел для того, как измеряется угол изгиба), и отделены друг от друга нейтральной сети , таким образом , что смещение (в обычном случае, когда противоположные изгибы равны по углу) составляет менее 5 толщин заготовки. [6] Часто смещение составляет одну толщину заготовки, чтобы обеспечить гладкое соединение внахлест на «открытой поверхности».
Расчеты [ править ]
Существует множество вариантов этих формул, которые легко доступны в Интернете. Эти вариации могут часто казаться противоречащими друг другу, но это неизменно одни и те же формулы, упрощенные или объединенные. Здесь представлены неупрощенные формулы. Во всех формулах используются следующие ключи:
- Lf = плоская длина листа
- BA = припуск на изгиб
- BD = удержание изгиба
- R = внутренний радиус изгиба
- K = K-фактор, который равен t / T
- T = толщина материала
- t = расстояние от внутренней поверхности до нейтральной линии [7]
- A = угол изгиба в градусах (угол, на который изгибается материал)
Нейтральная линия (также называемая нейтральная осью ) представляет собой воображаемая линию , которая может быть проведена через поперечное сечение заготовки , которая представляет собой геометрическое место точек , где нет ни на растяжении сжимающих напряжений не присутствует на работе. Его расположение в материале зависит от сил, используемых при формировании детали, а также от текучести и прочности материала на растяжение. В области изгиба материал между нейтральной линией и внутренним радиусом будет подвергаться сжатию во время изгиба. Материал между нейтральной линией и внешним радиусом будет находиться под напряжением во время изгиба. Для малых радиусов линия без растяжения / сжатия больше не совпадает с линией с нулевой деформацией.. [ требуется пояснение ] Кроме того, допуск на изгиб (см. ниже) при гибке на воздухе зависит от расстояния до плеча матрицы. [8] В результате процесс гибки оказывается более сложным, чем кажется на первый взгляд.
Допуск на сгиб и уменьшение сгиба - это величины, используемые для определения плоской длины листового материала, чтобы получить желаемый размер согнутой детали. Оба изгиба удержание и припуск на изгибе представляют собой разницу между нейтральной линией или отогнутым плоским рисунком (требуемая длиной материалом до изгиба) и образованного изгибом. Вычитание их из общей длины обоих фланцев дает длину развертки. Вопрос о том, какую формулу использовать, определяется методом определения размеров, используемым для определения фланцев, как показано на двух диаграммах ниже.
Доступно программное обеспечение для обработки листового металла, которое выполняет все расчеты автоматически, например SolidWorks и LITIO. [9]
Допуск на изгиб [ править ]
Припуск на изгибе (БА) представляет собой длину дуги нейтральной линии между касательными точками изгиба в любом материале. Добавление длины каждого фланца, взятого между центром радиуса, к BA дает длину развертки. Эта формула допуска на изгиб используется для определения длины развертки, когда размер изгиба определяется из 1) центра радиуса, 2) точки касания радиуса или 3) внешней точки касания радиуса на изгибе с острым углом. .
BA можно оценить с помощью следующей формулы, которая включает эмпирический K-фактор: [10]
| Угол | 90 |
| Pl | 3,142 |
| Радиус | 10.0 |
| К-фактор | 0,33 |
| Толщина | 10 |
| Допуск на изгиб | 20,89 |
Удержание изгиба [ править ]
Учет изгиба BD определяется как разница между суммой длин фланца (от края до вершины) и начальной плоской длиной.
Множество , вне назад (OSSB) длина от касательной точки радиуса к вершине внешней стороны изгиба. Изгиб вычет (BD) в два раза больше за пределы регресса минус припуск на изгибе. BD рассчитывается по следующей формуле, где A - угол в радианах (= градусы * π / 180): [11]
Для изгибов под углом 90 градусов эту формулу можно упростить до:
К-фактор [ править ]
K-фактор - это отношение положения нейтральной линии к толщине материала, определяемое как t / T, где t = положение нейтральной линии, а T = толщина материала. Формулировка K-фактора не учитывает напряжения формования, а представляет собой просто геометрический расчет положения нейтральной линии после приложения сил и, таким образом, представляет собой совокупность всех неизвестных (ошибок) факторов для данной установки. . K-фактор зависит от многих факторов, включая материал, тип операции гибки (чеканка, дно, гибка на воздухе и т. Д.) Инструментов и т. Д. И обычно составляет от 0,3 до 0,5.
При проектировании листового металла K-фактор используется для расчета, сколько листового металла нужно оставить для сгиба, чтобы получить конкретные окончательные размеры, особенно между прямыми сторонами рядом с сгибом. Используйте известный K-фактор и известный внутренний радиус изгиба, чтобы вычислить радиус изгиба нейтральной линии. Затем используйте нейтральный радиус изгиба, чтобы вычислить длину дуги нейтральной линии («длина окружности», умноженная на «угол изгиба как долю от 360 градусов»). Длина дуги нейтральной линии - это длина листового металла, который вы должны оставить для сгиба.
Следующее уравнение связывает K-фактор с допуском на изгиб: [12]
Следующая таблица является «практическим правилом». Фактические результаты могут значительно отличаться.
| Общие K-факторы | Алюминий | Стали | |
|---|---|---|---|
| Радиус | Мягкие материалы | Средние материалы | Твердые материалы |
| Гибка воздуха | |||
| От 0 до толщины | 0,33 | 0,38 | 0,40 |
| Толщина до 3 × толщины | 0,40 | 0,43 | 0,45 |
| Более 3 × толщина | 0,50 | 0,50 | 0,50 |
| Дно | |||
| От 0 до толщины | 0,42 | 0,44 | 0,46 |
| Толщина до 3 × толщины | 0,46 | 0,47 | 0,48 |
| Более 3 × толщина | 0,50 | 0,50 | 0,50 |
| Чеканка | |||
| От 0 до толщины | 0,38 | 0,41 | 0,44 |
| Толщина до 3 × толщины | 0,44 | 0,46 | 0,47 |
| Более 3 × толщина | 0,50 | 0,50 | 0,50 |
Вместо таблицы можно использовать следующую формулу как хорошее приближение коэффициента К для изгиба воздуха:
Преимущества и недостатки [ править ]
Гибка - это рентабельный процесс, близкий к конечной при использовании в малых и средних количествах. Детали обычно легкие с хорошими механическими свойствами. Недостатком является то, что некоторые варианты процесса чувствительны к изменениям свойств материала. Например, разница в упругости имеет прямое влияние на результирующий угол изгиба. Чтобы смягчить это, были разработаны различные методы контроля в процессе. [13] Другие подходы включают комбинирование формования торможением с постепенным формированием. [14]
В общих чертах, каждый изгиб соответствует установке (хотя иногда несколько изгибов могут быть сформированы одновременно). Относительно большое количество настроек и геометрические изменения во время гибки затрудняют априорное устранение допусков и ошибок изгиба во время планирования установки, хотя были предприняты некоторые попытки [15]
См. Также [ править ]
- Гибка (механика)
- Гибка труб
- Нажми на тормоз
- Тормоз (гибка листового металла)
- Гибочный станок (производство)
- Подшивка и сшивание
- Автомобильная подшивка
https://www.fittingsworld.in/product/ss-bends/
Ссылки [ править ]
- ^ a b c Справочное руководство по производственным процессам, Industrial Press Inc., 1994.
- ^ a b c d e f g h i F., M. (август 2008 г.), «Гибка листогибочного пресса: методы и проблемы» (PDF) , Metalforming : 38–43, архивировано из оригинала (PDF) 2011-07 -14.
- ^ Де Вин, Л.Дж., Стреппель, А.Х., Сингх, УП и Калс, Х.Дж. Модель процесса гибки на воздухе. Журнал технологий обработки материалов, том 57, выпуски 1-2, 1 февраля 1996 г., страницы 48-54 https://doi.org/10.1016/0924-0136(95)02043-8
- ^ Справочник инженеров по инструментам и производству , том 2, формование , 4-е издание, Общество инженеров-технологов, 1984
- ^ 3-81. ФОРМИРОВАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ. Архивировано 20 августа 2010 г. в Wayback Machine.
- ^ http://www.toolingu.com/definition-410130-35505-joggle-bend.html
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 24 февраля 2010 года . Проверено 24 февраля 2010 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Де Вин, Л.Дж., «Ожидание неожиданностей - необходимость для точного формования тормоза», «Журнал технологий обработки материалов», том 117, выпуски 1–2, 2 ноября 2001 г., страницы 244–248. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(01)01140-2
- ^ Ивамото, Лиза (2 июля 2013), ЦИФРОВАЯ Фальсификации: Архитектурные и материальные методы , ISBN 9781616891787
- ^ Как рассчитать Bend пособие для Вашего пресс - Brake , архив с оригинала на 2010-02-24 , извлекаются 2010-02-24 .
- ^ Жесть изгиб дедукция , архивируются с оригинала на 2010-02-24 , извлекаются 2010-02-24 .
- ^ Diegel, Олаф (июль 2002), BendWorks (PDF) , в архив от оригинала (PDF) на 2010-02-24 , извлекаются 2010-02-24 .
- ^ Lutters, D., Streppel, A.H., Kroeze, B. & Kals, H.J.J., Адаптивное управление листогибочным прессом при гибке на воздухе, Proc. конференции Shemet97, Белфаст, стр. 471–480, 1997.
- ^ Дж. Маги и Л. Дж. Де Вин, Планирование процесса лазерной формовки . Журнал технологий обработки материалов. Том 120, выпуски 1–3, 15 января 2002 г., страницы 322–326.
- ^ Л. Дж. Де Вин и А. Х. Стреппель, Обоснование толерантности и планирование установки для тормозной формовки, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 1998, т. 14, 336–342.
Библиография [ править ]
- Бенсон, Стив Д. Листогибочная технология: руководство по прецизионной гибке листового металла. Общество инженеров-технологов, 1997. ISBN 978-0-87263-483-1
- Тодд, Роберт Х .; Аллен, Делл К .; Алтинг, Лео (1994), Справочное руководство по производственным процессам , Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0.
- https://prestigemetals.com/metal-bending-technology/
Внешние ссылки [ править ]
- Латанг, Пол. "Bending Made Easy" Производство и металлообработка, февраль 2010 г.
- Калькулятор допуска и вычета изгиба
