Изучите эффективные решения для листового металла

Нажмите, чтобы узнать о листогибочных прессах, обрезных станках, лазерных резаках и многом другом от Artizono. Повысьте эффективность производства с помощью инновационных промышленных решений.

Расчет изгибающего усилия: Воздушный изгиб, чеканка

Расчет усилия гибки листового металла Воздушная гибка, чеканка

В настоящее время широко используемые формулы для расчета изгибающего усилия заимствованы из зарубежных источников без какой-либо информации об их происхождении и области применения.

В данной статье представлен систематический анализ процесса выведения формулы для расчета изгибающей силы, а также необходимых параметров.

Кроме того, вводится новый подход к расчету изгибающей силы, что расширяет область его применения.

Калькулятор силы V- и U-образного изгиба

Формула силы изгиба листового металла

В последние годы листогибочный пресс Машина получила широкое распространение в различных отраслях промышленности и расширила свои технологические возможности.

Несмотря на популярность этого метода, до сих пор не было систематического обсуждения расчета изгибающей силы.

В настоящее время существует примерно два типа формул расчета изгибающего усилия, рекомендованных в руководствах по продукции различных производители листогибочных прессов.

Формулы расчета изгибающих усилий

В формуле:

  • P - изгибающая сила, кН;
  • S - толщина листа, мм;
  • l -листогиб длина, м;
  • V- нижний штамп ширина проема, мм;
  • σb - предел прочности материала при растяжении, МПа.

Рекомендуемая производителем формула для расчета изгибающего усилия основана на ранее упомянутой формуле.

Обе эти формулы были взяты из различных брошюр, однако их точность не доказана.

Сопутствующий калькулятор: Калькулятор тоннажа листогибочного пресса

Процесс выведения формулы для расчета изгибающей силы, а также область ее применения.

Рисунок 1 представляет собой схематическое изображение процесс гибки листа.

схема работы при сгибании листа
  • P: Изгибающая сила
  • S: Толщина листа
  • V: ширина нижнего отверстия штампа
  • r: Внутренний радиус во время процесс гибки
  • K: ширина горизонтальной проекции зоны деформации при изгибе.

Расчет изгибающей силы и ее параметров объясняется следующим образом:

Рекомендуемая ширина нижнего отверстия штампа (V) для свободной гибки в 8-10 раз больше толщины листа (S), при этом отношение ширины к толщине должно составлять V/S = 9.

Листогибочный пресс Производители указывают значения ширины штампа (V) и внутреннего радиуса (r) изгибаемой заготовки в таблице параметров силы изгиба. Отношение радиуса к ширине обычно составляет r = (0,16-0,17) V, и в данном случае используется значение 0,16.

В процессе гибки материал в зоне деформации подвергается значительной пластической деформации, что приводит к его изгибу вокруг центральной линии.

В некоторых случаях на внешней поверхности изогнутого участка могут появиться небольшие трещины.

Напряжение в зоне деформации, за исключением центрального слоя, близко к пределу прочности материала на растяжение, при этом верхняя часть нейтрального слоя находится в сжатом состоянии, а нижняя - в растянутом.

На рис. 2 показано поперечное сечение и соответствующая диаграмма напряжений в зоне деформации.

сечение и соответствующая эпюра напряжений в зоне деформации

Изгибающий момент на участке зоны деформации равен:

изгибающий момент на участке очага деформации

Изгибающий момент, создаваемый изгибающей силой в зоне деформации, показан на рисунке 1.

изгибающий момент, возникающий под действием изгибающей силы в зоне деформации

От М1 = M2, получаем:

Формулы расчета изгибающих усилий

При гибке листа с помощью универсальной пресс-формы на гибочном станке, как показано на рисунке 3, большинство листов сгибается на 90°. В этом случае K составляет:

гибка с использованием универсальной формы на гибочной машине

Подставив K в уравнение (1), получим:

Формулы расчета изгибающих усилий

Предел прочности на растяжение обычных материалов, σb, составляет 450 Н/мм². Это значение можно использовать в формуле (2) для расчета результата.

Формулы расчета изгибающих усилий

Полученная здесь формула для расчета изгибающего усилия согласуется с информацией, представленной в зарубежных брошюрах.

Воздушный изгиб

В формулу входят следующие переменные:

  • S: Толщина листа
  • r: Внутренний радиус при изгибе листа
  • K: ширина горизонтальной проекции зоны деформации при изгибе.

Как видно из процесса вычисления, при использовании формул (2) или (3) для расчета изгибающего усилия важно обеспечить выполнение двух дополнительных условий: отношение ширины к толщине (V/S) должно быть равно 9, а отношение радиуса к ширине должно быть равно 0,16.

Если эти условия не соблюдены, могут возникнуть значительные ошибки.

Новые методы и этапы расчета изгибающих усилий

Расчет изгибающего усилия может быть затруднен, если из-за конструктивных или технологических ограничений невозможно выполнить два дополнительных требования (отношение ширины к толщине V/S = 9 и отношение радиуса к ширине = 0,16).

В таких ситуациях рекомендуется выполнить следующие действия:

  • Рассчитайте отношение ширины к толщине и отношение радиуса к ширине на основе толщины пластины (S), радиус изгиба (r), и нижнее отверстие штампа (V).
  • Определите ширину проекции зоны деформации с учетом деформации листа.
  • Используйте формулу (1) для расчета изгибающего усилия, принимая во внимание различия в радиусе изгиба и соответствующей зоне деформации.

Эти шаги позволят получить более точный и надежный результат по сравнению с использованием общепринятой формулы. Пример, иллюстрирующий этот процесс, показан на рисунке 4.

Новая формула расчета изгибающего усилия

Дано: Толщина листа (S) = 6 мм, длина листа (l) = 4 м, радиус гибки (r) = 16 мм, ширина отверстия нижней матрицы (V) = 50 мм, предел прочности материала на разрыв (σb) = 450 Н/мм².

Вопрос: Как рассчитать силу изгиба, необходимую для воздушного изгиба?

Вот шаги:

Сначала рассчитайте отношение ширины к толщине и отношение радиуса к ширине:

Формулы расчета изгибающих усилий

Затем рассчитайте проектную ширину области деформации:

Формулы расчета изгибающих усилий

Наконец, используйте формулу (1) для расчета изгибающей силы:

Формулы расчета изгибающих усилий

Если для расчета изгибающего усилия используется обычно рекомендуемая формула:

Формулы расчета изгибающих усилий

Из P1/P2 = 1,5 можно сделать вывод, что разница между P1 и P2 составляет 1,5 раза.

Причина такого расхождения заключается в том, что в данном примере радиус изгиба относительно велик, что приводит к увеличению деформируемой площади и, следовательно, требует большего усилия изгиба.

Отношение радиуса к ширине в данном примере составляет 0,32, что превосходит ранее упомянутые критерии.

Использование стандартной формулы для расчета изгибающего усилия не подходит для данного сценария. Преимущества использования нового метода расчета можно увидеть на этом примере.

Кроме того, имеется онлайн-калькулятор для расчета изгибающего усилия по новому методу.

Таблица прочности на разрыв

МатериалПрочность на разрыв
АмерикаЕвропаКитайН/мм²
Алюминий 6061Alu50LD30290
Алюминий 5052Alu35LF2303
1010 Мягкая стальDC0110/10F366
A 536 -80 G 60-40-18GGG-40QT400-18400
A 351 G CF 8G-X 6CrNi 18 9Q235450
A 572 G50S 355 MCQ345550
304 НержавеющаяInox V2A0Cr18Ni9586
316 НержавеющаяInox V4A0Cr17Ni12Mo2600
4140 Низколегированная42 CrMo 442CrMo1000

Формулы расчета изгибающего усилия для чеканки

Формулы для расчета параметров чеканки отличаются от формул воздушной гибки.

1. Ширина штампа:

V = листовой металл толщина × 5

2. Внутренний радиус определяется наконечником пуансона, который должен быть выбран в соответствии со следующей формулой:

Радиус = толщина листового металла × 0.43.

3. Усилие, необходимое для чеканки:

F(кн/м)=Толщина2×1,65×Прочность на разрыв (Н/мм2)×4,5/Ширина плашки

4. Формула для расчета минимального внутреннего края остается прежней:

Минимальный внутренний край = Die vee × 0.67

Формулы расчета изгибающего усилия для Z-образного изгиба

Некоторые инструменты требуют определенного усилия для упругости листового металла и управления springback чтобы получить требуемый профиль.

В качестве примера мы рассмотрим инструменты, которые делают два изгиба одновременно с небольшим расстоянием между изгибом и контризгибом.

Поскольку эти инструменты делают сразу два сгиба, springback должна быть полностью аннулирована путем чеканки.

Уравнение для расчета необходимой силы:

  • KN/m = необходимое усилие на метр
  • Z = толчок в мм
  • Количество изгибов = для Z предположим 2

Инструменты с зазубринами обычно состоят из вставного держателя, в котором с помощью винтов с внутренним шестигранником закрепляются инструменты с зазубринами, подобранными в соответствии с зазубринами и требуемым углом.

Перед покупкой важно получить техническую консультацию у производителя, поскольку эти системы могут сгибать только тонкий листовой металл, максимум 2 мм, но максимальная толщина зависит от типа вставки и может быть меньше 2 мм.

Z-образный изгиб

Заключение

Приведенные формулы и шаги для расчета силы изгиба подходят не только для углового изгиба листа, но и для дугообразного изгиба (который технически следует называть угловым изгибом с большим радиусом изгиба).

Важно помнить, что для формирования дугообразной формы требуется уникальная конструкция пресс-формы.

При проектировании зоны деформации расчет должен основываться на параметрах, установленных в ходе процесса, которые невозможно определить по одной формуле.

На одном из заводов по производству железных башен мы успешно согнули цилиндр с толщиной стенки 12 мм, диаметром 800 мм и длиной 16 м, используя пресс усилием 28000 кН. тормозная машина и круглой формой.

Метод, описанный в этой статье, был использован для определения силы изгиба и дал удовлетворительные результаты при проектировании пресс-формы для дугообразной формы.

Дальнейшее чтение:

Всего в одном шаге!

Начните революцию в обработке листового металла

20 комментариев к “Bending Force Calculation: Air Bending, Coining”

  1. Здравствуйте,
    Неважно, как я рассчитываю новую формулу. Я не могу прийти к тому же выводу. Не могли бы вы еще раз объяснить, какие значения вы использовали?

    Спасибо

    1. Машиностроение

      Не могли бы вы сообщить более подробную информацию о материалах и размерах металла, а также о том, как вы рассчитывали силу изгиба?

        1. Машиностроение

          Привет, Хоби, нам необходимо знать материал вашего металла, длину и толщину гиба, чтобы помочь вам сделать расчет.

  2. Я пытался пересчитать их структуру.
    Материал 450 мпа
    Толщина 6 мм
    Матрица 50 мм
    Радиус изгиба 16 мм
    Длина 4 м

      1. Я не хочу, чтобы его рассчитывали с помощью онлайн-калькулятора.
        Я хочу понять формулу и калькулятор.
        Откуда взялась цифра 16 66?
        Что подставить в формулу в качестве V? 50?
        Root 2 также 1.41?
        Что бы я ни ставил, я не могу получить 0,537 В.

  3. Здравствуйте, уважаемый администратор,
    У меня есть 2 вопроса,
    Вы знаете, что существуют различные типы изгиба (в основном используются U, V, Z). Вы поделились калькулятором для Z. Но как мы будем рассчитывать усилие прессования для других типов?

    Второй - о различных методах гибки Air bending, bottoming и coining. Можно ли назвать чеканкой эти новые мотыги?

  4. Привет,
    Мне кажется, что формула расчета изгибающего усилия, выведенная здесь, применима только для угла изгиба 90 градусов. Можем ли мы использовать эту формулу для расчета требуемого усилия изгиба, отличного от 90 градусов.

    1. Машиностроение

      Если не 90 градусов, то внутренний радиус также будет изменен, формула и калькулятор, упомянутые в нашем посте, по-прежнему применимы.

  5. Адам Освальд

    В вашем тексте о соотношениях говорится о соотношении ДИАМЕТРА к ширине, но в примере фактически используются значения РАДИУСА к ширине. Какой диаметр или радиус следует использовать в соотношении?

    1. Адам Освальд

      Кроме того, на калькуляторе конечный результат был выражен в единицах "ТОН", однако в примере задачи конечный результат был выражен в единицах "кН". По-видимому, следует изменить обозначение единиц измерения на калькуляторе на "кН".

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх