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.
В последние годы листогибочный станок получила широкое распространение в различных отраслях промышленности и расширила свои возможности по переработке.
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.
В формуле:
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
Рисунок 1 представляет собой схематическое изображение процесс гибки листа.
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.
Производители листогибочных прессов указывают значения ширины штампа (V) и внутреннего радиуса (r) изгибаемой заготовки в таблице параметров усилия гибки. 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.
Изгибающий момент на участке зоны деформации равен:
Изгибающий момент, создаваемый изгибающей силой в зоне деформации, показан на рисунке 1.
От М1 = M2, получаем:
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:
Подставив K в уравнение (1), получим:
Предел прочности на растяжение обычных материалов, σb, составляет 450 Н/мм². Это значение можно использовать в формуле (2) для расчета результата.
Полученная здесь формула для расчета изгибающего усилия согласуется с информацией, представленной в зарубежных брошюрах.
В формулу входят следующие переменные:
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.
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:
Эти шаги позволят получить более точный и надежный результат по сравнению с использованием общепринятой формулы. Пример, иллюстрирующий этот процесс, показан на рисунке 4.
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:
Затем рассчитайте проектную ширину области деформации:
Наконец, используйте формулу (1) для расчета изгибающей силы:
Если для расчета изгибающего усилия используется обычно рекомендуемая формула:
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
| Материал | Прочность на разрыв | ||
|---|---|---|---|
| Америка | Европа | Китай | Н/мм² |
| Алюминий 6061 | Alu50 | LD30 | 290 |
| Алюминий 5052 | Alu35 | LF2 | 303 |
| 1010 Мягкая сталь | DC01 | 10/10F | 366 |
| A 536 -80 G 60-40-18 | GGG-40 | QT400-18 | 400 |
| A 351 G CF 8 | G-X 6CrNi 18 9 | Q235 | 450 |
| A 572 G50 | S 355 MC | Q345 | 550 |
| 304 Нержавеющая | Inox V2A | 0Cr18Ni9 | 586 |
| 316 Нержавеющая | Inox V4A | 0Cr17Ni12Mo2 | 600 |
| 4140 Низколегированная | 42 CrMo 4 | 42CrMo | 1000 |
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
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:
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.
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:
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
DE 
ES 