Гибка металла: Полное руководство | MachineMFG

Гибка металла: Полное руководство

0
(0)

Определение изгиба

Под гибкой понимается метод обработки, при котором изделие сгибается под определенным углом и в определенной форме с помощью пресс-форма в производстве прессы.

Определение изгиба

Пример изгиба

Пример изгиба

Сгибаемые части жизни

Сгибаемые части жизни

Формование изогнутых деталей с помощью пресс-формы-1

Формование изогнутых деталей с помощью пресс-формы-1

Формование гнутых деталей с помощью пресс-формы-2

Формование гнутых деталей с помощью пресс-формы-2

Форма, используемая для гибки, называется гибочной формой

форма, используемая для сгибания

Анализ процесса деформации при изгибе

Анализ процесса деформации при изгибе

Процесс сгибания V-образный изгиб

Процесс гибки V-образного изгиба

1.1 Способ сгибания

Способ сгибания

1.2 Характеристики деформации при изгибе

Характеристики деформации при изгибе

Изменение поперечного сечения изогнутой заготовки

Изменение поперечного сечения изогнутой заготовки

Деформационные характеристики зоны деформации при изгибе:

  • Заготовка делится на две части: прямые края и закругленные углы. Деформация в основном происходит на закругленных углах. Скругленные углы являются основной областью деформации при изгибе.
  • Зона деформации деформируется неравномерно: внешняя зона растягивается в тангенциальном направлении, внутренняя зона сжимается в тангенциальном направлении, и появляется нейтральный по деформации слой - слой металла, длина которого не меняется до и после деформации.
  • Толщина очага деформации становится тоньше, η= t '/ t≤1, а степень утонения связана с величиной r.
  • Изменения в поперечном сечении: широкая пластина остается неизменной, внутренняя область узкой пластины становится шире, а внешняя область - более узкой.
Деформационные характеристики зоны деформации при изгибе

1.3 Состояние напряжений и деформаций в зоне деформации изгиба

Состояние напряжений и деформаций в зоне деформации изгиба
Состояние напряжений и деформаций в зоне деформации изгиба

Анализ и контроль качества гибки деталей

2.1 Трещина при изгибе

Трещины при изгибе - это явление, при котором трещины возникают в наружном слое материала в зоне деформации изгиба.

Основная причина появления трещин при изгибе заключается в том, что степень деформации при изгибе превышает предел формообразования изгибаемого материала.

Можно избежать образования трещин при изгибе.

Трещина при изгибе

  1. Изгибная деформация

r / t - отражает степень деформации при изгибе.

Чем меньше r/t, тем больше степень деформации изгиба, существует минимальное относительное значение радиус изгиба rмин /t.

Изгибная деформация

  1. Минимальный относительный радиус изгиба и факторы, влияющие на него

Минимальный относительный радиус изгиба означает отношение радиуса изгиба крайнего волокна к толщине листа, когда лист согнут и почти не трескается.

Факторы, влияющие на минимальный относительный радиус изгиба:

1) Механические свойства материала: хорошая пластичность, малый rмин/t.

2) Направление волокон листа:. линия сгиба перпендикулярно направлению волокна, rмин/t - маленький

Факторы, влияющие на минимальный относительный радиус изгиба

3) Качество поверхности и боковых сторон листа: качество поверхности и боковых сторон хорошее, rмин/t - маленький

4) Толщина листа мала: rмин/t - маленький

  1. Определение различных параметров процесс гибки:
Определение различных параметров процесса гибки

(1) Радиус галтели r в области деформации изгиба называется радиусом изгиба.

(2) Отношение r/t радиуса изгиба к толщине листа называется относительным радиусом изгиба.

(3) Радиус изгиба, при котором крайнее волокно листа практически не рвется при изгибе, называется минимальным радиусом изгиба rмин.

(4) Отношение минимального радиуса изгиба к толщине листа называется минимальным относительным радиусом изгиба rмин/t.

(5) Угол, под которым заготовка изгибается, то есть дополнительный угол α1 к прямому углу заготовки после изгиба, называется угол изгиба.

(6) Диагональный угол α прямого угла между согнутыми частями называется углом центра сгиба.

(7) Угол θ прямой стороны изделия после сгиба называется углом сгибаемой части.

  1. Меры по борьбе с изгибами

(1) Выберите материал с хорошей пластичностью при изгибе и выполните отжиг обработка закаленного холодным способом материала перед гибкой.

(2) Изгиб с r/t больше, чем rмин/t используется.

(3) При раскладке делайте линию сгиба перпендикулярно направлению структуры волокон листа.

(4) Направьте сторону с заусенцами на сторону гибочного пуансона или удалите заусенцы перед гибкой. Избегайте царапин, трещин и других дефектов на внешней стороне изогнутой заготовки.

2.2 Отскок

Отскок при гибке относится к явлению, когда форма и размер согнутой детали становятся несовместимыми с формой, когда она извлекается из формы, что называется отскоком или springback.

Rebound

Причина отскока заключается в том, что общая деформация при пластическом изгибе состоит из двух частей: пластической деформации и упругой деформации. Когда внешняя нагрузка снимается, пластическая деформация остается, а упругая деформация полностью исчезает.

  1. Форма отскока

(1) Радиус изгиба изменяется от rp во время нагрузки до r во время разгрузки

(2) Изменение угла сгибаемой части, величина изменения:

Δα=α-αP

Когда Δα> 0, он называется положительным отскоком

Когда Δα<0, он называется отрицательным отскоком

  1.  Факторы, влияющие на отскок
Факторы, влияющие на отскок

1) Механические свойства материала: Чем больше предел текучести и чем выше индекс закалки, тем больше springback; чем больше модуль упругости, тем меньше пружинящая отдача.

2) Чем больше относительный радиус изгиба, тем больше отскок.

3) Чем больше центральный угол изгиба, тем больше длина зоны деформации и тем больше springback значение накопления, поэтому пружинистость увеличится.

4) Метод гибки: Пружинистость при коррекционной гибке значительно уменьшается по сравнению со свободной гибкой.

5) Форма заготовки: Чем сложнее форма, тем больше угол изгиба, тем меньше пружинящая спинка.

6) Структура пресс-формы: Пружинистость нижнего штампа невелика.

  1.  Меры по снижению рикошета

(1) Улучшить конструкцию гнутых деталей и выбрать подходящие материалы

1) Избегайте выбора слишком большого r/t.

2) Старайтесь использовать лист с малым пределом текучести, малым показателем упрочнения и большим модулем упругости при изгибе.

Меры по снижению рикошета

(2) Применяйте правильный процесс изгиба для изменения напряженно-деформированного состояния зоны деформации.

1) Используйте корректирующее сгибание вместо свободного сгибания.

2) Использование процесса сгибания

3) Материал для холодной закалки должен быть предварительно отожжен для снижения предела текучести σs. Для материалов с большим отскоком при необходимости можно использовать термическую гибку.

процесс изгиба для изменения напряженно-деформированного состояния зоны деформации

(3) Разумная конструкция гибочного штампа

1) Метод компенсации

Метод компенсации

2) Сделайте из формы частичные выступы

Изготовьте форму с частичными выступами

3) Мягкая плесень метод

Метод мягкой формы

2.3 Смещение

Смещение относится к явлению, когда листовая заготовка перемещается в пресс-форме во время процесса гибки.

В результате смещения длина двух прямых сторон гнутой детали не соответствует требованиям чертежа, поэтому смещение необходимо устранить.

Смещение

  1. Причины смещения

(1) Форма заготовки согнутой части несимметрична слева и справа.

(2) Позиционирование заготовки нестабильно, и эффект прессования не является идеальным.

(3) Структура пресс-формы несимметрична слева и справа.

Причины смещения

  1. Меры по контролю за смещением

1) Выберите надежный метод позиционирования и прессования, а также используйте подходящую конструкцию пресс-формы

Меры по контролю за смещением

2) Для небольших асимметричных гнутых деталей следует применять процесс парной гибки, а затем резки

парная гибка, затем следует резка

2.4 Деформация и коробление поперечных сечений листа

Деформация и коробление поперечных сечений листа
Деформация и коробление поперечных сечений листа
Деформация и коробление поперечных сечений листа

2.5 Зона деформации становится тоньше, а длина согнутой части увеличивается

Это затрудняет точное определение размера заготовки.

На этапе проектирования гибочного штампа сначала проектируется гибочный штамп, а затем заготовительный штамп.

Расчет процесса гибки

3.1 Расчет размеров заготовки для гибки

  1. Положение нейтрального к деформации слоя

Слой с нейтральной деформацией относится к металлическому слою с постоянной длиной до и после деформации изгиба или к металлическому слою с нулевой касательной деформацией в области деформации изгиба.

Положение нейтрального к деформации слоя

Одинаковый объем до и после сгибания: Lbt=π(R2-r2)bα/2π

Упрощенно: ρ=(r+ηt/2)η

Сокращенно: ρ=r+χt

2.Расчет длины заготовки гибочной части

Расчет длины заготовки гибочной части

(1) Гибка деталей с радиусом галтели r>0,5t

1) Начиная с одного конца сгибаемой детали, разделите ее на несколько прямых и круглых сегментов.

2) Найдите коэффициент смещения нейтрального слоя χ по таблице 4-3.

3) Определите радиус изгиба ρ нейтрального слоя каждого сегмента дуги в соответствии с формулой (4-3)

4) В соответствии с радиусом изгиба ρ1, ρ2 каждого нейтрального слоя и соответствующими углами центра изгиба α1, α2 ..., рассчитать длину каждого сегмента дуги ll, l2 ... li=πρiαi/180°

5) Рассчитайте общую длину расширения L = a + b + c + ... + l1 + l2 + l3 + …

(2) Изгибы с радиусом галтели r <0,5t - эмпирическая формула

Изгибы с радиусом галтели r 0,5t - эмпирическая формула

Пример расчета длины изогнутой детали в развернутом виде

Пример 4-1 Согните заготовку, показанную на рисунке 4-30, и попробуйте рассчитать ее длину в развернутом виде.

Согните заготовку, показанную на рисунке 4-30, и попробуйте рассчитать ее длину в развернутом виде

Решение: (1) Заготовка разделена на прямолинейные отрезки lab, lcd, lэф, lgh, ljj, lкм и сегменты дуги lbc, lде, lfg, lпривет, ljk из точки a.

(2) Рассчитайте удлиненную длину сегмента дуги.

Для дуг lbc, lпривет, ljk: R = 2 мм, t = 2 мм, тогда r/t = 2/2 = 1, и если χ = 0,3, найденное в табл. 4-3, то:

Длина дуги lbc = lпривет = ljk = (2土0,3 × 2) × π/2 = 4,082 (мм)

Для дуги lде, lfg: R = 3 мм, t = 2 мм, тогда r/t = 3/2 = 1,5. Согласно таблице 4-3, χ = 0,36, тогда:

Длина дуги lде = lfg = (2 ± 0,36 × 2) × π/ 2 = 5,84 (мм)

(3) Рассчитайте общую длину заготовки для гибки:

L = ∑/ l прямой край + ∑l закруглённый угол = lab + lcd + lэф + lgh + lij + lкм + lbc + lде + lfg + lпривет + ljk

= 16,17-4 + 21,18-9 + 12,36-10 + 10,05-9 + 12,37-8 + 11,62-4 + 3 × 4,802 + 2 × 5,84 = 65,836 мм

3.2 Расчет силы процесса изгиба

  1.  Расчет изгибающее усилие
Расчет изгибающей силы

Расчет силы прижима или выталкивающей силы

  • Сила нажатия: FY=CYFZ
  • Выталкивающая сила: FD=CDFZ
  1. Определение номинального давления пресса
Определение номинального давления пресса

Для свободной гибки с прессованием при выборе тоннажа пресса необходимо учитывать изгибающее усилие и силы давления, то есть:

Fнажмите≥1.2(Fz+FY)

Для коррекции изгиба при выборе тоннажа пресса можно учитывать только коррекцию изгибающего усилия, т.е:

Fнажмите≥1.2FJ

Пример выбора прессы

Пример выбора прессы

Пример 4-2 Согните V-образную деталь, показанную на рисунке 4-32. Известный материал - сталь 20, предел прочности на растяжение - 400 МПа. Попробуйте рассчитать свободный изгиб и корректирующую силу изгиба соответственно. При использовании устройства для прессования попробуйте выбрать тоннаж пресса.

Решение: Из формулы, приведенной в таблице 4-6:

При свободном изгибе: FZ = b * t2σb / (r + t) = 150 × 2 × 2 × 400 / (3 + 2) = 48000 (Н)

FY = CYFZ = 0.4 × 48000 = 19200 (N)

Тогда полная мощность процесса равна: FZ + FY = 48000 + 19200 = 67,2 (KN), тогда тоннаж оборудования: Fнажмите ≥ 1.2 (FZ + FY) = 1,2 × 67,2 = 80,64 (КН.).

При исправлении изгиба q можно принять равным 50 МПа из табл. 4-7, а его значение можно получить из формулы в табл. 4-6:

FJ = q * A = 50 × 166,8 × 150 = 1251 (KN)

Затем тоннаж оборудования: Fнажмите ≥ 1.2 * FJ = 1,2 × 1251 = 1501,2 (КН.).

Проектирование процесса гибки

4.1 Анализ процесса гибки

Под технологичностью гибочной детали понимается соответствие формы, размера, точности, материалов и технических требований гибочной детали технологическим требованиям процесса гибки, то есть приспособленность гибочной детали к процессу гибки - требование с точки зрения проектирования изделия.

  1. Требования к форме изогнутых деталей

(1) Для предотвращения смещения во время гибки необходимо, чтобы форма и размер гибочной детали были как можно более симметричными.

Требования к форме изогнутых деталей

(2) При местном сгибании участка кромки, чтобы избежать разрыва корня сгиба, между сгибаемой и несгибаемой частями следует прорезать канавку или выбить технологическое отверстие перед сгибанием

избегайте разрыва корневой части изгиба

(3) Добавьте соединительные хомуты и установите технологические отверстия.

Добавьте соединительные хомуты и установите технологические отверстия

2.Требования к размерам гнутых деталей

(1) Радиус изгиба не должен быть меньше минимального радиуса изгиба.

(2) Высота прямой стороны изогнутой части должна соответствовать: h> r + 2t

(3) Расстояние между краями отверстия сгибаемой части должно соответствовать следующим требованиям:

Требования к размерам гнутых деталей
Требования к размерам гнутых деталей
Требования к размерам гнутых деталей

  1. Требования к точности гибки деталей

Допуск на размеры гнутых деталей должен соответствовать GB / T13914-2002,

Допуск угла соответствует GB / T13915-2002,

Допуск на немаркированное положение соответствует GB / T13916-2002,

Предельные отклонения размеров без допусков соответствуют GB / T15055-2007

  1. Требования к материалам для изогнутых деталей

Материал изгибаемой части должен обладать хорошей пластичностью, малым коэффициентом текучести и большим модулем упругости

  1. Требования к определение размеров
Требования к определению размеров

4.2 Технологическая схема гибки деталей

1) Простые изогнутые детали: одноразовая гибка. Сгибание деталей с сложные формы: Две или более формы изгиба.

2) Гибка деталей с большими партиями и небольшими размерами: Используйте прогрессивный или комбинированный штамп как можно чаще.

3) Если требуется несколько изгибов: сначала согните оба конца, а затем согните среднюю часть. Предыдущий изгиб должен учитывать надежное расположение последнего изгиба.

4) Если форма сгибаемой детали не симметрична: согните ее как можно больше, а затем обрежьте.

Технологическая схема гибки деталей

Технологическая схема типовых гибочных деталей

Один изгиб

Один изгиб

Дважды согнуть

Дважды согнуть

Тройной изгиб

Тройной изгиб

Четыре сгиба

Четыре сгиба

Гибкое расположение гибочных деталей

  • Форма заготовки
  • Требования к точности
  • Размер партии
Гибкое расположение гибочных деталей

Конструкция гибочной формы

5.1 Тип и структура гибочной формы

В зависимости от степени сочетания процессов, гибочные штампы можно разделить на:

  • Однопроцессный гибочный штамп
  • Гибочный штамп
  • Прогрессивный гибочный штамп

В зависимости от формы заготовки, гибочные штампы можно разделить на:

  • V-образный гибочный штамп
  • L-образный гибочный штамп
  • U-образный гибочный штамп
  • Четырехсторонний гибочный штамп
  • Z-образный гибочный штамп
  • Круглый гибочный штамп
  • Гибочная форма для шарнира
  1. V-образный гибочный штамп
V-образный гибочный штамп

V-образный прецизионный гибочный штамп

V-образный прецизионный гибочный штамп

  • 1- удар
  • 2-позиционная пластина
  • 3-подвижный штамп
  • 4-опорная плита
  • 5-выталкиватель
V-образный прецизионный гибочный штамп

V-образный прецизионный гибочный штамп

  1. L-образный гибочный штамп
L-образный гибочный штамп

3.U-образный гибочный штамп

U-образный гибочный штамп
U-образный гибочный штамп
U-образный гибочный штамп

Гибочный штамп для деталей с закрытым углом

Гибочный штамп для деталей с закрытым углом

Матрица для гибки под закрытым углом-1

Матрица для гибки под закрытым углом-1

Угловая гибка под закрытым углом-2

Угловая гибка под закрытым углом-2

1-мужская матрица 2-вращающаяся женская матрица 3-пружина

Гибочный штамп с закрытым углом

4. Штамп для четырехстороннего изгиба

Четырехсторонний гибочный штамп

Гибочный штамп с четырехсторонней формовкой за один раз

Гибочный штамп с четырехсторонней формовкой за один раз

Гибочный штамп для двойной формовки четырехугольников

Гибочный штамп для двойной формовки четырехугольников

Штамп для гибки четырехугольника

Штамп для гибки четырехугольника

  • 1-Вогнутый и вогнутый штамп
  • 2-женская смерть
  • 3-Передвижной пуансон
  • 4-выталкиватель
  • 5-Нижнее основание пресс-формы
  • 6-Позиционная доска
  • 7-Подавить блок
  • 8-Шток

Штамп для гибки четырехугольника

Штамп для гибки четырехугольника

Четырехгранный гибочный штамп с маятником

Четырехгранный гибочный штамп с маятником

  • 1-Die
  • 2-местный пуансон
  • 3-Маятниковый блок
  • 4 - опорная пластина
  • 5 Блок толкателей

Гибочный штамп вогнутого штампа поворотного четырехугольника

Гибочный штамп вогнутого штампа поворотного четырехугольника

  1. Z-образный гибочный штамп

Z-образный одноразовый гибочный штамп

Z-образный одноразовый гибочный штамп

Гибочный штамп для гибки Z-образных деталей в два этапа

Гибочный штамп для гибки Z-образных деталей в два этапа
Гибочный штамп для гибки Z-образных деталей в два этапа

  1. Круглый гибочный штамп

Круглый гибочный штамп - двойная гибка

Круглый гибочный штамп - двойная гибка

Круглый гибочный штамп - один изгиб

Круглый гибочный штамп - один изгиб
Круглый гибочный штамп - один изгиб

Одноразовое сгибание формовочный штамп для круглой детали с поворотным штампом

Одноразовый гибочный штамп для круглой детали с поворотным штампом

  • 1- поддержка
  • 2 пуансона
  • 3-х створчатый штамп
  • 4-выталкивающая пластина

Одноразовое сгибание формовочный штамп для больших круглых деталей с поворотным штампом

Одноразовый гибочный формующий штамп для больших круглых деталей с поворотным штампом

Два процесса, изгибающие большой круг

Два процесса, изгибающие большой круг

Три ступени, сгибающие большой круг

Три ступени, сгибающие большой круг

  1. Гибочная форма для шарнира

Шарнирная деталь с двухкратной гибкой

Шарнирная деталь с двухкратной гибкой
Шарнирная деталь с двухкратной гибкой

Штамп для однократной гибки петли

Штамп для однократной гибки петли
Штамп для однократной гибки петли

  1. Другие гибочные штампы

(1) Резка и гибка композитной формы

Резка и гибка композитных форм

(2) Прогрессивный гибочный штамп

Прогрессивный гибочный штамп

Прогрессивный гибочный штамп

5.2 Конструкция деталей гибочной формы

  1. Конструкция рабочих частей

(1) Радиус заделки пуансона

(2) Радиус галтели

(3) Глубина штампа

(4) Зазор между выпуклым и вогнутым штампом

(5) Ширина U-образного выпуклого и вогнутого штампа

Конструкция рабочих частей
Конструкция рабочих частей

(1) Радиус галтели пуансона

Радиус галтели пуансона

1) Когда r≥rминвозьмите rp = r, где rмин минимальный радиус изгиба, допустимый для данного материала.

2) Когда r <rминвозьмите rp> rмин. Радиус галтели r заготовки получается путем формообразования, даже если радиус галтели rz формообразующего пуансона равен радиусу галтели r заготовки.

3) Если r/t> 10, следует учитывать пружинящий откат и корректировать радиус галтели пуансона.

4) Дно V-образного гибочного штампа может быть открыто или убрано с помощью паза или галтели радиусом: r'p = (0.6-0.8) (rp + t).

(2) Радиус галтели

Размер углового радиуса штампа влияет на усилие гибки, срок службы гибочного штампа и качество гибки детали в процессе гибки.

Радиус галтели
Радиус галтели

  • Когда t≤2 мм, rd= (3-6) t
  • Когда t = 2-4 мм, rd= (2-3) t
  • Когда t> 4 мм, rd= 2t

(3) Глубина штампа

Глубина штампа
Глубина штампа

(4) Выпуклые и вогнутые зазор между штампами c

Размер зазора между наружной и внутренней матрицей влияет на усилие гибки, срок службы гибочной матрицы и качество гибки.

При высокой точности изгибаемой детали величина зазора должна быть соответствующим образом уменьшена, и может быть принято значение c = t.

Выпуклый и вогнутый зазор штампа c
Выпуклый и вогнутый зазор штампа c

Зазор между штампом и V-образной гибочной деталью не нужно проектировать. Он может быть получен путем регулировки высоты закрытия пресса.

(5)U-образная изогнутая выпуклая и вогнутая ширина штампа

U-образная изогнутая выпуклая и вогнутая ширина штампа

2.Конструкция позиционирующих деталей

Поскольку заготовка, подаваемая в гибочный пресс, представляет собой единую заготовку, позиционирующие детали, используемые в гибочном прессе, представляют собой позиционирующие пластины или штифты.

Конструкция позиционирующих деталей

3.Конструкция прессующих, разгрузочных и подающих частей

Конструкция прессующих, разгрузочных и подающих деталей

4.Конструкция неподвижных частей

В комплект входят: рукоятка штампа, верхнее гнездо штампа, нижнее гнездо штампа, направляющая стойка, направляющая втулка, опорная плита, крепежная плита, винты, штифты и т.д., см. заглушка Дизайн штампа.

4 вида металла Процесс штамповки

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

2 комментария к “Metal Bending: The Ultimate Guide”

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх