Гибкий.ру Классификация и особенности процесса
Технология гибки листового металла разрабатывается согласно с поставленными задачами и классифицируется на:
- одноугловую (V-образной);
- двухугловую (П-образная);
- многоугловую;
- радиусную (закатка).
Гибку, как правило, выполняют в холодном состоянии, поскольку прилагаемые усилия невелики. Исключением является гибка стального листа, изготовленного из малопластичных металлов.
К ним относятся стали с высоким содержанием углерода, дюралюминий, титан и его сплавы. Материалы с толщиной от 12 до 16 мм гнут, как правило, в горячую.
В процессе гибки металлопрокат может получить следующие искажения формы:
- изменение толщины (преимущественно для толстолистовых заготовок);
- появление линий течения металла;
- распружинивание/пружинение (самопроизвольное изменение конечного угла гибки);
- складкообразование металлического листа.
Часто гибку комбинируют с другими операциями листовой штамповки: резка, вырубка, пробивка. Именно по этой причине для производства сложных многомерных деталей применяются штампы, которые рассчитаны на несколько переходов. Особым случаем гибки листового металла является операция с растяжением, предназначенная для получения узких и длинных деталей с большими радиусами.
В зависимости от типа и размера заготовки, а также требуемых характеристик изделий после деформирования в качестве гибочного оборудования могут быть использованы:
- горизонтальные гидропрессы с двумя ползунами;
- вертикальные листогибочные прессы с гидравлическим или механическим приводом;
- трубо- и профилегибы;
- кузнечные бульдозеры;
- универсально-гибочные автоматы.
Основными особенностями листогибочных устройств являются увеличенные размеры штампового пространства, сниженные скорости деформирования и небольшие показатели энергопотребления.
Ключевые правила гибки металла
Гибка толстого листового металла должна выполняться при соблюдении определенных правил:
- Для того чтобы на поверхности металлической заготовки не появились разрывы и трещины, минимальный радиус сгиба должен быть больше, чем толщина детали. В таком случае при возникновении риска образования дефектов можно сразу прекратить гибку и по возможности их устранить.
- В бытовых условиях возможна гибка только тонколистовых металлических листов толщиной не более 0,3–1 см. При работе с более толстыми заготовками требуется профессиональное дорогостоящее оборудование.
- Прежде чем приступить к гибке толстого листового металла, необходимо выполнить развертку будущей детали, учесть припуски, рассчитать необходимую длину рабочей поверхности. Последняя должна быть не более 4 м, в противном случае результат будет менее точным.
- Лучше всего для гибки подходят пластичные сплавы, например, листовое железо или заготовки, содержащие в своем составе примеси углерода. Ознакомиться с марками пластичных сплавов можно в специальных таблицах.
- При нагревании пластичность металлов повышается. В некоторых случаях требуемый угол изгиба можно получить только путем нагрева, без дополнительного механического воздействия. Кроме того, высокая температура при обработке минимизирует риск появления трещин на поверхности металлических заготовок.
- Гибка выполняется различными инструментами: как ручными (например, тисками для зажима листового железа), так и автоматическими (специальными станками, осуществляющими раскрой заготовок). Последние позволяют учитывать припуски и получать детали высокого качества.
Гибка толстого листового металла осуществляется медленно, поскольку необходимо следить за состоянием поверхности листа, не допуская появления трещин и других дефектов.
Оборудование для гибки толстого листового металла
Для гибки толстого листового металла используют различные виды оборудования. Самые простые станки подходят для производства уголков и швеллеров. На промышленных предприятиях пользуются прессами:
- Ротационными, в которых листовой металл изгибается, проходя между специальными валиками. Станки могут быть мобильными и стационарными. Подходят для производства небольшого тиража крупногабаритных деталей.
- Поворотными, в которых гибка осуществляется за счет гибочных балок и плит. В нижней части станка находится стационарная плита, в верхней – поворотная. Оборудование используется для работы с небольшими, простыми по форме изделиями из листового металла.
- Обыкновенными гидравлическими или пневматическими, в которых заготовка изгибается, располагаясь между матрицей и пуансоном. Станки подходят для изготовления как крупных, так и мелких партий деталей, для гибки толстого листового металла. Большинство предприятий использует гидравлические листогибочные прессы.
Самым современным считается ротационное оборудование для обработки толстого листового металла. Благодаря ЧПУ и автоматическому режиму работы оператору не нужно вручную рассчитывать оптимальное усилие гиба.
В автоматическом режиме работают также станочные аппараты с поворотной балкой. Оператор располагает в станке один оцинкованный или обычный металлический лист, который затем изгибается в соответствии с заданными параметрами. Такими станками оснащают небольшие металлообрабатывающие предприятия.
Определение усилия и затрачиваемой работы при гибке
Определение усилия и затрачиваемой работы при гибке
Определение усилия при гибке полосы или прутка, зажатого одним концом
Схему такой заготовки можно рассматривать как консольную балку, защемленную одним концом, на другом конце которой действует сила Р на расстоянии х. Тогда для полосового материала будем иметь
откуда
для пруткового материала
Таким же образом выводятся формулы для определения усилия гибки в штампах.
Определение усилия при гибке полосы на одноугловом штампе
Рис. 1. Схема к расчету усилия гибки плоских деталей
Данная задача сводится к случаю балки, лежащей на двух опорах с расстоянием между ними, равным lx, и нагруженной посередине усилием Р0 пока без учета силы трения (рис. 1, а).
Применяя формулу (160 см. предыдущую. стр.),
найдем, что изгибающий момент
откуда усилие гибки для любого положения пуансона
Наименьшее усилие будет в начале гибки, когда 1х=10, наибольшее усилие получается в конце гибки при lx=lк=2r sin ах/2.
Тогда
Так как кроме усилия, необходимого непосредственно для гибки, приходится также преодолевать силу трения между скользящими плоскостями детали и рабочими частями штампа (если разложить Р0 на две силы, перпендикулярные к рабочим стенкам штампа), то действительное усилие Р будет всегда больше на величину силы трения Ртр, которую при коэффициенте трения μ = 0,3 можно принять с некоторым запасом Ртр = 0,3Ро. Тогда
Р = Р0 Ртр = 1,3Р0 (168)
Определение усилия при гибке полосы П-образной формы (типа скобы) на двухугловом штампе
Рассматриваем этот случай как балку, загибаемую вокруг рабочих кромок пуансона в двух заделанных точках Е (рис. 1, б).
Из условия равенства изгибающих моментов внешних и внутренних сил можно вывести уравнение
где lв – переменное плечо, уменьшающееся по мере опускания (от максимального его значения ОпА) пуансона и определяемое из геометрических соотношений, а именно:
Здесь с – коэффициент, определяемый по табл. 9.
Выражение (170) получается на основании следующих соображений. По мере опускания пуансона плечо lв уменьшается не только в результате гибки материала на закруглении матрицы, но в результате перемещения крайней точки контакта материала с закруглением пуансона.
Усилие, потребное непосредственно для гибки (при работе на провал), при любом положении пуансона
Действительное усилие с учетом трения (при работе на провал)
P = P0 Pтр=1,3P0 (172)
Наименьшее усилие гибки будет при горизонтальном положении полосы в начале гибки (при lb mах = rn s cs rм), наибольшее – в конце, когда угол а будет приближаться к 90° и sin а = 1 (при lb mах = s cs). Тогда
В случае гибки с пружинным выталкивателем, применяемым для получения плоского дна, усилие гибки Р′ следует увеличить на 25-30%, тогда Р′mах = (1,25÷1,30) Рmах.
Если деталь после гибки подвергается правке, то, поскольку правка следует за гибкой и не совпадает с ней во времени (производится в конце процесса гибки), усилие, необходимое для правки Pпр, определяют по формуле
Pпр = pпрFпр (174)
где Fпр – площадь материала, подлежащего правке, мм2; рпр – давление правки при гибке; берется в зависимости от рода материала и его толщины в пределах 30-150 МПа, а именно:
Для алюминия АД, АД1…………….. 30-60
» латуни Л63 ………………… 60-100
» сталей 10-20 ……………….. 80-120
» сталей 25-35 ……………….. 100-150
Для более толстых материалов (s > 3 мм) следует брать большие значения Pпр. По этому максимальному усилию (поскольку усилие правки значительно больше усилия гибки) и подбирают пресс как при одноугловой, так и при двухугловой гибке.
Работу (в Дж), затрачиваемую при гибке, можно определить с достаточной для практики степенью точности из выражения
где Pmах – максимальное усилие гибки, Н; h = l0 rn rm – величина полного перемещения пуансона в матрицу (активная высота), мм; l0 – глубина матрицы, мм.
Пример. Определить величину усилия и затрачиваемой работы при гибке стальной скобы вида (рис. 2) с размерами b – 60 мм, s = 3 мм, l1 = l3 = 35 мм, l2 = 130 мм (r = 2s = 6 мм; R = r s = 9 мм).
Механические характеристики материала (сталь 20) следующие: σв = 420 МПа; σт = 250 МПа; δ10 = 25%; εв (δв) = 0,8δ10 = 0,20; ψв = δв/(1 εв) = 0,20/1,20 = 0,17.
Из табл. 8 находим, что минимально допустимый радиус гибки rmin = rn = 0,50s = 1,5 мм.
Из табл. 9 устанавливаем, что cs = 0,1 s = 0,3 мм; радиус закругления матрицы принимаем равным rм = 2s = 6 мм, глубину матрицы l0 = 20 мм;
h = l0 rn rм = 20 1,5 6 = 27,5 мм.
Тогда изгибающий момент с учетом трения (при а = 90° и μ = 0,3) при
гибке на провал определится по формуле (160)
М =1,3·2bs2/6·(1,5 εв) σв = (1,3·2·60·92)/6·(1,5 0,20)·420= 146 Дж.
Если определить изгибающий момент из зависимости (153), предварительно найдя σт0 и П ,
σт0 = σв (1 – 2ψв)/(1 – ψв)2 = 420(1 – 2·0,7)/(1 – 0,17)2 = 403 МПа
П = σв/(1 – ψв)2 = 420/(1 – 0,17)2 = 608 МПа
то
Как видно из приведенных расчетов, изгибающий момент, определяемый по более точной формуле, имеет несколько большую величину, чем по формуле (160). Однако разница между этими величинами небольшая, меньше 4%, что указывает на возможность в практических условиях пользоваться упрощенными зависимостями.
Максимальное усилие гибки определится по формуле (173)
При работе с противодавлением пружины, равным 25% от Рmax – 12,54 кН, общее усилие гибки составит
Р′max = 50,15 12,54 = 62,69 кН.
Если деталь в конце хода пресса будет подвергаться правке, то усилие правки
Рпр = pпрFпр = 100·60·136 = 816 кН.
По этому усилию следует подбирать пресс.
Затрачиваемая работа (для первого случая)
Автор: Администрация
Расчет заготовки для гибки
Для расчета длинызаготовки (развертки), обеспечивающейполучение после гибки детали заданныхразмеров, необходимо: а) разбить контурштампуемой детали (на боковой проекции)на элементы, представляющие собой прямыеотрезки и отрезки являющиеся частьюокружности;
б) определитьположение нейтрального слоя по толщинедетали (слой, который сохраняет своюдлину неизменной после гибки);
в) просуммироватьдлину прямолинейных отрезков безизменения, а длины криволинейных участков– с учетом деформации материала исоответственного смещения нейтральногослоя.
Длина разверткизаготовки определяется по формуле:
(1)
где L3– длина заготовки до гибки, мм.,
–длина прямыхучастков изгибаемой детали, мм.,
–длина изогнутыхучастков, мм.
Гибка листовогоматериала представляет собой процессупругопластической деформации,протекающей различно с обеих сторонизгибаемой заготовки. С внутреннейстороны зоны сгиба расположены сжатыеволокна, с наружной – растянутые.
Между растянутымии сжатыми волокнами (слоями) металланаходится нейтральный слой 00 (рис.1)который, претерпевая изгиб, не изменяетсвоей первоначальной длины.
Нейтральный слойпри r/S≥ 5 совпадает со средней по толщинесечений линией 00 изгибаемой заготовкиа при r/S
Длина нейтральнойлинии изогнутых участков при угле изгиба(в радианах) определяется по формуле:
(2)
В нашем случаеизгиб осуществляется на угол Ψ = 90°,следовательно,
(3)
Радиус нейтральногослоя при изгибе прямоугольный заготовок:
ρ= r xS, (4)
где : r– внутренний радиус гибки, мм.;
x– коэффициент смещения нейтральногослоя (приложение, табл.5);
S– толщина заготовки, мм.
После проведениярасчетов сделать эскиз развертки деталис простановкой размеров.
Таблица
В каждом каталоге и на каждом прессе вы можете найти таблицу, показывающую требуемое усилие ( Р ) в т на 1000 мм длины гиба ( L ) в зависимости от:
- толщины листа ( S ) в мм
- предела прочности ( Rm ) в Н/мм2
- V — ширины раскрытия матрицы ( V ) в мм
- внутреннего радиуса согнутого листа ( Ri) в мм
- минимальной высоты отогнутой полки ( B ) в мм
Пример подобной таблицы Необходимое усилие для гибки 1 метра листа в тоннах. Предел прочности 42-45 кг/мм2. Рекомендуемое соотношение параметров и усилия
| V | Ri | B | S | |||||||||||||||||||
| 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 9,0 | 10 | 12 | 15 | 18 | 20 | |||
| 6 | 1 | 4,5 | ||||||||||||||||||||
| 8 | 1,3 | 6 | 8 | 12 | 17 | |||||||||||||||||
| 10 | 1,7 | 7 | 7 | 9 | 14 | 20 | ||||||||||||||||
| 12 | 2 | 8,5 | 6 | 9 | 12 | 18 | 21 | |||||||||||||||
| 16 | 2,7 | 11 | 6 | 9 | 13 | 16 | 25 | |||||||||||||||
| 20 | 3,3 | 14 | 7 | 10 | 13 | 20 | 29 | 39 | ||||||||||||||
| 25 | 4,2 | 18 | 8 | 10 | 16 | 23 | 31 | |||||||||||||||
| 30 | 5 | 22 | 9 | 13 | 19 | 25 | 34 | |||||||||||||||
| 32 | 5,5 | 23 | 8 | 12 | 18 | 24 | 32 | 40 | ||||||||||||||
| 35 | 5,7 | 25 | 11 | 16 | 22 | 29 | 37 | 45 | 65 | |||||||||||||
| 40 | 6,7 | 29 | 14 | 20 | 25 | 32 | 40 | 57 | ||||||||||||||
| 45 | 7,5 | 32 | 17 | 23 | 29 | 35 | 50 | 69 | 90 | |||||||||||||
| 50 | 8,4 | 36 | 26 | 32 | 46 | 62 | 81 | |||||||||||||||
| 60 | 10 | 43 | 21 | 26 | 38 | 52 | 68 | 85 | 105 | |||||||||||||
| 70 | 12 | 50 | 22 | 33 | 44 | 58 | 73 | 90 | 130 | |||||||||||||
| 80 | 13 | 57 | 29 | 39 | 50 | 64 | 79 | 113 | ||||||||||||||
| 90 | 15 | 64 | 35 | 45 | 57 | 70 | 101 | 158 | ||||||||||||||
| 100 | 17 | 71 | 41 | 51 | 63 | 91 | 142 | 205 | ||||||||||||||
| 120 | 20 | 91 | 42 | 53 | 76 | 120 | 170 | 210 | ||||||||||||||
| 160 | 27 | 112 | 40 | 57 | 89 | 127 | 158 | |||||||||||||||
| 180 | 30 | 126 | 79 | 114 | 140 | |||||||||||||||||
| 200 | 33 | 140 | 102 | 127 | ||||||||||||||||||
Внимание! Для точных вычислений нужно учитывать следующие ГОСТы:
- ГОСТ 19903-74 Прокат листовой горячекатаный (Таблица 3) (ссылка на таблицу),
- ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный (Таблица 2) (ссылка на таблицу).
При прокатки возможны отклонения по толщине металла, и требуются точные измерительные приборы (например микрометр).
Таблица 62
r/s | 0,1 | 0,25 | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 3 | 4 | 5 | 10 |
K | 0,55 | 0,48 | 0,40 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,16 | 0,12 | 0,10 | 0,06 |
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 |
Полезные формулы и данные
Теория гибки
Гибка до соприкосновения: После выбора нужного V-образного канала, поместите материал по обоим краям V канала. После установки шага хода, верхний инструмент начнет двигаться, гибка будет осуществляться до требуемого значения (30, 60, 75 и т.д. ).
Примите во внимание, что материал во время процесса гибки будет испытывать напряжение.Важные величины при выборе V канала:- Листы до 3 мм — 6-8 х S- Листы более 3 мм – 8-12 х SS — толщина гибочного листа.
Примечание: Эти значения так же учитываются при гибке короткого материала.
Требуемые для гибочного стола величины сопротивления, внутреннего радиуса и прочая информация находится в Инструкции.
Пример: Толщина листа 3 мм, ширина требуемого канала 25 мм, лист для гибки 18 мм. Внутренний радиус 4,2 мм и требуемое сопротивление 21 тонна. Будьте внимательны к следующим моментам при осуществлении гибки:
А – 3 точки для эффективной гибки. Это оба края нижнего инструмента и гибочный край верхнего инструмента.В – Гибочный лист (90) с механической обработкой.Верхний инструмент должен находиться под давлением по обеим сторонам пока не достигнет канала нижнего инструмента.Преимущества данного процесса следующие:1 – Нет необходимости использовать все тоннажное сопротивление Пресса.
2 – Возможность для гибки соответствующих толщин листов.3 – Один и тот же инструмент может использоваться на разных уровнях гиба.
Следующие допуски должны быть приняты во внимание при гибке до соприкосновения материалов старой формы, наклоненной назад:а – гибка с остроконечным инструментом /- 2б – гибка со стандартным инструментом /- 3с – гибка с инструментом с тупым концом /- 5Разница в уровнях общей длины величины толщины гибки до соприкосновения:Пример: 2 мм толщина листа с 140 гиба.
Выбранный проем V канала: V: 8 х s: 8 х 2 : 16 ммКак видно из следующей таблицы, если мы примем за основу, что разница толщины общей длины материала 10 %, то это означает, что разница в уровне будет 2,5. Приведенные значения вычислены теоретически и на практике путем, указанным выше.
В СООТВЕТСТВИИ С ТАБЛИЦЕЙ DEHLER
Цель работы
Разработкатехнологического процесса изготовлениядеталей методом листовой штамповки.
ПРИБОТЫ,ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ,
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ.
- Разрывная машина РМ-10.
- Штамп для вырубки заготовок.
- Штамп для гибки.
- Ножницы по металлу.
- Линейка.
- Штанген-циркуль.
- Плакаты.
ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИЛИСТОВОЙ
ШТАМПОВКИ.
Холодная листоваяштамповка – способ изготовления плоскихи объемных тонкостенных изделий излистов, полос или лент с помощью штамповна прессах или без ихприменения(безпрессовая штамповка). Она характеризуетсявысокой производительностью, стабильностьюкачества и точности, большой экономиейметалла, низкой себестоимостьюизготовляемых изделий и возможностьюполной автоматизации.
Основными операциямилистовой штамповки являются разделительныеи формоизменяющие. В результатеразделительных операций одна частьзаготовки отделяется от другой позаданному контуру.
К разделительнымоперациям относятся:
а) отрезка –отделение одной части заготовкиотносительно другой по незамкнутомуконтуру;
б) вырубка –отделение одной части заготовкиотносительно другой по замкнутомувнешнему контуру;
в) пробивка –образование в заготовке сквозныхотверстий.
В результатеформоизменяющих операций деформируемаячасть заготовки изменяет свои формы иразмеры.
К формоизменяющимоперациям относят:
а) гибка – превращениеплоской заготовки в изогнутое изделие;
б) вытяжка -превращение плоской заготовки в полыеизделия;
в) правка –выправление неровной поверхностиизделия между ровными и фасоннымиповерхностями верхней и нижней частейштампов;
г) отбортовка –образование борта по внутреннему илинаружному контуру листовой заготовки.
В табл. 1-4 приложенияприведены наиболее распространенныематериалы, применяемые для холоднойлистовой штамповки, а также их механическиесвойства.
Похожие гибкие материалы:
Трубный калькулятор 
Калькулятор параметров и усилия гибки 
Матрица и пуансон для листогиба: как их настроить для гибки листового металла? Правила применения 
Гибка металла в гидравлических прессах – Металлообработка ![Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU](https://gibkij.ru/wp-content/uploads/2022/11/sognem-v-dugu-120x120.jpg "Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU")
Гибка листового металла – методы и советы по проектированию [часть 2] – Блог Станкофф.RU