Расчет разворачивания листового металла: Исчерпывающее руководство | MachineMFG

Формула длины разработки листового металла (размер заготовки)

0
(0)

Первым шагом в процессе изготовления листового металла является развертка геометрических форм и цельного тела. Точность и правильность разворачивания образца напрямую влияет на качество конечной детали.

В прошлом, в связи с ограниченностью средств расчета, люди использовали метод проекции, увеличивая образец на плоскости с соотношением 1:1 и измеряя реальную длину требуемой линии плана.

Однако этот метод сложен и неэффективен и не может удовлетворить современные потребности производства.

С развитием вычислительных инструментов, таких как электронные калькуляторы и широкое распространение компьютеров, листовой металл Теперь разворачивание можно выполнять расчетными методами.

Чтобы стандартизировать метод расчета коэффициента разгибания листового металла техническими специалистами, минимизировать отклонения размеров изделий после гибки, а также облегчить самоконтроль персонала цеха и повторный контроль инспекторами качества, существует единый стандарт и основа для коэффициента разгибания.

В результате стандарт расчета коэффициента разворачивания листового металла становится все более стандартизированным.

Метод разворачивания нейтрального слоя

В процесс гибкиВнешний слой испытывает растягивающее напряжение, а внутренний - сжимающее. Переходный слой между растягивающими и сжимающими напряжениями называется нейтральным слоем. Длина нейтрального слоя при изгибе остается такой же, как и до изгиба, что делает его эталоном для определения длины развернутой гнутой детали.

Схематическая диаграмма нейтрального слоя
Схематическая диаграмма нейтрального слоя

Расположение нейтрального слоя зависит от степени деформации.

Положение нейтрального слоя зависит не только от радиуса изгиба, толщины листа, коэффициента смещения внутрь и т.д., но и от таких факторов, как метод обработки, форма и размер листа.

Поэтому положение нейтрального слоя может быть определено лишь приблизительно, и в практических приложениях для расчетов обычно используются приблизительные значения.

Технологическая схема изготовления деталей из листового металла

Расчетная формула для размера длины L нейтрального слоя имеет вид:

L=L1+L2+Π(180°-β)(r+tk)/180°

Среди них,

Используя программное обеспечение 3D для моделирования и расчетов различных толщин, углов и радиусов, а также практику изготовления на месте, мы составили набор значений коэффициента K. Конкретные значения приведены в таблице 1.

Таблица 1: K-значения коэффициента нейтрального слоя

р/т≤050.60.811.21.31.522.53.04.05.06.0≥8
k0260.280.300.320.330.340.360.380.390.40.420.440.460.5

Расчет быстрого разворачивания для изгибов 90°

Схема разворачивания для изгиба на 90° показана на рис. 9. В последние годы для расчета размеров разгибания мы используем 3D-программы, такие как CATIA и SOLIDWORKS для моделирования листового металла.

В результате многократных проверок было установлено, что при угле холодного изгиба плоского стального проката 90° формула для расчета развернутой длины L имеет следующий вид:

L = L1 + L2 - A

Где,

  • L1, L2 - длина прямых сегментов (мм);
  • A - величина компенсации (мм), т.е. величина вычета для одного изгиба, см. таблицу 2.

Таблица 2 Таблица параметров изгиба на 90°

Толщина
т/мм
Радиус настила r/мм
11.216225345681012
Компенсационное значение A мм
1-1.92-1.97-2.10-2.23-2.41-2.59-2.97-3.36-3.79-4.65-5.51-6.37
1.5-2.90-3.02-3.18-3.34-3.70-4.07-4.45-5.26-6.11-6.97
2-3.84-3.98-4.13-4.46-4.81-5.18-5.94-6.72-7.58
2.5-4.80-4.93-5.24-5.57-5.93-6.66-7.42-8.21
3-5.766.04-6.35-6.69-7.40-8.14-8.91
4-7.7-7.95-8.26-8.92-9.62-10.36
5-9.6-9.87-10.48-11.15-11.85
6-11.5-12.08-12.71-13.38
8-15.4-15.9-16.51
10-19.2-19.73
1223.01

Когда радиус изгиба велика, а угол изгиба мал, степень деформации низкая, а нейтральный слой находится близко к центру толщины листа.

Однако, когда радиус изгиба (R) становится меньше и угол изгиба (θ) увеличивается, степень деформации также возрастает, и нейтральный слой перемещается к внутренней стороне центра изгиба. Расстояние от нейтрального слоя до внутренней стороны листа обозначается λ, а толщина материала - T.

Основная формула для расчета длины разворота:

Длина разворачивания = внутренний размер материала + внутренний размер материала + величина компенсации.

Вы также можете использовать следующий калькулятор для расчета длины разворота листового металла:

Далее описываются алгоритмы разворачивания различных элементов изгиба по очереди.

Общий изгиб I

R = 0 мм, θ = 90° (Примечание: Если R ≤ 1,0 мм, то считается, что R = 0 мм).

L = A + B + K

  • Когда 0 < T ≤ 3 мм, K = 0
  • Когда 0,3 мм < T ≤ 5T, K = 0,4T

В реальном производстве гибочный верхний штамп может иметь угол R, или угол R может быть меньше 1 мм, или выбор нижний штампV-образный паз может быть большим, что, помимо прочих причин, приводит к небольшому коэффициенту изгиба. В результате коэффициент изгиба для каждой толщины пластины материала представлен в таблице 1 на основе фактических эмпирических значений.

Схема общего изгиба I

Рис. 1 Принципиальная схема общего изгиба I

Общее сгибание II

R ≠ 0 мм и θ = 90°

L = A + B + K (K - длина дуги нейтрального слоя)

  • Когда 0 < T ≤ 1,6 мм, λ = 0,5T
  • Когда 0 < T ≤ 1,6 мм, λ = 0,5T
  • Когда T > 1,6 мм, λ = 0,4T
Схема общего изгиба II

Рис. 2 Принципиальная схема общего изгиба II

Общее сгибание III

R = 0 мм, θ ≠ 90°

L = A + B + K'

  • Когда T ≤ 0,3 мм, K' = 0
  • Если T > 0,3 мм, K' = (θ/90° )×K

Примечание: K - величина компенсации при 90°.

Общее сгибание III

Общий изгиб IV

R ≠ 0 мм, θ ≠ 90°

L = A + B + K

 (K - длина дуги нейтрального слоя)

Общий изгиб IV диаграмма изгиба

Рис. 4 Общий изгиб IV диаграмма изгиба

Метод разворачивания эквивалентен методу параллельного прямого Z-складывания, а измерение высоты показано на рисунке 6.

Угол θ считается разворотом на 90°.

Для 0 < T ≤ 1,6 мм, λ равна 0,5T.

Если T больше 1,6 мм, λ равна 0,4T.

Z-изгиб

Z-Fold, также называемый Сгибание со смещениемВ зависимости от угла формовки различают гибки со смещением по прямому краю и гибки со смещением по скошенному краю, а метод обработки определяется высотой смещения.

Когда высота смещения, h, меньше толщины материала в 3,5 раза, офсетные штампы или сменные штампы используются для формовки.

Если высота смещения превышает 3,5 толщины материала, используется обычное позитивное и негативное формование.

Если длина скошенной кромки меньше толщины материала в 3,5 раза, для формовки используются офсетные или сменные штампы.

Если длина скошенного края превышает толщину материала в 3,5 раза, применяется обычная однополюсная и одноотрицательная фальцовка.

Z-складка 1 (прямой край смещение)

(1) Когда H < 3,5T, только тогда можно обрабатывать с помощью гибки со смещением.

L = A + B + H

(если H ≤ T, то компенсируйте 0,2 мм)

Схема смещения прямой кромки

Рис. 5 Схема смещения прямой кромки

(2) Непараллельное прямолинейное смещение

Метод расширения такой же, как и метод параллельного прямого Z-складывания, а значение высоты показано на рисунке 6.

Угол θ можно считать развернутым на 90°.

Схема непараллельного смещения прямой кромки

Рис. 6 Схема непараллельного смещения прямой кромки

(3) Смещение по прямой - переходный сегмент является касательной к двум дугам

При раскладывании материала с прямым смещением краев в точке касания двух круговых дуг на внешней поверхности подложки образуется вертикальная линия в точке касания двух круговых дуг. Затем материал смещается на одну толщину материала внутрь, как показано на рис. 7, для обработки и разворачивается с помощью метода Z-Fold 1 (Straight-Edge Offset).

Диаграмма смещения прямой - переходный сегмент является касательной к двум дугам окружности

Рис. 7 Диаграмма смещения прямой кромки - переходный сегмент является касательной к двум дугам окружности

Z-складка 2 (скос смещение)

Когда H < 2T, алгоритм разворачивания в соответствии с обработкой смещения выглядит следующим образом.

  • Когда θ ≤ 70°, L = A + B + C + 0,2
  • Если θ > 70°, разверните в соответствии с Z-фальцовкой 1 (со смещением прямых краев).
Диаграмма смещения скошенного края

Рис. 8 Схема смещения скошенного края

Обратное складывание и сплющивание

L = A + B - K

(1) При сплющивании следует рассмотреть возможность прессования линии перед сгибанием в зависимости от фактических условий.

Место запрессовки линии находится в центре зоны деформации при изгибе.

Схема обратного складывания и сплющивания

Рис. 9 Схема обратного складывания и сплющивания

Процессы обратного фальцевания и сплющивания обычно выполняются в два этапа: сначала материал сгибается на 30° с помощью вставного штампа, а затем сплющивается.

Поэтому при создании линия сгиба На развернутом чертеже необходимо проиллюстрировать линию сгиба, основанную на изгибе на 150°, как показано на рис. 9.

Таблица 1 Коэффициент изгиба пластин различной толщины при различных углах изгиба

УголТолщина/мм
11.21.51.82.5
45°5.36.37.89.513
50°4.55.46.88.111.25
55°44.75.87.059.75
60°3.44.15.16.158.5
65°33.64.55.47.5
70°2.653.244.756.6
75°2.352.83.54.255.9
80°2.12.53.13.755.25
85°1.92.252.83.354.65
90°1.722.534.15
95°1.51.82.22.73.75
100°1.351.622.43.35
105°1.21.41.752.153
110°1.11.31.622.65
115°11.251.41.72.35
120°0.8511.251.52.1
125°0.750.91.11.351.85
130°0.650.811.181.65
135°0.550.70.851.051.45
140°0.50.60.750.91.25
145°0.430.50.650.771.05
150°0.350.430.550.650.9
155°0.30.350.450.530.75
160°0.230.270.350.40.6
165°0.170.20.250.30.45

Nсложить

Метод N-кратной обработки включает в себя как перестроение, так и сплющивание, а алгоритм разворачивания представляет собой:

L = A + B + K

(K - длина дуги нейтрального слоя).

λ = 0,5T

N-кратная диаграмма

Рис.10 N-кратная диаграмма

Дуга (включая прямую кромку с одной стороны)

(1) Расширение дуги непосредственно K, и берется длина дуги нейтрального слоя. λ= 0.5T

(2) Расширение с прямой кромкой с одной стороны.

L = A + K

(k - длина дуги нейтрального слоя)

Схематическое изображение дугового изгиба

Рис. 11 Схематическая диаграмма дугового изгиба

Заключение

Детали из листового металла широко используются в электромеханической, легкой и автомобильной промышленности.

Развернутая форма деталей из листового металла является основным фактором, определяющим размер заготовки, который, в свою очередь, влияет на размер и форму заготовки.

Однако традиционные методы разворачивания деталей из листового металла становятся все более неадекватными для удовлетворения потребностей современного дизайна из-за их длительных циклов, низкой эффективности и низкого качества.

Для устранения этих недостатков в последние годы все чаще используются передовые системы автоматизированного проектирования.

Эти специализированные системы проектирования деталей из листового металла обладают широкими функциональными возможностями и позволяют значительно сократить время и усилия, необходимые для предварительного проектирования и создания деталей из листового металла.

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 “Sheet Metal Development Length Formula (Blank Size)”

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх