Гибкий.ру Минимальный радиус гибки листового металла: таблицы
Мы уже не раз упоминали о важности определения минимально допустимого радиуса для того или иного листового материала до начала гибки. Особое значение это имеет при работе в холодной технике. Игнорирование этих параметров способно привести к порче заготовки.
В таблице 1 приведены минимально допустимые показатели радиуса гибки листового металла по ГОСТу (R) в зависимости от толщины пластины (S) и ее состава.
Длина участка, подвергнутого гибке на угол α, вычисляется следующим образом:
Важно знать, что минимальный радиус гибки листового металла (в т. ч. из стали) при работе в холодной технике устанавливается в соответствии с показателем деформации крайних волокон. Его используют только в случае острой производственной необходимости. В стандартных ситуациях этот параметр устанавливают выше минимального.
Коэффициент положения нейтрального слоя при гибке металла (мм):
S | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 |
R | k | |||||||
1 | 0.35 | – | – | – | – | – | – | – |
2 | 0.375 | 0.350 | – | – | – | – | – | – |
3 | 0,398 | 0.362 | 0.350 | – | – | – | – | – |
4 | 0.415 | 0.374 | 0,36 | 0.358 | – | – | – | – |
5 | 0.428 | 0.386 | 0.367 | 0,357 | 0.350 | – | – | – |
6 | 0.440 | 0.398 | 0.375 | 0,363 | 0.355 | 0.350 | – | – |
8 | 0.459 | 0.415 | 0.391 | 0.375 | 0.365 | 0.358 | 0.350 | – |
10 | 0,47 | 0.429 | 0.405 | 0.387 | 0.375 | 0.366 | 0.356 | 0,35 |
12 | 0.480 | 0.440 | 0.416 | 0.399 | 0,385 | 0,375 | 0.362 | 0.355 |
16 | – | 0.459 | 0.433 | 0.416 | 0.403 | 0,392 | 0,375 | 0,365 |
20 | 0.500 | 0.470 | 0.447 | 0 430 | 0.415 | 0,405 | 0.368 | 0,375 |
25 | – | – | 0.460 | 0.443 | 0.43O | 0.417 | 0.402 | 0.387 |
28 | – | 0.500 | 0.466 | 0 450 | 0.436 | С.435 | 0,408 | 0.395 |
30 | – | – | 0.4/0 | 0 455 | 0.440 | 0.430 | 0,412 | 0.400 |
Пример расчета гибки листового металла
- Главная
- Блог
- Пример расчета гибки листового металла
06.05.2022
Гибка листового металла – процесс деформации формы заготовки путем изгиба под действием пресса на точку сгиба.
Металлический лист помещают между двумя плитами или фигурными валками в зависимости от модели станка и подвергают контролируемой деформации.
В дальнейшем полученная заготовка используется в качестве элемента для основного изделия.
Современное оборудование позволяет работать с металлами любых габаритов и толщины, придавая им сложный контур с несколькими углами. При необходимости из листового проката можно создать даже замкнутое изделие.
Гибка листа при рабочих процессах всегда сопровождается деформациями, которые возникают в структуре металла.
Внутренняя поверхность радиуса листа под действием профильного пресса сужается и образовывает складки, а внешняя поверхность – работает на разрыв и растяжение.
Если выйти за пределы допустимых значений, в кристаллической решетке стали или алюминия появятся разрывы, которые значительно ухудшат свойства металла. В худшем случае, превышение допустимых нагрузок на точку сгиба может привести к полному разрыву материала.
Чтобы избежать подобного, специалисты выполняют предварительные расчеты предельных соотношений толщины металла, длины профиля и радиуса изгиба. В листогибах с ЧПУ расчеты выполняются автоматически. Оператору достаточно задать первичные параметры и оборудование самостоятельно произведет гибку листового металла под заданный угол.
Но такой метод не подойдет для малых и средних способов механизации. Здесь уже необходимо производить самостоятельные расчеты по специальным формулам и таблицам.
Даже если взять лист нержавеющей стали с точными размерами будущей заготовки, то после деформации готовое изделие получится на 7-9% короче. А это в точной работе недопустимо. Поэтому специалисты перед началом металлообработки выполняют предварительные расчеты по формулам.
- Размер длины заготовки определяется по формуле:
- L = Y1 X1 ,
- гдеY1 и X1 – длина прямых участков листового профиля;φ – внешний угол;r – радиус гиба;K – коэффициент положения нейтральной линии (определяется по техническим таблицам)
- S – толщина металла.
Для определения длины заготовки с несколькими углами перегиба в приведенную формулу добавляются суммы в скобках для каждого дополнительного угла. Расчет заготовки выполняется методом развертки с суммированием длины всех прямых полок Yn, Xn и добавления радиуса скривления.
- Усилие пресса на заготовку при гибке листового металла определяется по формуле:
- P = 1,42 × S2 × L × ∂ʋ / V
- гдеS – толщина листового профиля металла;L – размер длины заготовки;
- ∂ʋ – предел прочности на растяжение (справочное значение);
V – развертка матрицы (технический параметр станка).
На практике специалисты используют готовые шаблоны и таблицы в зависимости от типа и размеров металлического профиля. Из таблиц выбираются точные параметры заготовки и подбираются максимально допустимые усилия пресса с углами деформации.
Расчеты по формулам используются только при работе с нестандартными заготовками и единичными заказами, где важно соблюсти размеры в точности до 0,1 мм.
Упругое пружение при гибке | романовский справочник | сталь-штамп
Гибка, являющаяся процессом пластической деформации, сопровождается упругой деформацией, определяемой законом Гука. По окончании гибки упругая деформация устраняется, вследствие чего происходит изменение размеров изделия по сравнению с размерами,
заданными инструментом, называемое упругим пружинением (рис. 61).
Рис. 61. Изменение угла в результате пружинения
Упругое пружинение обычно выражается в угловом измерении и является той величиной, на которую следует уменьшить угол гибки, чтобы получить требуемый угол изогнутой детали.
Угол пружинения а0-а может быть определен двумя способами: аналитическим расчетом упругой деформации или при помощи испытаний и замеров.
Величина упругого пружинения различна для свободной гибки без калибровки материала и для гибки в упор с калибровкой материала и чеканкой угла.
При свободной гибке величина упругого пружинения зависит от упругих свойств материала, степени деформации при гибке (соотношения r/S), угла гибки и способа гибки ( V- или П-образная).
Ниже приводятся упрощенные формулы для приближенного определения упругого пружинения при свободной гибке.
Для V-образной гибки:
tg β = 0,375(l/kS ) • (σТ/Е)
Рис. 61. Изменение угла в результате пружинения
для П-образной:
tg β = 0,75 (l1/kS) • (σТ/Е)
, где β – угол пружинения (односторонний);
k – коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя в зависимости от r/S, равный 1 – х;
l – расстояние между опорами – губками матрицы, мм;
l1 – плечо гибки, равное rM rH 1,25 S, мм.
Коэффициент х находится по табл. 16.
При гибке с большими радиусами закруглений или при U-образной гибке необходимо определить не угловое пружинение, а упругое изменение радиуса после гибки.
В данном случае по заданному чертежом отношению определяют остаточную деформацию крайних волокон по приближенной формуле:
ε0 = 1/(2r/S 1)
Затем по диаграмме растяжения данного материала находят значение полной деформации:
εП = ε0 εупр
и определяют искомый (уменьшенный) радиус пуансона по формуле:
r = 0,5 S
(1/εП – 1)
При гибке в упор с калибровкой материала и чеканкой угла упругое пружинение зависит не только от отношения r/S, но также от настройки пресса и степени наклепа металла.
Из практики известны примеры, когда упругое пружинение при гибке в упор с малым радиусом закругления пуансона (r/S < 0,2 / 0,3 ) и чеканкой угла дает не увеличение, а уменьшение угла детали.
Объяснение этому дает схема процесса гибки, приведенная на рис. 62, в частности, последние две стадий – выпрямление боковых полок и чеканка угла.
Рис. 62. Различные случаи пружинения при губке в упор с малым радиусом
(при е1 > – e1 угол пружинения положительный,
при е2 = – е2 – равен нулю,
при е3 < – е3 – отрицательный)
При гибке в упор с чеканкой угла имеет место взаимопротивоположное упругое пружинение: пружинение закругления угла изгиба (положительное пружинение) и пружинение выпрямляемых пуансоном боковых полок (отрицательное пружинение).
В результате взаимокомпенсирующего действия положительного и отрицательного пружинений в зависимости от r/S, l/S и а возможны три случая:
общий угол пружинения положителен, равен нулю или отрицателен (рис. 62).
Необходимо указать, что при гибке в упор с чеканкой угла даже в одном и том же штампе может быть получена различная величина упругого пружинения в зависимости от настройки пресса и положения нижней мертвой точки.
Вследствие этого в данном случае наиболее простым способом является определение угла пружинения опытным путем.
На рис. 63 приведен график для определения углов пружинения при гибке стальных деталей (сталь 10) в зависимости от относительной деформации изгиба [212].
Рис. 63.. Диаграмма для определения угла пружинений в зависимости от относительной деформации изгиба
В основу графика положены следующие зависимости (по радиусу нейтрального слоя):
ρ / ρ0 = 1 – 2ρσИЗ / SЕ; r = ρ – S/2; r0 = ρ0 – S/2
, где ρ – радиус нейтрального слоя до пружинения;
ρ0 – то же – после пружинения.
Здесь рассмотрен свободный изгиб без чеканки.
Сопротивление изгибу:
σИЗ = МИЗ/1,5W кгс/мм2
Относительная деформация изгиба:
ε = 0,5S/ρ.
Деформация пружинения:
εИЗ = σИЗ / Е = 0,5S /ρ – 0,5S/ρ0
Величина пружинения в данном случае β = γ – γ0.
По заданному значению ε = 0,5S /ρ находят γ/γ0 или ρ0/ρ и корректируют угол штампа.
Кривая σТ* дает текущие значения истинного сопротивления деформации.
Экспериментально установлено, что в случае одноугловой гибки на 90° наименьшее пружинение получается при соотношении r = (1 / 1,5) S.
Поэтому для уменьшения угла пружинения при угловой гибке следует уменьшить радиус закругления пуансона и усилить чеканку ребра изгиба.
При гибке деталей большого радиуса пружинение достигает значительной величины. В этом случае пружинение может быть подсчитано по формулам С.К. Абрамова.
Радиус закругления гибочного штампа, при гибке заготовок прямоугольного сечения:
R = R0 / ( 1 3(σТ/E) • (R0/S) ) = 1 / ( 1/R0 3(σТ/ES) )
Угол пружинения:
γ = (180 – а0)(R0/R – 1)
Отсюда видно, что при R0/R = 2 верно а0 γ = 180°, т.е. происходит полное выпрямление изогнутой заготовки. Следовательно,
отношение R0 / R = 2 является предельным, выше которого изгиба не происходит.
Здесь Е – модуль упругости (для стали Е = 2,1 • 104 кгс/мм2 );
γ = а0 – а – угол пружинения, град (а0 – требуемый угол детали, после пружинения; а – угол штампа);
R0 – требуемый радиус закругления (после пружинения);
R – радиус закругления пуансона (штампа).
На рис. 64 приведена диаграмма, построенная по формулам А.Д. Комарова, для определения угла пружинения у по заданному отношению r0 / S для разных металлов и сплавов при гибке под углом 90°.
Рис. 64. Диаграмма для определения угла пружинения для различных металлов и сплавов при гибке на 90°
На рис. 65 приведена диаграмма того же автора для определения отношений r0/r = а/a0 при весьма больших радиусах изгиба.
Рис. 65. Диаграмма для определения радиуса закругления после гибки при весьма больших радиусах изгиба
Часто встречающимся случаем гибки является штамповка – гибка резиной или полиуретаном прямолинейных и криволинейных бортов деталей. Для изготовления их на требуемый угол необходимо формблоки поднутрять на угол пружинения.
Для компенсации угла пружинения при одноугловой гибке следует уменьшить угол пуансона на угол пружинения, а при двухугловой гибке сделать либо поднутрение на пуансоне, равное углу пружинения (рис. 66, а),
либо небольшой радиусный выгиб средней полки (рис. 66, б-г). При одноугловой гибке с прижимом поднутрение делается па матрице, а зазор берется равным наименьшей толщине материала.
Рис. 66. Способы компенсации угла пружинения