§ 26. общие сведения
Гибка — способ обработки металла давлением, при котором заготовке или ее части придается изогнутая форма. Слесарная гибка выполняется молотками (лучше с мягкими бойками) в тисках, на плите или с помощью специальных приспособлений. Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм — плоскогубцами или круглогубцами. Гибке подвергают только пластичный материал.
Гибка деталей — одна из наиболее распространенных слесарных операций. Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инструменте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).
https://www.youtube.com/watch?v=KVHXDzyK4Zo
Сущность гибки заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на заданный угол. Происходит это следующим образом: на заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения, и если эти напряжения не превышают предел упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, является упругой, и по снятии нагрузки заготовка принимает первоначальный вид (выпрямляется).
Однако при гибке необходимо добиться, чтобы заготовка после снятия нагрузки сохранила приданную ей форму, поэтому напряжения изгиба должны превышать предел упругости и деформация заготовки в этом случае будет пластической, при этом внутренние слои заготовки подвергаются сжатию и укорачиваются, наружные слои подвергаются растяжению и длина их увеличивается.
В то же время средний слой заготовки — нейтральная линия — не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 93,а). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.
При гибке деталей под прямым углом без закруглений с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину заготовки детали.
Пример 1
. На рис. 93, в, г показаны угольник и скоба с прямыми внутренними углами.
Размеры угольника (рис. 93, в): а = 30 мм, b = 70 мм, t = 6 мм. Длина развертки
L = а b 0,5t = 30 70 3 = 103 мм.
Размеры скобы (рис. 93, г): а = 70 мм, b = 80 мм, с = 60 мм, t = 4 мм. Длина развертки заготовки скобы
L = 70 80 60 2 = 212 мм.
Разбиваем угольник по чертежу на участки. Подставляем их размеры а = 50 мм, b = 30 мм, t = 6 мм, r = 4 мм в формулу
L = а b π/2(r t/2)
Тогда получим:
L = 50 30 3,14/2(4 6/2) = 50 30 1,57⋅7 = 90,99 91 мм.
Разбиваем скобу на участки, как показано на чертеже. Их размеры: а = 80 мм, h = 65 мм, с = 120 мм, t = 5 мм, r = 2,5 мм.
L = а h с π(r t/2) = 80 65 120 3,14(2,5 5/2),
следовательно,
L = 265 4 15,75 = 280,75 мм.
Сгибая в окружность эту полосу, получим цилиндрическое кольцо, причем внешняя часть металла несколько вытянется, а внутренняя сожмется. Следовательно, длине заготовки будет соответствовать длина средней линии окружности, проходящая по середине между внешней и внутренней окружностями кольца.
Длина заготовки
Зная диаметр средней окружности кольца и подставляя его числовое значение в формулу, находим длину заготовки:
L = πD = 3,14 108 = 339,12 мм.
В результате предварительных расчетов можно изготовить деталь установленных размеров.
В процессе гибки в металле возникают значительные напряжения и деформации. Они особенно ощутимы, когда радиус гибки мал. Чтобы не появились при этом трещины в наружных слоях, радиус гибки не должен быть меньше минимально допустимого радиуса, который выбирается в зависимости от толщины и рода изгибаемого материала (рис. 95).
Рассчитать площадь поверхности или сечения трубопровода помогает формула длины развертки заготовки трубы. Расчет основывается на величине будущей трассы и диаметре планируемой конструкции. В каких случаях требуются такие вычисления и как они делаются, расскажет данная статья.
Not found
49.Минимальный радиус R гиба листового проката, мм
Материал | Расположения линии гиба проката в состоянии | |||
отожженном или нормализованном | наклепанном | |||
поперек волокон | вдоль волокон | поперек волокон | вдоль волокон | |
Сталь: СтЗ 20 45 коррозионно-стойкая | 1S | 2S 1.5S 2.6S 2S 3S | 4S | |
Алюминий и его сплавы: мягкие твердые | 1S 1S | 1,55 35 | 1,55 35 | 2,55 45 |
Медь | — | 15 | 15 | 25 |
Латунь: мягкая твердая | — — | 0,85 4,55 | 0,85 4,55 | 0,85 4,55 |
Развернутая длина изогнутого участка детали из листового материала при гибе на угол a определяется по формуле
А=p(R KS)a/180где А —
длина нейтральной линии;R —внутренний радиус гиба;К —коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя при гибе (табл.50);S — толщина листового материала, ммПримечание.Минимальные радиусы холодной гибки заготовок устанавливаются по предельно допустимым деформациям крайних волокон. Их применяют только в случае конструктивной необходимости, во всех остальных случаях — увеличенные радиусы гиба.
50. Значение коэффициента К
Минимальный радиус гиба R, мм | Толщина проката S, мм | ||||||||||
0,5 | 1 | 1.5 | 2 | 2,5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | |
1 | 0,375 | 0,350 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
2 | 0,415 | 0,375 | 0,357 | 0,350 | — | — | — | — | — | — | — |
3 | 0,439 | 0,398 | 0,375 | 0,362 | 0,355 | 0,350 | — | — | — | — | — |
4 | 0,459 | 0,415 | 0,391 | 0,374 | 0,365 | 0,360 | 0,358 | — | — | — | — |
5 | 0,471 | 0,428 | 0,404 | 0,386 | 0,375 | 0,367 | 0,357 | 0,350 | — | — | — |
6 | 0,480 | 0,440 | 0,415 | 0,398 | 0,385 | 0,375 | 0,363 | 0,355 | 0,350 | — | — |
8 | 0,459 | 0,433 | 0,415 | 0,403 | 0,391 | 0,375 | 0,365 | 0,358 | 0,350 | — | |
10 | 0,500 | 0,470 | 0,447 | 0,429 | 0,416 | 0,405 | 0,387 | 0,375 | 0,366 | 0,356 | 0,350 |
12 | 0,480 | 0,459 | 0,440 | 0,427 | 0,416 | 0,399 | 0,385 | 0,375 | 0,362 | 0,355 | |
16 | 0,500 | — | 0,473 | 0,459 | 0,444 | 0,433 | 0,416 | 0,403 | 0,392 | 0,375 | 0,365 |
20 | 0,500 | — | 0,470 | 0,459 | 0,447 | 0,430 | 0,415 | 0,405 | 0,388 | 0,375 | |
25 | — | — | 0,500 | — | 0,470 | 0,460 | 0,443 | 0,430 | 0,417 | 0,402 | 0,387 |
28 | — | — | — | 0,500 | 0,476 | 0,466 | 0,450 | 0,436 | 0,425 | 0,408 | 0,395 |
30 | — | — | — | — | 0,480 | 0,470 | 0,455 | 0,440 | 0,430 | 0,412 | 0,400 |
51. Минимальный радиус гиба металлов круглого и квадратного сечений, мм
Диаметр круга d или сторона квадрата a | Ст3 | Ст5 | Сталь 20 | Сталь 45 | Сталь 12Х18Н10Т | Л63 | М1, М2 | |||
R1 | R2 | R1 | R1 | R2 | R1 | R2 | R1 | |||
5 | — | — | — | — | — | — | — | — | 2 | — |
6 | — | — | — | 2 | — | — | — | — | 2 | 2 |
8 | 3 | — | — | 3 | — | 5 | — | 7 | 2 | 2 |
10 | 8 | 10 | — | 8 | 10 | 10 | — | 8 | 6 | 6 |
12 | 10 | 12 | 13 | 10 | 12 | 13 | — | 10 | 6 | 6 |
14 | 10 | 14 | 14 | 10 | 14 | 16 | — | 11 | — | — |
16 | 13 | 16 | 16 | 13 | 16 | 16 | 16 | 13 | 10 | 10 |
18 | 16 | — | 18 | — | — | 18 | — | 14 | — | 10 |
20 | 16 | 20 | 20 | 16 | 20 | 20 | 20 | 16 | 13 | 13 |
22 | 18 | — | 22 | 18 | — | 22 | — | 18 | — | 13 |
25 | 20 | 25 | 25 | — | 25 | 25 | 25 | 20 | 16 | 16 |
28 | — | — | — | 22 | — | 30 | — | 22 | — | 16 |
30 | 25 | 30 | 30 | 25 | 30 | 30 | 30 | 24 | 18 | 18 |
51а. Минимальные радиусы гиба R
угловой равнополочной стали, мм
Материал — сталь Ст3 В числителе приведены значения радиуса гиба R угловой стали полкой наружу, в знаменателе — полкой внутрь |
Толщина полки, мм | Номер профиля | |||||||||||||
2 | 2,5 | 3,2 | 3,6 | 4 | 4,5 | 5 | 5,6 | 6,3 | 7 | 7,5 | 8 | 9 | 10 | |
3 | 100120 | 125150 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
4 | — | 125 150 | 160 200 | 180 220 | 200 240 | 225 270 | 250 300 | 280 340 | 315 380 | — | — | — | — | — |
4,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 250 420 | — | — | — | — |
5 | — | — | — | — | — | — | 250 300 | 280 340 | 315 380 | 350 420 | 375 450 | — | — | — |
5,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 400 480 | — | — |
6 | — | — | — | — | — | — | — | — | 315 380 | 350 420 | 375 450 | 400 480 | 450 540 | — |
6,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 500 600 |
7 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 420 350 | 450 375 | 480 400 | 540 450 | — |
8 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 480400 | 540 450 | 600 500 |
9 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 450 375 | — | — | — |
10 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 600 500 |
12 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 600 500 |
51б. Минимальный радиус гиба R угловой неравнополочной стали меньшей полкой наружу, мм
Толщина полки, мм | Номер профиля | |||||||
3,2/2 | 4,5/2,8 | 5/3,2 | 6,3/4 | 7,5/5 | 8/5 | 9/5,6 | 10/6,3 | |
4 | 100 | 140 | 160 | — | — | — | — | — |
5 | — | — | — | — | 250 | — | — | — |
5,5 | — | — | — | — | — | — | 280 | — |
6 | — | — | — | 200 | 250 | 250 | — | 315 |
7 | — | — | — | — | — | — | — | 315 |
8 | — | — | — | 200 | — | — | 280 | 315 |
10 | — | — | — | — | — | — | — | 315 |
51в. Минимальный радиус гиба R угловой неравнополочной стали большой полкой наружу, мм
Толщина полки, мм | Номер профиля | |||||||
3,2/2 | 4,5/2,8 | 5/3,2 | 6,3/4 | 7,5/5 | 8/5 | 9/5,6 | 10/6,3 | |
4 | 160 | 225 | 250 | — | — | — | — | — |
5 | — | — | — | — | 375 | — | — | — |
5,5 | — | — | — | — | — | — | 450 | — |
6 | — | — | — | 315 | 375 | 400 | — | 500 |
7 | — | — | — | — | — | — | — | 500 |
8 | — | — | — | 315 | — | — | 450 | 500 |
10 | — | — | — | — | — | — | — | 500 |
51г. Минимальный радиус гиба К
угловой неравнополочной стали меньшей полкой внутрь, мм
Толщина полки, мм | Номер профиля | |||||||
3,2/2 | 4,5/2,8 | 5/3,2 | 6,3/4 | 7,5/5 | 8/5 | 9/5,6 | 10/6,3 | |
4 | 120 | 170 | 195 | — | — | — | — | — |
5 | — | — | — | — | 300 | — | — | — |
5,5 | — | — | — | — | — | — | 340 | — |
6 | — | — | — | 240 | 300 | 300 | — | 380 |
7 | — | — | — | — | — | — | — | 380 |
8 | — | — | — | 240 | — | — | 340 | 380 |
10 | — | — | — | — | — | — | — | 380 |
51д. Минимальный радиус гиба R
угловой неравнополочной стали большей полкой внутрь, ми
Толщина полки, мм | Номер профиля | |||||||
3,2/2 | 4,5/2,8 | 5/3,2 | 6,3/4 | 7,5/5 | 8/5 | 9/5,6 | 10/6,3 | |
4 | 195 | 270 | 300 | — | — | — | — | — |
5 | — | — | — | — | 450 | — | — | — |
5,5 | — | — | — | — | — | — | 545 | — |
6 | — | — | — | 380 | 450 | 480 | — | 600 |
7 | — | — | — | — | — | — | — | 600 |
8 | — | — | — | 380 | — | — | 545 | 600 |
10ы | — | — | — | — | — | — | — | 600 |
51е. Минимальный радиус гиба двутавровой балки, мм (материал — сталь ВСтЗ)
Номер профиля | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | |
Минимальный радиус гиба R, мм | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
51 ж. Минимальный радиус гиба швеллера, мм
Номер профиля | 5П | б,5П | 8П | 10П | 12П | 14П | 16П | 18П | 20П |
Минимальный радиус гиба R, мм | 225 | 250 | 275 | 300 | 325 | 350 | 400 | 435 | 450 |
52. Разделка угловой стали при гибке
Размеры, мм
При свободной гибке уголка полкой: наружу rmin=25h; внутрь rmin=30h; где h-ширина полки в плоскости гиба,мм |
Размеры профиля | r | Угол гибки a, градусы | |||||||||||||||
30 | 45 | 60 | 75 | 90 | 105 | 120 | 135 | ||||||||||
l1 | l2 | l1 | l2 | l1 | l2 | l1 | l2 | l1 | l2 | l1 | l2 | l1 | l2 | l1 | l2 | ||
20х20х3 | 3 | 9 | 2 | 14 | 4 | 20 | 5 | 26 | 6 | 34 | 7 | 44 | 8 | 59 | 9 | 82 | 11 |
25х25х4 32х32х4 36х36х4 40х40х4 45х45х4 50х50х4 | 4 | 11 15 17 20 22 25 | 3 | 17 23 27 30 34 38 | 5 | 22 32 37 42 48 53 | 6 | 32 43 49 55 63 71 | 8 | 42 56 64 72 82 92 | 10 | 55 73 84 94 107 120 | 11 | 73 97 111 125 142 160 | 13 | 102 135 155 174 198 222 | 15 |
63х63х6 75х75х6 | 6 | 31 37 | 4 | 48 58 | 6 | 66 80 | 9 | 88 106 | 10 | 114 138 | 13 | 149 180 | 15 | 198 239 | 17 | 275 333 | 20 |
Внутренняя поверхность
Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.
При определении данного параметра следует учитывать:
- Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.
- При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.
- Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.
Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.
Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.
В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:
S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.
Формула развертки заготовки помогает рассчитать количество необходимой теплоизоляции
Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!
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.).
Итак, приступим.
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.
Напоминаю:
Таким образом, если вам нужна поверхность полки А
без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет поварианту 1. Если же вам важна общая высота полкиА, тогда, без сомнения,вариант 2более подходящий.
Вариант 1 (с припуском)
Нам понадобится:
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,kS– толщина металла.
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;
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 весьBD, 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.
На этом все. Всем спасибо за внимание.
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; материалы англоязычного ресурса SheetMetal.Me (раздел “Fabrication formulas”, ссылка:
Как проводится гибка листового металла?
Такая технологическая операция, как гибка листового металла, позволяет при минимальных физических усилиях сформировать заготовку требуемой конфигурации.
Альтернативой гибки металлического проката является сварочный процесс, однако в этом случае он занимает гораздо больше времени, да и в финансовом плане стоит несколько дороже.
Гибка листового металла может быть произведена ручным или автоматическим способом, однако и в том, и в другом случае технология самого процесса остается неизменной.
В том случае, когда осуществляется гибка проката, который имеет большой радиус, как правило, нейтральный слой располагается в средней части толщины.
В свою очередь, если взят минимальный радиус, то вышеупомянутый слой уже смещается непосредственно в сторону области сжатия материала.
На промышленных производствах технология гибки листового металла осуществляется при помощи специального оборудования, при этом производится предварительный расчет и учитывается соответствующий ГОСТ.
Технология гибки проката своими руками имеет свои особенности, притом, что также должен быть произведен необходимый расчет и взят во внимание ГОСТ.
В этом случае используется специальное приспособление, а чтобы изменить конфигурацию металлического листа, необходимо приложить определенные усилия и обязательно взять во внимание расчет.
Как считают длину развертки листового металла. определение размеров заготовки при гибке
Длину развертки определяют, полагая что длины прямых участков детали при гибке остаются неизменными, а у изогнутых участков находят длину нейтрального слоя (см. гл. I).
Радиус нейтрального слоя (рис. 47, а) R=r Sx, (97)
где r — внутренний радиус гибки в мм; S — толщина материала в мм; х — величина, зависящая от отношения r/S (табл. 36).
Рис. 47. Схема расчета длины развертки
: а — расположение нейтральной линии гибки; б — разделение развертки на участке для расчета
Длина развертки (в мм) изгибаемой детали (рис. 47, б) равна
где ∑l — сумма прямых участков в мм; α — угол гибки в град; R — расчетный радиус нейтрального слоя, определяемый по формуле (97).
При завивке шарниров (петель) под действием внешних сил трения, препятствующих деформированию, коэффициент х приобретает значения, приведенные в табл. 37.
36. Значения величины х
37. Значения величины х при завивке шарнира
Если в чертеже гнутой детали задано одностороннее расположение поля допуска (рис. 48, а), то для определения длины развертки расчет ведут по серединам полей допусков (рис. 48, б).
Рис. 48. Схема назначения технологических размеров и допусков на изгибаемые детали
Размеры разверток гнутых деталей, рассчитанные по формуле (98), следует уточнять в тех случаях, когда за один ход образуется несколько углов, причем характер деформации существенно отличается от чистого изгиба, что наблюдается при гибке деталей, показанных на рис. 49, а, б, в, а также в случае гибки ушков, петель и т. п. (рис. 49, г).
В табл. 38 приведены вспомогательные формулы для расчета длины развертки гнутых деталей при различных способах задания размеров на чертеже гнутой детали и различных формах сопряжений.
Рис. 49. Примеры необходимой опытной отработки длины развертки
38. Вспомогательные формулы для расчета развертки
Исходные данные | Эскиз | Формулы для расчета длины развертки в мм |
Размеры от центра закругления изогнутого профиля | ||
Размеры от точки пересечения продолжения линий наружного контура | ||
Размеры от касательных к наружному контуру | X | |
Примечание. Значение x определяют по табл. 36. |
Определение размеров заготовки при гибке производится как развертка детали, при этом суммируются длины прямолинейных участков и длины закруглений, подсчитанных по нейтральному слою. Такие расчеты не представляют существенных затруднений. На практике при гибке особо сложных деталей рекомендуется получить их развертку опытным путем, так как не всегда удается точно подсчитать ее теоретически.
Различают два основных случая гибки: 1) по кривой определенного радиуса; 2) под углом закругления при r
Гибка по кривой определенного радиуса.
Для определения длины заготовки можно пользоваться способом развёртки детали, основанном на том, что нейтральная линия сохраняет при гибке свои первоначальные размеры и расположена в местах закруглений на расстоянии х0sот внутренней стороны изделия(рис. 2.4).
Для детали с одним перегибом при угле длина заготовки определяется по формуле
, (2.13)
где l 1 , l 2 – длина прямолинейных участков загибаемого изделия, мм;
l0— длина нейтрального слоя закругленного участка,мм;
— радиус закругления,мм;
Угол гибки, град;
х0— коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя.
Для детали с несколькими углами длина заготовки определяется по формуле
Рис. 2.4 Расчёт длинны заготовки
Для малых упругопластических деформаций, (при гибке заготовок с относительным радиусом закругления r/s>5) принимают, что нейтральный слой проходит по середине толщины полосыр(р0)=рсрто есть его положение определяется радиусом кривизныр=r s/2. Ах0находится по формуле:
Для значительных пластических деформаций, что имеет место при гибке заготовок с относительным радиусом закругления изгиб сопровождается уменьшением толщины материала и смещением нейтрального слоя в сторону сжатых волокон. В этих случаях радиус кривизны нейтрального слоя деформации следует определять по формуле:
где — коэффициент утонения материала (толщина материала после гибки, мм).
Коэффициент утонения при гибке зависит от рода материала, относительного радиуса гибкии угла загиба. Расстояние нейтрального слоя от внутренней поверхности загибаемой заготовки при гибке широких полос находится по формуле
Значения коэффициентов иходля гибки приводятся в справочниках.
Гибка под углом без закругления.
При гибке под углом без закруглений или с закруглениями очень малого радиуса ()
, что сопровождается значительным утонением металла в местах перегиба, для определения размера заготовки (рис.2.5) до гибки АБ и после гибки АВГ, пользуются методом равенства масс.
Рис.2.5 Расчет длины заготовки
На практике, пользуются следующей формулой:
, (2.20)
где L – длина заготовки;
Величина прибавки (припуска) материала на образование угла.
Обычно эта величина в зависимости от твердости и толщины материала принимается равной на каждый угол. При этом, чем мягче материал, тем меньше прибавка, и наоборот.
Длина заготовки для n прямых углов, может быть определена по формуле:
При последовательной гибке . При одновременной гибке углов, изгиб сопровождается растяжением материала в середине и по концам участков. В этом случае растяжение материала получается на большей части изгибаемой заготовки, так что здесь образование углов идет частично за счет растяжения материала прямых участков.
Приспособление для разметки труб. расчет и изготовление шаблона — оборудование
В крупных заготовительных мастерских разметку и резку труб производят на разметочно-отрезном агрегате, который позволяет получать детали трубопроводов с допуском ± 1 мм.
В небольших заготовительных мастерских и на монтажной площадке разметку труб производят на разметочных стеллажах, применяя обычный разметочный и измерительный инструмент: линейки, рулетки, чертилки, шаблоны и др.
Разметка трубы заключается в определении ее заготовительной длины и нанесении необходимых осей. Разметив трубу для резки, на ней намечают начала всех изгибов, отверстия для врезки отборов и тройников.
Для изготовления гнутого отвода и определения длины заготовки должны быть известны радиус (R) и угол (а) загиба трубы, длина свободных концов или длина прямого участка между отводами. Длину заготовки (рис. 1) определяют по формуле
Где LОбщ – длина заготовки, м;
L= π/180*αR – длина изогнутом части, м;
L1 = L – S – длина прямого участка, м;
L2 = L1-S‑длина второго прямого участка, м; .
Рисунок 1. Разметка трубы для изгиба
- а – разметка отвода;
- б – участок трубопровода.
При пересечении двух труб тройник реза намечают по приспособлению, которое изготавливают на листе плотной бумаги. Вначале вычерчивают в двух проекциях и в натуральную величину пересечение двух труб, как показано на рис. 2. На врезаемой части трубы строят полуокружность, которую обычно делят на шесть частей (точки 1, 2, 3, 4, 5, 6).
Через эти точки проводят прямые параллельные оси трубы. На второй проекции делают аналогичные построения, прямые проводят до пересечения с контуром трубы, в которую нужно сделать врезку (точки 0, 1, 2, 3). Проводя из этих точек параллельные прямые, как показано на рисунке, получим точки 0l, 1l, 2l, 3l, 4l, 5l, 6l.
Рис. 5. Разметка пересечения двух труб
Расчет развертки выполним в программе ms excel.
В чертеже детали заданы: величина внутреннего радиуса R
, уголaи длина прямолинейных участковL1иL2. Вроде все просто – элементарная геометрия и арифметика. В процессе изгиба заготовки происходит пластическая деформация материала. Наружные (относительно пуансона) волокна металла растягиваются, а внутренние сжимаются. В середине сечения – нейтральная поверхность…
Но вся проблема в том, что нейтральный слой располагается не в середине сечения металла! Для справки: нейтральный слой – поверхность расположения условных волокон металла, не растягивающихся и не сжимающихся при изгибе. Более того – эта поверхность (вроде как) не является поверхностью кругового цилиндра. Некоторые источники предполагают, что это параболический цилиндр…
Я более склонен доверять классическим теориям. Для сечения прямоугольной формы по классическому сопромату нейтральный слой располагается на поверхности кругового цилиндра с радиусом r
r=s/ln(1 s/R)На базе этой формулы и создана программа расчета развертки листовых деталей из сталей марок Ст3 и 10…20 в Excel.
В ячейках со светло-зеленой и бирюзовой заливкой пишем исходные данные. В ячейке со светло-желтой заливкой считываем результат расчета.
Записываем толщину листовой заготовкиsв миллиметрах
в ячейку D 3: 5,0
Длину первого прямого участкаL1в миллиметрах вводим
в ячейку D 4: 40,0
Внутренний радиус сгиба первого участкаR1в миллиметрах записываем
в ячейку D 5: 5,0
Угол сгиба первого участкаa1в градусах пишем
в ячейку D 6: 90,0
Длину второго прямого участка деталиL2в миллиметрах вводим
в ячейку D 7: 40,0
Все, результат расчета — длина развертки деталиLв миллиметрах
в ячейке D 17: =D4 ЕСЛИ(D5=0;0;ПИ()/180*D6*D3/LN ((D5 D3)/D5)) D7 ЕСЛИ(D8=0;0;ПИ()/180*D9*D3/LN ((D8 D3)/D8)) D10 ЕСЛИ(D11=0;0;ПИ()/180*D12*D3/LN ((D11 D3)/D11)) D13 ЕСЛИ(D14=0;0;ПИ()/180*D15*D3/LN ((D14 D3)/D14)) D16 =91.33
L=∑(Li 3.14/180*ai*s/ln((Ri s)/Ri)
L(i 1))Используя предложенную программу, можно рассчитать длину развертки для деталей с одним сгибом – уголков, с двумя сгибами – швеллеров и Z-профилей, с тремя и четырьмя сгибами. Если необходимо выполнить расчет развертки детали с большим числом сгибов, то программу очень легко доработать, расширив возможности.
Важным преимуществом предложенной программы (в отличие от многих аналогичных) является возможность задания на каждом шаге различных углов и радиусов гибки
А «правильные» ли результаты выдает программа? Давайте, сравним полученный результат с результатами расчетов по методике изложенной в «Справочнике конструктора-машиностроителя» В.И. Анурьева и в «Справочнике конструктора штампов» Л.И. Рудмана. Причем в расчет возьмем только криволинейный участок, так как прямолинейные участки все, надеюсь, считают одинаково.
Проверим рассмотренный выше пример.
«По программе»: 11,33 мм – 100,0%
«По Анурьеву»: 10,60 мм – 93,6%
«По Рудману»: 11,20 мм – 98,9%
Увеличим в нашем примере радиус гибки R1в два раза — до 10 мм. Еще раз произведем расчет по трем методикам.
«По программе»: 19,37 мм – 100,0%
«По Анурьеву»: 18,65 мм – 96,3%
«По Рудману»: 19,30 мм – 99,6%
Таким образом, предложенная методика расчетов выдает результаты на 0,4%…1,1% больше, чем «по Рудману» и на 6.4%…3,7% больше, чем «по Анурьеву». Понятно, что погрешность существенно уменьшится, когда мы добавим прямолинейные участки.
«По программе»: 99,37 мм – 100,0%
«По Анурьеву»: 98,65 мм – 99,3%
«По Рудману»: 99,30 мм – 99,9%
Возможно Рудман составлял свои таблицы по этой же формуле, которую использую я, но с погрешностью логарифмической линейки… Конечно, сегодня «на дворе» двадцать первый век, и рыскать по таблицам как-то не с руки!
В заключение добавлю «ложку дегтя». Длина развертки — это очень важный и «тонкий» момент! Если конструктор гнутой детали (особенно высокоточной (0,1 мм)) надеется расчетом точно и с первого раза определить ее, то он зря надеется. На практике в процесс гибки вмешается масса факторов
– направление проката, допуск на толщину металла, утонение сечения в месте изгиба, «трапециевидность сечения», температура материала и оснастки, наличие или отсутствие смазки в зоне гибки, настроение гибщика… Короче, если партия деталей большая и дорого стоит –уточните практическими опытами длину развертки на нескольких образцах.
Программы расчета «по Анурьеву» и «по Рудману» в Excel можете найти в Сети.
Жду ваших комментариев, коллеги.
Стандартизация, параметры обработки
Государственных стандартов, непосредственно регламентирующих гибку листового материала, не существует, однако в справочниках рекомендации приводятся. Основаны они на практике заводов, исследованиях институтов. Начиная с 30-х годов, данные приводились в отраслевых документах (ОСТ), машиностроительных нормалях (МН), стандартах предприятий (СТП). ГОСТы на гнутые профили (уголок, швеллер, пр.) содержат требования к размерам радиусов.
Классический справочник конструктора, под редакцией Анурьева, содержит сведения о минимальных внутренних радиусах гиба (R) листового проката. Для мягких сталей величина равна удвоенной толщине листа: R = 2S. Деформация наклепанного металла или поперек волокон требует увеличения радиуса примерно вдвое.
ГОСТы на гибку листового металла
Наружные и внутренние волокна максимально растянуты и сжаты соответственно, возникающие напряжения могут привести к трещинам при циклических нагрузках. Негативный эффект ослабляют, увеличивая радиусы гибки, проводя рекристаллизационный отжиг. При горячей обработке, потребное усилие меньше за счет повышения пластичности.
Таблица 5. скиды и длины изогнутых частей трубы для любого радиуса
Примечания; 1. Для определения величины скида или длины изогнутой части необходимо их значения, указанные в таблице, умножить на радиус гнутья (в мм)гнутья и углов гиба
Длина изогнутой части трубы 1. мм | 0,6981 | 0,7854 | 1,0472 | 1,1781 | 1,2915 | 1,5708 |
Скид S, мм | 0,364 | 0,4141 | 0,5774 | 0,6663 | 0,7673 | 1 |
Угол гнутья а. град | 40 | 45 | 60 | 57 30′ | 75 | 90 |
Длина изогнутой части трубы 1, мм | 0,1745 | 0,2618 | 0,3491 | 0,3927 | 0,5236 | 0,6545 |
Скид S, мм | 0,0875 | 0,1316 | 0,1763 | 0,199 | 0,2679 | 0,3396 |
Угол гнутья а. град | 10 | 15 | 20 | 22 30′ | 30 | 37 30′ |
Длина изогнутой части трубы, мм | 0,0087 | 0,0175 | 0,0349 | 0,0524 | 0,0698 | 0,0873 |
Скид 5. мм | 0,0045 | 0,0087 | 0,0175 | 0,0261 | 0,0349 | 0,0436 |
Угол гнутья а. град | 30′ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Примечания; 1. Для определения величины скида или длины изогнутой части необходимо их значения, указанные в таблице, умножить на радиус гнутья (в мм).
2. Величину скидов и длину изогнутой части для углов, не указанных в таблице, определяют путем сложения. Например, скид для угла 53е равен сумме скидов для углов 45 5 3° и т. д.
Таблица по усилиям гибки для листогибочного пресса
Нижеприведенная таблица отображает примерное справочное усилие в соответствии с открытием матрицы, минимальной полкой, толщиной металла и радиусом. Данная таблица действительна для 1 метра конструкционной стали
V | H min | R | 0,5 | 0,8 | 1 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 | 15 | 18 | 20 |
6 | 5 | 1 | 2,5 | 6,5 | 10 | |||||||||||||||||||
8 | 6 | 1,3 | 2 | 5 | 8 | 11 | ||||||||||||||||||
10 | 7 | 1,7 | 1,5 | 4 | 6 | 9 | 13 | |||||||||||||||||
12 | 9 | 2 | 3 | 5 | 7 | 11 | 16 | |||||||||||||||||
15 | 12 | 2,7 | 4 | 6 | 9 | 13 | 16 | |||||||||||||||||
20 | 15 | 3,3 | 4 | 7 | 10 | 13 | 19 | |||||||||||||||||
26 | 18 | 4,2 | 5 | 7,5 | 10 | 14 | 21 | |||||||||||||||||
30 | 22 | 5 | 6,5 | 8 | 12 | 19 | 24 | |||||||||||||||||
32 | 23 | 5,4 | 7,5 | 11,6 | 17 | 23 | 30 | |||||||||||||||||
37 | 25 | 5,8 | 10 | 14,5 | 20 | 26 | 33 | |||||||||||||||||
42 | 29 | 6,7 | 13 | 17 | 23 | 29 | 35,5 | |||||||||||||||||
45 | 32 | 7,5 | 16 | 21 | 27 | 33 | 48 | |||||||||||||||||
50 | 36 | 8,3 | 19 | 24 | 30 | 43 | 58 | |||||||||||||||||
60 | 43 | 10 | 20 | 25 | 36 | 49 | 64 | |||||||||||||||||
70 | 50 | 11,5 | 21 | 31 | 42 | 55 | 69 | |||||||||||||||||
80 | 57 | 13,5 | 27 | 37 | 48 | 60 | 75 | |||||||||||||||||
90 | 64 | 15 | 32 | 42 | 54 | 66 | 95 | |||||||||||||||||
100 | 71 | 17 | 38 | 48 | 60 | 86 | 134 | |||||||||||||||||
130 | 93 | 22 | 37 | 46 | 66 | 103 | 149 | |||||||||||||||||
180 | 130 | 30 | 33 | 48 | 75 | 107 | 133 | |||||||||||||||||
200 | 145 | 33 | 43 | 67 | 97 | 119 | ||||||||||||||||||
250 | 180 | 42 | 54 | 77 | 95 |