Какие участки заготовки выделяют по видам деформации в процессе гибки

Обновлено: 05.10.2024

Гибка - технологическая операция листовой штамповки, в результате которой из плоской или из изогнутой заготовки при помощи штампов получается изогнутая пространственная деталь.

Рис. 1. Различные формы деталей, получаемых при гибке

Гибка может быть одноугловая, двухугловая, четырехугловая и многоугловая (рис. 1, а-г). К гибке также относятся операции по закатке - завивке края на плоской заготовке, например при изготовлении разных оконных и дверных петель, хомутиков, незамкнутых трубочек и т. д. (рис. 1, д-ж).

Гибка может производиться одновременно и с другими операциями - отрезкой, вырубкой, пробивкой. Штамповку длинных и узких деталей из тонколистового материала с большим радиусом осуществляют гибкой с растяжением материала (рис. 1, з). Гибка производится на кривошипных (эксцентриковых) прессах, на горизонтально-гибочных машинах, на гидропрессах, а также на специальных гибочных станках-автоматах.

Рис. 2. Упрощенные эпюры нормальных напряжений в бруске

(полосе) при гибке: а- упруго-пластический изгиб; б- полностью

пластический изгиб без учета упрочнения металла; в- с учетом

упрочнения металла по диаграмме О ABC (у0- упругий участок);

г- полностью пластический изгиб с учетом упрочнения металла

В зависимости от характера деформаций, имеющих место по толщине изгибаемой заготовки на разных стадиях ее деформирования, различают упругий, упруго-пластический и пластический изгиб. Последние два вида изгиба могут быть без упрочнения и с упрочнением (рис. 2).

При гибке в зоне изгиба возникают вначале упругие, а затем пластические деформации, в результате чего заготовка получает большие прогибы, которые сохраняются и после снятия внешних нагрузок.

Рис. 3. Деформация металла при изгибе (00 - нейтральный слой)

Установлено, что деформация заготовки происходит вблизи углов гибки - очагов деформации (рис. 3). В процессе гибки слои (волокна) металла, расположенные у внутренней поверхности (со стороны пуансона с меньшим радиусом кривизны) аа, испытывают сжатие в продольном направлении и растяжение в поперечном, а слои, расположенные у внешней поверхности (со стороны матрицы с большим радиусом кривизны) bb-растяжение в продольном направлении и сжатие в поперечном. Между растянутыми и сжатыми слоями находится нейтральный слой 00, не изменяющийся по длине, положение которого определяется радиусом кривизны р (рис. 4). Кроме того, при гибке, особенно толстого материала, ширина полосы у наружной (растянутой) поверхности уменьшается, а у внутренней увеличивается - происходит уширение заготовки.

В зависимости от отношения внутреннего радиуса r изгибаемой заготовки к ее толщине s в металле возникает различное напряженно-деформированное состояние. При r/s > 5 деформация металла происходит в условиях линейного изгиба, а при r/s 3s) - объемно-напряженное и плоско-деформированное состояние, вследствие появления поперечного напряженин σz (рис. 52, б). Последнее возникает потому, что при гибке широких полос поперечная деформация вдоль линии изгиба (поперек полосы) затруднена. Часто для оформления четкого угла при гибке применяют калибрующий (чеканящий) удар. В этом случае напряженное состояние деформированного металла резко меняется. Во всех местах, находящихся под давлением пуансона, возникает объемное напряженное состояние всестороннего неравномерного сжатия.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Гибка деталей — одна из наиболее распростра­ненных слесарных операций. Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инстру­менте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).

Гибка представляет собой слесарную операцию, при выполнении которой заготовка приобретает за­данную форму. В местах изгиба заготовки волокна, находящиеся ближе к наружной поверхности, испы­тывают деформацию растяжения, а волокна, распо­ложенные ближе к внутренней поверхности изгибае­мой заготовки, испытывают деформацию сжатия. В средней части заготовки волокна металла находятся в равновесном состоянии (не деформируются). По этой средней части заготовки проходит так называе­мая нейтральная линия; по ней и ведется расчет дли­ны развернутой заготовки для гибки. В практике сле­сарной обработки встречается много случаев гибки заготовок из полосового, листового, пруткового и профильного металла.

Сущность гибки заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на какой-либо заданный угол. Происходит это следую­щим образом: на заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения и, если эти напряжения не превышают предел упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, яв­ляется упругой и по снятии нагрузки заготовка при­нимает первоначальный вид (выпрямляется).

Однако при гибке необходимо добиться, чтобы заготовка после снятия нагрузки сохранила придан­ную ей форму, по­этому напряжения изгиба должны превышать предел упругости и дефор­мация заготовки в этом случае будет уже пластической, при этом внутренние слои заго­товки подвергаются сжатию и укорачиваются, наруж­ные слои подвергают растяжению и длина их увели­чивается. В то же время средний слой заготовки — нейтральная линия — не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 47). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины пря­мых участков (полок), длины укорачивания заготов­ки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.


Гибка - одна из наиболее распространенных операций по изготовлению листового металла. Этот метод, также известен как прессование, отбортовка, гибка штампа, фальцовка и окантовка, этот метод используется для деформации материала до угловой формы.

Это достигается за счет приложения силы к заготовке. Сила должна превышать предел текучести материала для достижения пластической деформации. Только так можно получить стойкий результат в виде изгиба.

Какие методы гибки наиболее распространены? Как пружинистость влияет на изгиб? Что такое k-фактор? Как рассчитать допуск на изгиб?

Все эти вопросы обсуждаются в этом посте вместе с некоторыми советами по гибке.

Методы гибки:

Существует довольно много различных методов гибки. У каждого есть свои преимущества. Обычно возникает дилемма между стремлением к точности или простоте, в то время как последняя находит все большее применение. Более простые методы более гибкие и, что наиболее важно, для получения результата требуется меньше различных инструментов.

V-образный изгиб:

Приведенная ниже таблица поможет вам определить минимальную длину фланца b (мм) и внутренний радиус ir (мм) в зависимости от толщины материала t (мм). Вы также можете увидеть ширину матрицы V (мм), которая необходима для таких характеристик. Для каждой операции нужен определенный тоннаж на метр. Это также показано в таблице. Вы можете видеть, что более толстые материалы и меньшие внутренние радиусы требуют большей силы или тоннажа. Выделенные параметры являются рекомендуемыми спецификациями для гибки металла.


График силы изгиба

Допустим, у меня есть лист толщиной 2 мм, и я хочу его согнуть. Для простоты я также использую внутренний радиус 2 мм. Теперь я вижу, что минимальная длина фланца для такого изгиба составляет 8,5 мм, поэтому я должен учитывать это при проектировании. Требуемая ширина матрицы составляет 12 мм, а тоннаж на метр - 22. Самая низкая общая производительность стенда составляет около 100 тонн. Линия гибки моей заготовки составляет 3 м, поэтому общая необходимая сила составляет 3 * 22 = 66 тонн. Таким образом, даже простой верстак, с достаточным количеством места, чтобы согнуть 3-метровые листы, подойдет.

Тем не менее, нужно помнить об одном. Эта таблица применима к конструкционным сталям с пределом текучести около 400 МПа. Если вы хотите согнуть алюминий , значение тоннажа можно разделить на 2, так как для этого требуется меньше усилий. С нержавеющей сталью происходит обратное - требуемое усилие в 1,7 раза больше, чем указано в этой таблице.

Нижнее прессование:

При нижнем прессовании, пуансон прижимает металлический лист к поверхности матрицы, поэтому угол матрицы определяет конечный угол заготовки. Внутренний радиус скошенного листа зависит от радиуса матрицы.

По мере сжатия внутренней линии требуется все большее усилие для дальнейшего манипулирования ею. Нижнее прессование позволяет приложить это усилие, так как конечный угол задан заранее. Возможность приложить большее усилие уменьшает пружинящий эффект и обеспечивает хорошую точность.


Разница углов учитывает эффект пружинящего отката

При нижнем прессовании важным этапом является расчет отверстия V-образной матрицы.

Ширина проема V (мм)
Метод / Толщина (мм) 0,5…2,6 2,7…8 8,1…10 Более 10
Нижнее прессование 6т 8т 10т 12т
Свободная гибка 12. 15т
Чеканка 5т

Экспериментально доказано, что внутренний радиус составляет около 1/6 ширины проема, что означает, что уравнение выглядит следующим образом: ir = V/6.

Воздушная гибка:

Частичная гибка, или воздушная гибка, получила свое название от того факта, что обрабатываемая деталь фактически не касается деталей инструмента полностью. При частичном гибе заготовка опирается на 2 точки, и пуансон толкает изгиб. По-прежнему обычно выполняется на листогибочном прессе, но при этом нет фактической необходимости в боковом штампе.


Воздушная гибка дает большую гибкость. Допустим, у вас есть матрица и пуансон на 90°. С помощью этого метода вы можете получить результат от 90 до 180 градусов. Хотя этот метод менее точен, чем штамповка или чеканка, в его простоте и заключается его прелесть. В случае, если нагрузка ослабнет, и упругая отдача материала приведет к неправильному углу, его легко отрегулировать, просто приложив еще немного давления.

Конечно, это результат меньшей точности по сравнению с нижним прессованием. В то же время большим преимуществом частичной гибки является то, что для гибки под другим углом не требуется переналадка инструмента.

Чеканка:

Раньше чеканка монет была гораздо более распространена. Это был практически единственный способ получить точные результаты. Сегодня техника настолько хорошо контролируема и точна, что такие методы больше не используются.

Чеканка при гибке дает точные результаты. Например, если вы хотите получить угол в 45 градусов, вам понадобятся пуансон и матрица с точно таким же углом. Не о чем беспокоиться.

Почему? Потому что штамп проникает в лист, вдавливая углубление в заготовку. Это, наряду с большим усилием (примерно в 5-8 раз больше, чем при частичной гибке), гарантирует высокую точность. Проникающий эффект также обеспечивает очень маленький внутренний радиус изгиба.

U-образная гибка:

U-образная гибка в принципе очень похожа на V-образную. Есть матрица и пуансон, на этот раз они имеют U-образную форму, что приводит к аналогичному изгибу. Это очень простой способ, например, гибки стальных U-образных каналов, но он не так распространен, поскольку такие профили также можно производить с использованием других, более гибких методов.

Ступенчатая гибка:

Ступенчатая гибка - это, по сути, многократная V-гибка. Этот метод, также называемый гибовкой вразбежку, использует множество последовательных V-образных изгибов для получения большого радиуса заготовки. Окончательное качество зависит от количества изгибов и шага между ними. Чем их больше, тем более гладким будет результат.

Валковая гибка:

Валковая гибка используется для изготовления труб или конусов различной формы. При необходимости может также использоваться для изгибов с большим радиусом. В зависимости от мощности машины и количества рулонов можно выполнять один или несколько изгибов одновременно.

При этом используются два приводных ролика и третий регулируемый. Этот ролик движется за счет сил трения. Если деталь необходимо согнуть с обоих концов, а также в средней части, требуется дополнительная операция. Это делается на гидравлическом прессе или листогибочном станке. В противном случае края детали получатся плоскими.

Гибка с вытеснением:


При гибке с вытеснением листовой металл зажимается между прижимной подушкой и штампом для протирания. Форма штампа для протирки, расположенного внизу, определяет угол получаемого изгиба. После того, как металлический лист был надежно зажат, перфоратор опускается на свисающий конец металлического листа, заставляя его соответствовать углу протирочной матрицы. Конечным результатом обычно является чеканка металлического листа вокруг протирочного штампа.

Ротационная гибка:

Другой способ - ротационная гибка, она имеет большое преимущество перед гибкой вытеснением или V-образной гибкой - она не царапает поверхность материала. На самом деле, существуют специальные полимерные инструменты, позволяющие избежать каких-либо следов от инструмента, не говоря уже о царапинах. Ротационные гибочные станки также могут сгибать более острые углы, чем 90 градусов. Это очень помогает с общими углами.

Наиболее распространенный метод - с двумя валками, но есть также варианты с одним валком. Этот метод также подходит для производства U-образных каналов с близко расположенными фланцами, так как он более гибкий, чем другие методы.

Возврат при сгибе:

При сгибании заготовка естественным образом немного отскакивает после подъема груза. Следовательно, эту величину необходимо компенсировать при изгибе. Заготовка изгибается под необходимым углом, поэтому после упругого возврата она принимает желаемую форму.


Еще один момент, о котором следует помнить, - радиус изгиба. Чем больше внутренний радиус, тем больше пружинящей эффект. Острый пуансон дает маленький радиус и снимает пружинящий эффект.

В результате, на внутренней стороне труднее достичь постоянной деформации. Это означает, что сжатый слой не деформируется окончательно и пытается восстановить свою прежнюю форму после снятия нагрузки.

Допуск на изгиб

Если вы проектируете гнутые детали из листового металла в программе CAD, которая имеет специальную среду для работы с листовым металлом, используйте ее. Она существует не просто так. При выполнении изгибов она учитывает спецификации материалов. Вся эта информация необходима при изготовлении плоского шаблона для лазерной резки.


Длина дуги нейтральной оси должна использоваться для расчета развертки.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Читайте также: