Гибка листового металла: Все, что вы должны знать, объяснено

Вы когда-нибудь задумывались об искусстве и науке, лежащей в основе формирования металлических листов в сложные формы? В этой увлекательной статье блога мы погрузимся в захватывающий мир гибки листового металла. Наш эксперт, инженер-механик, раскрывает секреты различных методов гибки, материалов и оборудования, предлагая ценные идеи, которые изменят ваше представление об этом важнейшем производственном процессе.

Все, что вы должны знать о гибке листового металла

Оглавление

Гибка листового металла - это фундаментальный процесс формовки, который изменяет геометрию металлического листа или панели путем создания угловых изменений вдоль линейной оси. Эта универсальная технология позволяет получать широкий спектр профилей, включая V-образные, U-образные и более сложные конфигурации, что дает возможность изготавливать различные компоненты для таких отраслей промышленности, как автомобильная, аэрокосмическая и строительная.

Похожие статьи: Калькулятор силы V- и U-образного изгиба

Два основных метода преобладают в операциях гибки листового металла: гибка в форме и листогибочный пресс сгибание. Каждый метод обладает уникальными преимуществами и подходит для конкретных производственных сценариев:

  1. Сгибание формы:
    • Идеально подходит для деталей с замысловатой геометрией и сложной структурой
    • Подходит как для малосерийного прототипирования, так и для крупносерийного производства
    • Используются штампы, разработанные по индивидуальному заказу, что позволяет получать точные, повторяемые результаты
    • Обеспечивает отличную стабильность размеров и стабильное качество деталей
  2. Гибка на листогибочном прессе:
    • Оптимально подходит для больших конструкций и деталей из листового металла
    • Высокая гибкость, позволяющая быстро переходить от одного профиля изгиба к другому
    • Экономичность при малых и средних объемах производства
    • Обеспечивает больший контроль над углами и радиусами изгиба благодаря регулируемой оснастке

Выбор между этими методами зависит от таких факторов, как сложность детали, объем производства, свойства материала и требуемые допуски. Оба метода используют различные принципы и обладают уникальными характеристиками, которые отвечают специфическим требованиям современных процессов изготовления металлов.

Пример детали из листового металла

I. Материалы и распространенные металлы

Гибка листового металла - важнейший процесс в современном производстве, причем выбор материала играет ключевую роль в производительности и экономической эффективности продукции. В этом разделе рассматриваются наиболее распространенные металлы, используемые при гибке листового металла, подробно описываются их свойства, области применения и уникальные характеристики, влияющие на формуемость и качество конечного продукта.

Сталь

Сталь, сплав железа и углерода, остается краеугольным камнем в производстве листового металла благодаря своему исключительному соотношению прочности и стоимости и универсальности. Различные марки стали обладают спектром свойств, подходящих для различных видов гибки:

Мягкая сталь (низкоуглеродистая сталь): Содержит от 0,05% до 0,25% углерода, обеспечивая отличную формуемость и свариваемость. Низкий предел текучести способствует легкому изгибу, что делает ее идеальной для изготовления автомобильных кузовных панелей, структурных компонентов и общего производства. Однако ее подверженность коррозии требует нанесения защитных покрытий для многих областей применения.

Нержавеющая сталь: Легированная хромом с минимальным содержанием 10,5%, нержавеющая сталь обеспечивает превосходную коррозионную стойкость благодаря образованию самовосстанавливающегося слоя оксида хрома. Распространенные марки включают:

  • 304 (аустенитная): Отличная пластичность и коррозионная стойкость; широко используется в оборудовании для пищевой промышленности и медицинских приборах.
  • 316 (аустенитная): Повышенная коррозионная стойкость благодаря содержанию молибдена; предпочтительна для морской и химической обработки.
  • 430 (ферритный): Магнитная с хорошей формуемостью; часто используется в автомобильной отделке и приборах.

Высокопрочная низколегированная сталь (HSLA): Обладает повышенной прочностью и формуемостью по сравнению с низкоуглеродистой сталью, что достигается за счет микролегирующих элементов, таких как ниобий или ванадий. Стали HSLA все чаще используются в автомобильной и аэрокосмической промышленности для снижения веса при сохранении структурной целостности.

Алюминий

Алюминиевые сплавы обеспечивают оптимальный баланс между малым весом, коррозионной стойкостью и пластичностью, что делает их незаменимыми в отраслях, где на первый план выходят снижение веса и долговечность:

Сплав 5052: отличная пластичность и коррозионная стойкость; обычно используется в морских приложениях, электронных корпусах и топливных баках.

Сплав 6061: Хорошая прочность и свариваемость; широко используется в конструктивных элементах, транспортном оборудовании и деталях машин.

Сплав 3003: Высокая пластичность и умеренная прочность; идеально подходит для общих работ с листовым металлом, компонентов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также для изготовления посуды.

Основные преимущества алюминия при гибке листового металла включают:

  • Превосходное соотношение прочности и веса, позволяющее создавать легкие конструкции
  • Естественная коррозионная стойкость благодаря образованию оксидного слоя
  • Совместимость с различными методами обработки поверхности, включая анодирование и порошковое покрытие
  • Отличная тепло- и электропроводность

Медь

Уникальное сочетание высокой электропроводности, терморегулирующих свойств и пластичности меди делает ее незаменимой в некоторых областях применения:

  • Электропроводность: 100% IACS (Международный стандарт отожженной меди), устанавливающий эталон для электротехнических приложений.
  • Теплопроводность: 401 Вт/(м-К), что обеспечивает эффективный отвод тепла в системах терморегулирования
  • Присущие ему антимикробные свойства делают его пригодным для применения в здравоохранении и общественных местах

Обычные марки меди для гибки листового металла включают в себя:

  • C11000 (электролитический жесткий шаг): Высокая проводимость, используется в электрических шинах и кровельных покрытиях
  • C12200 (медь DHP): Отличная пластичность, идеально подходит для сантехники и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Латунь

Латунь, сплав, состоящий в основном из меди и цинка, обладает уникальным сочетанием свойств, которые делают его ценным как для функционального, так и для эстетического применения:

  • Отличная обрабатываемость и формуемость, позволяющая создавать сложные формы и мелкие детали
  • Устойчивость к коррозии, особенно в пресноводной среде
  • Привлекательный золотистый вид, часто используется в декоративных и архитектурных элементах

Распространенные латунные сплавы для гибки листового металла:

  • C26000 (патронная латунь): 70% Cu, 30% Zn; отличная пластичность, используется для изготовления аппаратуры и гильз для боеприпасов
  • C36000 (свободно режущая латунь): Содержит свинец для улучшения обрабатываемости; идеально подходит для прецизионных деталей

При выборе материалов для гибки листового металла необходимо учитывать не только свойства материала, но и конкретные требования к гибке, такие как радиус изгиба, компенсация пружинной отдачи и возможность образования трещин под напряжением. Современные инструменты анализа методом конечных элементов (FEA) и моделирования все чаще используются для оптимизации выбора материалов и параметров гибки, обеспечивая успешный результат при сложных операциях формовки листового металла.

II. Техника сгибания

Воздушный изгиб

Пневматическая гибка - это универсальная и широко распространенная технология изготовления листового металла. Процесс включает в себя размещение заготовки на штампе с V-образным отверстием, в то время как пуансон опускается вниз, чтобы приложить контролируемое давление. Когда пуансон проникает внутрь, листовой металл деформируется упруго и пластично, создавая изгиб. Окончательный угол изгиба определяется глубиной проникновения пуансона, свойствами материала (например, пределом текучести и толщиной), а также шириной отверстия штампа. Основные преимущества воздушной гибки включают:

  • Низкие затраты на оснастку благодаря возможности получения нескольких углов с помощью одного набора инструментов
  • Повышенная гибкость, позволяющая быстро изменять угол наклона без замены инструмента
  • Уменьшение износа штампа, так как металлический лист не полностью повторяет форму штампа
  • Минимальные требования к тоннажу, что позволяет использовать листогибочные прессы меньшей мощности

Монета

Чеканка - это прецизионная технология гибки, при которой используется значительное усилие для пластической деформации листового металла в полости штампа. В процессе чеканки пуансон и матрица сжимаются вместе, а заготовка оказывается между ними, в результате чего материал течет и точно повторяет геометрию инструмента. Этот метод обладает рядом преимуществ:

  • Исключительная точность и повторяемость, с допусками до ±0,1°
  • Значительное уменьшение эффекта пружины из-за полной пластической деформации
  • Повышенная прочность материала в зоне изгиба за счет закалки
  • Возможность создания сложных форм и рельефных элементов за одну операцию

Трехточечный изгиб

Трехточечный изгиб - это фундаментальный метод, используемый как для испытания материалов, так и для практического изготовления. В этом методе металлический лист поддерживается в двух точках, а контролируемая сила прикладывается в третьей точке между опорами. Этот подход обеспечивает:

  • Равномерное распределение напряжений и деформаций по образцу или заготовке
  • Ценные сведения о поведении материалов при изгибе, включая предел текучести и модуль упругости
  • Универсальность при испытании различных материалов и толщин
  • Возможность создания точных, повторяющихся изгибов в производственных условиях
  • Полезные данные для анализа методом конечных элементов (FEA) и компьютерного инженерного моделирования (CAE)

V-образная гибка

Гибка с помощью V-образного штампа является краеугольным камнем в производстве листового металла, обеспечивая баланс универсальности и точности. В процессе используется V-образный пуансон и соответствующий штамп, которые прикладывают давление для формирования требуемого угла изгиба. Ключевые особенности гибки с помощью V-образного штампа включают:

  • Высокая точность и аккуратность, с типичными допусками от ±0,5° до ±1°
  • Согласованность в работе с различными деталями благодаря фиксированной геометрии оснастки
  • Широкий диапазон радиусов и углов изгиба возможен благодаря изменению размеров матрицы и глубины пробивки
  • Способность работать с широким спектром материалов разной толщины и типа
  • Уменьшение маркировки на чувствительных материалах по сравнению с чеканкой

III. Гибочное оборудование

Листогибочный пресс

Листогибочные прессы - это универсальные станки для гибки листового металла, обеспечивающие высокую точность и повторяемость при изготовлении сложных форм. Они используют систему пуансонов и матриц для приложения сосредоточенного усилия к заготовке, создавая точные изгибы. Современные листогибочные прессы выпускаются в различных конфигурациях, включая гидравлические, механические и электрические модели с сервоприводом, каждая из которых отвечает конкретным производственным потребностям.

Гидравлический: Обеспечивает постоянное усилие на протяжении всего хода, идеально подходит для тяжелых условий эксплуатации.
Механический: Обеспечивает высокую скорость работы, подходит для крупносерийного производства простых деталей.
Электрический сервопривод: Обеспечивает превосходную точность и энергоэффективность, идеально подходит для прецизионных компонентов.

Производительность листогибочного пресса определяется такими факторами, как рабочая длина, тоннаж и сложность системы управления. Современные листогибочные прессы с ЧПУ позволяют выполнять сложную многоосевую гибку, менять инструмент и контролировать усилие в реальном времени для достижения оптимальных результатов.

Фальцовочная машина

Фальцегибочные станки, также известные как листогибы, - это специализированное оборудование, предназначенное для эффективного производства крупных сложных деталей из листового металла. В них используется зажимная балка для фиксации заготовки и фальцевальный нож для создания точных изгибов. Такая конструкция позволяет манипулировать большими листами и создавать множество сгибов без перестановки материала.

Ручной: Управляется квалифицированным техническим персоналом для мелкосерийного производства или изготовления прототипов.
Автоматизированный: Оснащен системой ЧПУ для крупносерийного производства сложных деталей с минимальным вмешательством оператора.

Фальцевальные машины отлично справляются с широким спектром материалов, включая алюминий, нержавеющую сталь и оцинкованную сталь. Их уникальная конструкция часто позволяет уменьшить маркировку на чувствительных материалах и производить детали с меньшей длиной фланца по сравнению с традиционными листогибочными машинами.

Гибочные штампы

Гибочные штампы являются важнейшими компонентами при формовке листового металла, непосредственно влияющими на геометрию, точность и качество поверхности конечной детали. Они изготавливаются из высокопроизводительных материалов, таких как инструментальная сталь, сплавы с усиленным карбидом или карбид вольфрама, чтобы обеспечить долговечность и сохранить точность при многократном использовании.

V-образные штампы: Универсальны и широко используются для воздушной и нижней гибки. Выпускаются под различными углами для достижения различных радиусов изгиба.
Ротационные гибочные штампы: Вращающиеся элементы, значительно снижающие трение, идеально подходят для материалов, склонных к царапинам, или при работе с предварительно обработанными поверхностями.
Вытирающие штампы: Используют стирающее действие для создания изгибов с малым радиусом, часто используются при производстве сложных профилей и каналов.

Усовершенствованные конструкции штампов могут включать такие элементы, как подпружиненные нажимные подушки для улучшения контроля материала или твердосплавные вставки для увеличения срока службы инструмента в условиях крупносерийного производства. Выбор подходящих штампов имеет решающее значение для достижения желаемых допусков, минимизации обратного хода пружины и оптимизации общей эффективности гибки.

IV. Стандарты и сертификаты

Стандарты ISO

Операции по гибке листового металла должны соответствовать определенным международным стандартам для обеспечения качества, безопасности и последовательности. Международная организация по стандартизации (ISO) разрабатывает и поддерживает эти нормы. Для гибки листового металла соответствующие стандарты включают:

ISO 9013: Настоящий стандарт устанавливает требования к методам термической резки, включая лазерную и плазменную резку, которые часто используются при подготовке листового металла перед гибкой. Он определяет характеристики качества, технические условия поставки и допуски для поверхностей, подвергнутых термической резке.

ISO 16630: Настоящий стандарт определяет методы механических испытаний, используемые для проверки структурной целостности и механических свойств листовых металлических материалов. В частности, в нем изложена процедура проведения испытаний на сплющивание труб, которые имеют решающее значение для оценки формуемости и пластичности трубчатых металлических изделий.

ISO 7438: Настоящий стандарт описывает метод испытания металлических материалов на изгиб, который необходим для оценки пластичности и формуемости листовых металлов, используемых в операциях гибки.

ISO 6892-1: Настоящий стандарт устанавливает метод испытания металлических материалов на растяжение при комнатной температуре, предоставляя ценные данные о свойствах материала, влияющих на поведение при изгибе.

Соблюдение стандартов ISO обеспечивает производство надежной и высококачественной продукции для различных отраслей промышленности и применения, а также способствует международной торговле и сотрудничеству.

Стандарты ASTM

Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) также играет важную роль в отрасли гибки листового металла, устанавливая и поддерживая стандарты. Стандарты ASTM, имеющие отношение к гибке листового металла, включают:

ASTM A6/A6M: В настоящем стандарте изложены общие требования к листовому прокату, формам, шпунтам и пруткам, используемым в различных областях, включая гибку листового металла. В нем рассматриваются допуски на размеры, допустимые отклонения и процедуры испытаний.

ASTM A480/A480M: Настоящий стандарт устанавливает общие требования к плоскому прокату из нержавеющей и жаропрочной стали, листам и полосам, используемым для гибки листового металла. Он включает подробные сведения о химическом составе, механических свойствах и требованиях к отделке поверхности.

ASTM E290: Настоящий стандарт определяет методики проведения испытаний на изгиб металлических материалов для оценки пластичности и формуемости. Стандарт содержит рекомендации по проведению различных конфигураций испытаний на изгиб, включая испытания на направленный изгиб и испытания на свободный изгиб.

ASTM E8/E8M: Этот стандарт описывает методы испытания металлических материалов на растяжение, что очень важно для определения механических свойств, влияющих на поведение при изгибе.

ASTM B820: Этот стандарт охватывает спецификацию металлической фольги для электрической изоляции, которая актуальна для гибки листового металла в электрических и электронных приложениях.

Соблюдение стандартов ASTM гарантирует, что гибка листового металла будет соответствовать отраслевым требованиям и поддерживать высокий уровень качества своей продукции. Эти стандарты также обеспечивают общий язык для производителей, поставщиков и клиентов, способствуя четкому общению и ожиданиям в отрасли листового металла.

V. Изгиб с помощью пресс-формы

Производители обычно рассматривают возможность использования гибки в пресс-формах в качестве метода обработки конструкционных деталей, которые имеют годовую производительность более 5 000 штук и относительно небольшие размеры, как правило, около 300 x 300.

1. Общая гибочная форма

На рисунке 1-17 показаны широко используемые гибочные штампы. Чтобы увеличить срок службы пресс-формы, при проектировании деталей рекомендуется использовать скругленные углы.

Рисунок 1-17 Специальная формовочная форма

Рисунок 1-17 Специальная формовочная форма

Использование гибочный штамп Слишком маленькая высота фланца не подходит для формовки. Обычно высота фланца должна составлять L ≥ 3t с учетом толщины стенки.

2. Метод ступенчатой гибки

Z-образные ступени из листового металла с более низким профилем обычно изгибаются с помощью простых форм на вырубные прессы или гидравлические прессы для небольших партий. Для больших партий можно использовать ступенчатый штамп на гибочном станке, но высота (H) обычно должна быть в 0-1,0 раза больше толщины стенки (t).

Если высота в 1,0-4,0 раза превышает толщину стенки, может потребоваться форма с разгрузочной конструкцией. Высоту можно отрегулировать, добавив распорку, но сохранение длины (L) и вертикальности вертикальной стороны может оказаться сложной задачей. Если высота больше, следует рассмотреть возможность гибки на листогибочном станке.

Рисунок 1-18 Z-образный ступенчатый изгиб

Рисунок 1-18 Z-образная форма ступенчатый изгиб

VI. Гибка на листогибочном станке

Существует две категории гибочных станков: обычные гибочные станки и Гибка с ЧПУ станки. Гибочные станки с ЧПУ обычно используются для гибка листового металла в коммуникационных устройствах из-за необходимости высокой точности и неправильной формы изгиба.

Основной принцип работы станка заключается в формировании детали из листового металла с помощью верхней формы, которая представляет собой гибочный пуансон, и нижней формы, которая является V-образным штампом.

Преимущества:

  • Удобный зажимТочное позиционирование и высокая скорость обработки.

Недостатки:

  • Ограниченный изгибающее усилиеПри этом можно выполнять только простую формовку, а эффективность низкая.

1. Основные принципы формирования

Основной принцип формовки показан на рисунке 1-19:

Рисунок 1-19 Основной принцип формирования

Рисунок 1-19 Основной принцип формирования

Ниже перечислены два основных компонента гибочного станка:

1. Нож для гибки (верхний штамп)

Внешний вид гибочных ножей показан на рис. 1-20. Их форма в основном определяется формой заготовки.

Как правило, в инструментах для обработки имеется большой выбор гибочных ножей. Специализированные производители могут даже изготовить на заказ множество уникальных форм и спецификаций для решения сложных задач гибки.

2. Нижний штамп

V-образная форма нижнего штампа обычно определяется как V=6t (где t - толщина материала).

На процесс гибки влияют различные факторы, такие как радиус дуги верхнего штампа, свойства материала, его толщина, прочность нижнего штампа и размер V-образного отверстия в нижнем штампе.

Чтобы удовлетворить различные требования к продукции, производители стандартизировали гибочные штампы, обеспечивая при этом безопасность гибочного станка.

Фундаментальное знание имеющихся гибочных штампов имеет решающее значение в процессе проектирования конструкций.

На рисунке 1-20 верхний штамп показан слева, а нижний - справа.

Рисунок 1-20 Схематическая диаграмма листогибочный пресс пуансон и матрица

Основной принцип процесс гибки последовательность:

  • Изгиб изнутри наружу.
  • Сгибание от мала до велика.
  • Сначала согните специальную форму, затем общую.
  • После завершения предыдущего процесса он не должен влиять на последующие процессы или мешать им.
Последовательность сгибания

Формы гибки, обычно встречающиеся на аутсорсинговых фабриках, в общем виде показаны на рисунке 1-21.

Рисунок 1-21 Форма гибки листогибочного станка

Рисунок 1-21 Форма изгиба листогибочный пресс машина

2. Радиус изгиба

Радиус изгиба - важнейший фактор, который необходимо учитывать при гибке листового металла. Очень важно выбрать подходящий радиус изгиба, который не должен быть ни слишком большим, ни слишком маленьким.

Если радиус изгиба слишком мал, это может привести к образованию трещин при изгибе, а если слишком велик - к рикошету. В таблице 1-9 показан предпочтительный радиус изгиба (внутренний радиус изгиба) для различных материалов с разной толщиной.

МатериалОтожженное состояниеСостояние закалки при холодной обработке
Соответствующее положение направления линии изгиба и направления волокна
вертикальныйпараллельновертикальныйпараллельно
08,100.1t0.4 t0.4 t0.8 t
15,200.1 t0.5 t0.5 t1.0 t
25,300.2 t0.6 t0.6 t1.2 t
45,500.5 t1.0 t1.0 t1.7 t
65Mn1.0 t2.0 t2.0 t3.0 t
Алюминий0.1 t0.35 t0.5 t1.0 t
Медь0.1 t0.35 t1.0 t2.0 t
Мягкая латунь0.1 t0.35 t0.35 t0.8 t
Полутвердая латунь0.1 t0.35 t0.5 t1.2 t
Фосфористая бронза----1.0 t3.0 t

Примечание: t - это толщина листа, указанная в таблице.

Обратите внимание, что данные, представленные в таблице 1-9, приведены исключительно в справочных целях и не должны рассматриваться как окончательные. В реальной практике большинство производителей используют гибочные ножи с закругленным углом 0,3, и лишь немногие - с закругленным углом 0,5.

Поэтому внутренний радиус изгиба наших листовых деталей обычно составляет 0,2. Хотя этого радиуса достаточно для обычных листов из низкоуглеродистой стали, антикоррозийных алюминиевые пластинылатунные и медные пластины, он может не подойти для высокоуглеродистой стали, твердого алюминия и сверхтвердого алюминия. В этих случаях закругление угла на 0,2 может привести к поломке или растрескиванию внешнего угла.

3. Отскок при изгибе

Рисунок 1-22 Диаграмма изгиба и отскока

Рисунок 1-22 Диаграмма изгиба и отскока

1) Угол отскока Δα=b-a

В формуле:

  • b - фактический угол наклона заготовки после отскока;
  • a - угол наклона пресс-формы.

2) Величина угла отскока

Угол отскока при воздушном изгибе 90° показан в таблице 1-10.

Таблица 1-10 Угол отскока при 90-градусном воздушном изгибе

Материалр/тТолщина t (мм)
<0.80.8~2>2
Низкоуглеродистая сталь<1
Латунь σb=350 МПа1~5
Алюминий, цинк>5
Среднеуглеродистая сталь σb=400-500 МПа<1
Твердая желтая медь σb=350-400МПа1~5
Твердая бронза σb=350-400МПа>5
Высокоуглеродистая сталь σb>550 МПа<1
1~5
>512°
  • Факторы, влияющие на отскок, и меры по снижению отскока.

Величина угла отскока прямо пропорциональна пределу текучести материала и обратно пропорциональна модулю упругости, E. Поэтому при работе с деталями из листового металла, требующими высокой точности, рекомендуется использовать низкоуглеродистую сталь вместо высокоуглеродистой или нержавеющей стали, чтобы уменьшить отскок.

Важно понимать, что степень деформации уменьшается по мере уменьшения относительного радиус изгиба, r/t, увеличивается. И наоборот, угол отскока, Δα, увеличивается при уменьшении относительного радиуса изгиба, r/t.

Для достижения более высокой точности рекомендуется выбирать небольшой радиус изгиба при проектировании закругленных углов сгибов листового металла. По возможности избегайте использования больших дуг, как показано на рис. 1-23, поскольку их сложно изготавливать и контролировать качество.

Рисунок 1-23 Слишком большая дуга металлического листа

Рисунок 1-23 Слишком большая дуга металлического листа

4. Расчет минимального края изгиба

Начальное состояние изгиба L-образной формы показано на рис. 1-24:

Рисунок 1-24 Г-образный изгиб

Рисунок 1-24 Г-образный изгиб

Одним из решающих факторов здесь является ширина "B" нижней части формы.

Процесс гибки и прочность формы требуют минимальной ширины формы для различных толщин материала. Если ширина меньше этого значения, могут возникнуть такие проблемы, как несоосность изгибов или повреждение пресс-форм.

Практический опыт показывает, что зависимость между минимальной шириной формы и толщиной материала может быть выражена следующим уравнением:

Bмин = kT ①

Где Bмин минимальная ширина формы, T - толщина материала, а k = 6 при расчете минимальной ширины формы.

В настоящее время производители обычно используют следующие спецификации ширины пресс-формы:

4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25

На основании вышеприведенной зависимости можно определить минимальную ширину пресс-формы, необходимую для гибки материала различной толщины. Например, при гибке материала толщиной 1.Толщина 5 мм пластины, B = 6 * 1,5 = 9. Из приведенного выше ряда ширины пресс-формы вы можете выбрать нижнюю ширину пресс-формы 10 мм или 8 мм.

Из диаграммы состояния исходного изгиба ясно, что край изгиба не может быть слишком коротким. В сочетании с минимальной шириной пресс-формы уравнение для определения самой короткой кромки изгиба имеет вид:

Lмин = 1/2 (Bмин + Δ) + 0.5 ②

Где Lмин кратчайший край изгиба, Bмин минимальная ширина формы, а Δ - коэффициент изгиба листа.

При гибке листа толщиной 1,5 мм кратчайший край изгиба Lмин = (8 + 2,5) / 2 + 0,5 = 5,75 мм (включая толщину пластины).

Рисунок 1-25 Минимальная ширина матрицы

Рисунок 1-25 Минимальная ширина матрицы

Таблица 1-11: Внутренний радиус изгиба холоднокатаный стальной лист справочная таблица материала R и минимальной высоты изгиба

Нет.ТолщинаV открытиеРадиус пуансона RМинимальная высота изгиба
10.540.23
20.640.23.2
30.850,8 или 0,23.7
4161 или 0,24.4
51.28(or 6)1 или 0,25,5( или 4,5)
61.510(or 8)1 или 0,26,8( или 5,8)
72121,5 или 0,58.3
82.516( или 14)1,5 или 0,510,7( или 9,7)
93182 или 0,512.1
103.520213.5
11425316.5

Примечание:

Минимальная высота изгиба определяется толщиной материала.

Для острых V-образных изгибов самый короткий изгиб должен быть увеличен на 0,5.

Когда гибка алюминия или нержавеющей стали, минимальная высота изгиба может несколько отличаться. В частности, алюминиевая пластина требует меньшей высоты изгиба, а нержавеющая стальная пластина потребуется больший размер. Пожалуйста, обратитесь к таблице выше для получения подробной информации.

5. Минимальная высота изгиба для Z-образных изгибов  

На рисунке 1-26 показано начальное состояние Z-изгиба. Процессы Z-изгиба и L-изгиба имеют сходство и сталкиваются с проблемой минимального края изгиба. Однако кратчайшая кромка Z-изгиба больше, чем у L-изгиба, из-за структуры нижней матрицы. Для расчета минимальной кромки Z-изгиба используется формула:

Lмин=1/2(Bмин+Δ)+D + 0.5 + T   

Lмин обозначает кратчайший край сгиба, а Bmin - минимальную ширину пресс-формы. Δ представляет собой коэффициент изгиба листа, T означает толщину материала, а D - конструктивный размер нижнего штампа до края, который обычно превышает 5 мм.

Рисунок 1-26 Z-образный изгиб

Рисунок 1-26 Z-образный изгиб

Минимальный размер изгиба L для Z-образных отводов из листового металла различной толщины приведен в таблице 1-12 ниже:

Таблица 1-12 Минимальная высота Z-образный изгиб

НетТолщинаV открытиеРадиус пуансона RZ - высота изгиба L
10.540.28.5
20.640.28.8
30.850,8 или 0,29.5
4161 или 0,210.4
51.28(or 6)1 или 0,211,7( или 10,7)
61.510(or 8)1 или 0,213,3( или 12,3)
72121,5 или 0,514.3
82.516( или 14)1,5 или 0,518,2( или 17,2)
93182 или 0,520.1
103.520222
11425325.5

Помехи при изгибе

При вторичной гибке или гибке более высокого порядка часто возникает интерференция между заготовкой и инструментом. На рис. 1-27 черным цветом показана зона интерференции, которая может помешать успешной гибке или вызвать деформацию из-за интерференции.

Рисунок 1-27 Помехи при изгибе

Рисунок 1-27 Помехи при изгибе

Проблема вмешательства в процесс гибки листового металла не является сложной. Просто нужно понимать форму и размер гибочного штампа и избегать их при проектировании конструкции. На рис. 1-28 показаны формы поперечного сечения нескольких типичных гибочных штампов, которые подробно описаны в руководстве по пресс-формам для листового металла и имеют соответствующие сущности инструментов в библиотеке intralink.

При наличии неопределенности в конструкции можно провести прямое испытание на интерференцию при сборке с помощью инструмента по принципу, показанному на рисунке.

Рисунок 1-28 Гибочный нож

Рисунок 1-28 Гибочный нож

При выполнении нарезания отверстий с отбортовкой важно избегать слишком малого значения D (как показано на рис. 1-29). Минимальное значение D может быть рассчитано или построено на основе различных факторов, включая толщину материала, внешний диаметр сквозного отверстия, высоту фланцевого отверстия и выбранные параметры гибочного инструмента.

Например, если вы выполняете нарезание отверстий M4 на листе толщиной 1,5 мм, D должно быть больше 8 мм, чтобы предотвратить контакт гибочного инструмента с фланцем.

Рисунок 1-29 Отбортовка и нарезка отверстий

Рисунок 1-29 Изгиб отбортовка отверстий и постукивание

6. Минимальное расстояние между отверстием и продолговатым отверстием

На рис. 1-30 показано, что если край отверстия расположен слишком близко к линии гиба, то в процессе гибки форма отверстия может измениться, так как оно не сможет приспособиться. Чтобы этого не произошло, необходимо убедиться, что расстояние между краем отверстия и линией гиба больше или равно минимальному запасу отверстия, который равен X ≥ t + R.

Рисунок 1-30 Минимальное расстояние от круглого отверстия до края сгиба

Рисунок 1-30 Минимальное расстояние от круглого отверстия до загнутого края

Таблица 1-13 Минимальное расстояние от круглого отверстия до загнутого края

Толщина0.6~0.811.21.522.5
Минимальное расстояние X1.31.51.7233.5

На рис. 1-31 видно, что вытянутое отверстие расположено слишком близко к линии сгиба. Следовательно, в процессе сгибания материал не может быть надлежащим образом размещен, что приводит к деформации формы отверстия. Поэтому очень важно обеспечить, чтобы расстояние между краем отверстия и линия изгиба больше, чем минимальный запас отверстия, указанный в Таблице 1-14. Кроме того, радиус изгиба можно найти в таблице 1-9.

Рисунок 1-31 Минимальное расстояние от длинного круглого отверстия до края сгиба

Рисунок 1-31 Минимальное расстояние от длинного круглого отверстия до загнутого края

Таблица 1-14 Минимальное расстояние от длинного круглого отверстия до загнутого края

L<2626~50>50
Минимальное расстояние X2t+R2.5t+R3t+R

Для неважных отверстий они могут быть расширены до линия изгибакак показано на рисунке 1-32. Однако это имеет недостаток - ухудшение внешнего вида.

Рисунок 1-32 Улучшенная конструкция изгиба

Рисунок 1-32 Улучшенный гибочная конструкция

7. Специальная обработка, когда отверстие расположено близко к изгибу

Если расстояние между ближайшим к линии сгиба отверстием и отогнутым краем меньше минимально необходимого, после сгиба может возникнуть деформация. Чтобы удовлетворить требования к изделию, можно обратиться к таблице 1-15 для поиска возможных решений. Тем не менее, важно отметить, что эти методы не обладают достаточной технической точностью, и по возможности следует избегать конструктивного проектирования.

Таблица 1-15 Специальная обработка, когда отверстие расположено близко к изгибу

Нажатие на паз перед сгибанием

1) Прессование паза перед гибкой. В реальной конструкции, из-за необходимости структурного проектирования, фактическое расстояние меньше, чем указанное выше расстояние. Производитель обработки часто выполняет прессование паза перед гибкой, как показано на рис. 1-31. Недостаток: один дополнительный процесс необходим для обработки гибки, эффективность ниже, точность ниже, и в принципе, этого следует избегать, насколько это возможно.
Вырежьте отверстие или линию по линии сгиба
2) Вырезать отверстие или линию по линии сгиба: когда линия сгиба не влияет на внешний вид заготовки или является приемлемой, тогда используют вырезание отверстий для улучшения техники. Недостатки: влияет на внешний вид. А при вырезании линии или вырезании узкого паза, как правило, необходимо вырезать с помощью лазерного станка.
Доведение до проектного размера после сгибания на краю отверстия у линии сгиба
3) Доработка до проектного размера после сгибания на краю отверстия вблизи линии сгиба. Когда требуется запас отверстия, его можно обработать таким образом. Как правило, такое удаление вторичного материала не может быть выполнено на пробивной машине, а вторая резка может быть выполнена только на станок лазерной резкиПозиционирование затруднено, а стоимость обработки высока.
После сгибания
4) После сгибания, отверстие развертки процесс только имеет один или несколько отверстий пикселя к линии сгиба и расстояние меньше, чем минимальное расстояние отверстия.Когда внешний вид продукта строгий, для того, чтобы избежать рисунка во время сгибания, пиксель может быть выполнена в это время.Shrinkage лечения, то есть, вырезая небольшой концентрический круг (обычно Φ1.0) перед сгибанием, и развертки до первоначального размера после сгибания.Недостатки: многие проекты, низкая эффективность.
минимальная ширина верхнего штампа
5) Минимальная ширина верхнего штампа гибочной машины составляет 4,0 мм (текущая).Из-за этого ограничения, отверстие в гибочной части заготовки не должно быть меньше 4,0 мм.В противном случае, отверстие должно быть увеличено или использовать легко формируемый штамп для выполнения гибки.Недостатки: низкая эффективность в изготовлении легкой формы, низкая эффективность в производстве легкой формы; рассверливание влияет на внешний вид.

Технологические отверстия, технологические пазы и технологические notcheдля изогнутых деталей

При проектировании изгиба рекомендуется добавить технологическое отверстие, технологическую канавку или технологическую выемку перед заготовкой, если изгиб должен быть выполнен на внутренней стороне заготовки, как показано на рис. 1-33.

Рисунок 1-33 Добавление перфоратора, технологического процесса или технологической выемки

Рисунок 1-33 Добавление перфоратора, технологического отверстия или технологической выемки

  • D - диаметр технологического отверстия, d ≥ t;
  • Ширина надреза в процессе K, K ≥ t.
  • Не допускайте образования трещин или прорези:

При проектировании гнутых деталей для предотвращения разрывов и деформации краев обычно необходимо создавать канавку для предотвращения трещин или прорезь. Это особенно важно, когда внутренний радиус изгиба составляет менее 60 градусов. Ширина прорези должна быть больше толщины материала (t), а глубина прорези должна быть не менее чем в 1,5 раза больше толщины материала. Как показано на рисунке 1-34, рисунок b считается лучшим вариантом конструкции, чем рисунок a.

Рисунок 1-34 Изгиб листа с трещиной или щелью

Рисунок 1-34 Изгиб листа с трещиной или прорезью

Технологические пазы и отверстия должны быть правильно обработаны. Если внешний вид заготовок вызывает озабоченность и они видны с панели, угловые технологические отверстия для сгиба можно не делать (например, технологическая выемка не добавляется при обработке панели для сохранения единого стиля). Однако другие сгибы должны включать угловое технологическое отверстие, как показано на рис. 1-35.

Рисунок 1-35 Технологическое отверстие для сгибания уголка

Рисунок 1-35 Технологическое отверстие для сгибания уголка

При разработке чертежей рекомендуется избегать обозначения зазора между пересечениями гибов в направлении 90 градусов, если нет особых требований. Неправильная маркировка зазора может повлиять на конструкцию производственного процесса. Обычно производители проектируют процесс с зазором 0,2-0,3, как показано на рис. 1-36.

Рисунок 1-36 зазор между притиркой изгиба

Рисунок 1-36 зазор между изгибом притирка

8. Сгибание при резком изменении положения

Область изгиба гнутой детали должна находиться вдали от участков с резкими изменениями формы детали. Расстояние L от линии изгиба до зоны деформации должно быть больше радиуса изгиба (r), то есть L ≥ r, как показано на рис. 1-37.

Рисунок 1-37 Зона изгиба должна избегать места резкого изменения детали

Рисунок 1-37 Зона изгиба должна избегать места резкого изменения детали

9. Одноразовая подшивка

Метод подшивки: Лист сначала сгибается под углом 30 градусов с помощью гибочного штампа, как показано на рис. 1-38, а затем согнутая сторона расплющивается.

Рисунок 1-38 Метод подшивания

Рисунок 1-38 Метод подшивания

Минимальный размер кромки сгиба, "L", на рисунке 1-38 составляет 0,5t, где "t" представляет собой толщину материала, в соответствии с минимальным размером кромки с одним изгибом, описанным выше. Метод "штампованной мертвой кромки" обычно используется для таких материалов, как нержавеющая сталь, оцинкованный листи алюминиево-цинковых пластин. Однако не следует использовать детали с гальваническим покрытием, так как это может привести к попаданию кислоты в место подшивки.

10. изгиб на 180°

Метод сгибания на 180 градусов: Как показано на рис. 1-39, сначала согните пластину под углом 30 градусов с помощью ножа для сгибания под углом 30 градусов. Затем выпрямите край сгиба и, наконец, удалите подложку.

Рисунок 1-39 Метод изгиба на 180 градусов

Рисунок 1-39 Метод изгиба на 180 градусов

Минимальный размер края сгиба (L) на рисунке равен минимальному размеру края сгиба одного сгиба плюс толщина материала (t). Высота (H) должна быть выбрана из широко используемых размеров пластин, таких как 0,5, 0,8, 1,0, 1,2, 1,5 или 2,0. Обычно не рекомендуется выбирать высоту, превышающую эти значения.

11. Тройное складывание подшивка

Как показано на рис. 1-40, сначала согните форму, а затем загните край. При проектировании учитывайте размеры каждого компонента, чтобы гарантировать, что на каждом этапе процесса будет соблюден минимальный размер сгиба, что позволит избежать необходимости в дополнительной последующей обработке.

Рисунок 1-40 Подшивка тройной складкой

Рисунок 1-40 Подшивка тройной складкой

Таблица 1-16 Минимальный размер несущей кромки, необходимый для окончательного выравнивания кромки сгиба

Толщина0.50.60.81.01.21.52.02.5
Размер несущей кромки L4.04.04.04.04.54.55.05.0

VII. Советы по безопасности и лучшие практики

При работе с листогибом приоритет безопасности и следование передовым отраслевым практикам имеют первостепенное значение для минимизации рисков несчастных случаев и обеспечения эффективности производства. Приведенные ниже комплексные рекомендации касаются важнейших аспектов безопасности на рабочем месте, обработки материалов и оптимизации процессов:

Средства индивидуальной защиты (СИЗ): Обязательно используйте соответствующие СИЗ, включая защитные очки с боковыми стеклами, перчатки, устойчивые к порезам, защитную обувь со стальными носками и средства защиты органов слуха. При работе с тяжелыми материалами или на высоте необходимо использовать защитные каски. При работе с оцинкованными или покрытыми металлами могут потребоваться средства защиты органов дыхания от вредных испарений.

Охрана станков и системы безопасности: Убедитесь, что все листогибочные и гибочные станки оснащены надлежащими защитными механизмами, включая световые завесы, двуручные пульты управления или устройства, определяющие присутствие. Регулярно проверяйте и обслуживайте эти системы безопасности, чтобы гарантировать их эффективность в предотвращении несчастных случаев.

Эргономические соображения: Внедрите эргономические решения, чтобы снизить риск получения травм от повторяющихся нагрузок. К ним могут относиться регулируемые по высоте рабочие места, приспособления для перемещения материалов и надлежащее обучение технике подъема. При работе с крупными или тяжелыми деталями используйте механические подъемные устройства или процедуры группового подъема.

Обслуживание инструментов и оборудования: Установите строгий график профилактического обслуживания для всего гибочного оборудования, штампов и оснастки. Регулярные осмотры, чистка и смазка очень важны для предотвращения неисправностей, которые могут привести к несчастным случаям или проблемам с качеством. Ведите подробные журналы технического обслуживания и оперативно устраняйте любые выявленные проблемы.

Комплексное обучение сотрудников: Разработайте и внедрите программу всестороннего обучения, охватывающую:

  • Безопасная эксплуатация гибочного оборудования и сопутствующих инструментов
  • Техника и ограничения при работе с материалами
  • Распознавание и уменьшение потенциальных опасностей
  • Экстренные процедуры и первая помощь
  • Правильное использование и обслуживание СИЗ

Выбор и обработка материалов:

  • Выбирайте материалы с учетом их механических свойств, формуемости и пригодности для предполагаемого применения. При выборе листового металла для гибки учитывайте такие факторы, как предел текучести, предел прочности на растяжение и удлинение.
  • При работе со сложными материалами, такими как высокопрочные стали или титановые сплавы, ознакомьтесь с рекомендациями по гибке конкретного материала, чтобы избежать проблем с пружиной или трещин.
  • Выполняйте надлежащие процедуры хранения и обращения, чтобы предотвратить повреждение или ухудшение свойств материала, которые могут повлиять на характеристики изгиба.

Оптимизация процессов:

  • Использование программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD) и анализа методом конечных элементов (FEA) для моделирования операций гибки и оптимизации последовательности изгибов, минимизируя концентрацию напряжений и потенциальные дефекты.
  • Для точной гибки используйте листогибочные прессы с ЧПУ и системы измерения углов для обеспечения точности и повторяемости.
  • Внедрение принципов бережливого производства для оптимизации рабочего процесса, сокращения объемов обработки материалов и минимизации потенциальных угроз безопасности.

Организация рабочего пространства:

  • Применяйте принципы 5S (сортировка, наведение порядка, блеск, стандартизация, поддержание) для поддержания чистоты и порядка на рабочем месте.
  • Четко обозначьте пешеходные дорожки, складские помещения и рабочие места, чтобы избежать заторов и опасности споткнуться.
  • Обеспечьте надлежащую вентиляцию и освещение во всех рабочих зонах, чтобы улучшить видимость и снизить утомляемость.

Контроль качества и постоянное совершенствование:

  • Внедрите надежную систему контроля качества, включая проверки в процессе производства и проверку готовой продукции.
  • Поощряйте культуру постоянного совершенствования, когда работники имеют возможность выявлять и сообщать о потенциальных угрозах безопасности или неэффективности процессов.
  • Регулярно пересматривать и обновлять протоколы безопасности и передовые практики с учетом отраслевых стандартов, технологических достижений и уроков, извлеченных из близких к провалу инцидентов или несчастных случаев.

Тщательное соблюдение этих правил техники безопасности и передовых методов позволяет выполнять операции по гибке листового металла с высоким уровнем профессионализма, эффективности и, самое главное, безопасности. Такой комплексный подход не только защищает работников, но и способствует повышению качества продукции и общему производственному совершенству.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

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.

Вам также может понравиться
Мы выбрали их специально для вас. Читайте дальше и узнавайте больше!
Как использовать отверстие для гибки листового металла

Изготовление отверстий для гибки листового металла: Руководство по эксплуатации

Вы когда-нибудь задумывались, почему ваши проекты из листового металла иногда неловко гнутся или трескаются? В этой статье рассказывается о важнейшей роли отверстий в листовом металле при гибке. Вы узнаете, как эти отверстия...
Неиндентационная гибка - технология и применение штампов

Гибка листового металла без разметки: Советы и решения

Представьте себе, что вы сгибаете листовой металл, не оставляя ни единого следа или царапины. В этой статье мы рассмотрим инновационные методы гибки листового металла без следов, которые позволяют решить такие проблемы, как трение, твердость материала и...

Закрытая гибка: Продвинутые методы работы с листовым металлом

Вы когда-нибудь думали, что гибка листового металла может быть такой сложной? Закрытая гибка - важнейшая технология обработки листового металла - использует специализированные методы для достижения точных и прочных изгибов, не требуя профессионального...
Решения для гибки металла без маркировки

4 Техники гибки листового металла без разметки

Представьте себе, что вам удается добиться идеального сгибания листового металла без каких-либо следов или дефектов. В этой статье рассматриваются передовые методы, обеспечивающие безупречное качество поверхности при гибке металла. Вы узнаете об инновационных...
Припуски на изгиб деталей из листового металла

Точная гибка листового металла с помощью Solidworks Допуск на изгиб

Вы когда-нибудь задумывались, почему ваши проекты из листового металла не всегда идеально подходят друг к другу? Ключ к разгадке кроется в понимании припусков на изгиб. Эта концепция обеспечивает точную гибку и сокращает отходы материала. В этом...
Калькулятор гибки листового металла (бесплатно)

Калькулятор гибки листового металла (бесплатно)

Вы когда-нибудь задумывались, как различные материалы влияют на гибку листового металла? В этой интересной статье опытный инженер-механик делится своими знаниями о влиянии типов материалов, толщины и...
Калькулятор коэффициента K

Калькулятор коэффициента K для гибки листового металла (онлайн и бесплатно)

Вы испытываете трудности с проектированием точных деталей из листового металла? Раскройте секреты коэффициента K, важнейшего понятия в производстве листового металла. В этой статье наш эксперт, инженер-механик, объясняет...
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.