Гибка листового металла является ключевым этапом в производстве металла, и овладение расчетом изгибов необходимо для достижения точности и обеспечения качества готового продукта. Неправильные расчеты изгиба могут привести к искажению или неточной форме деталей, что может привести к отходам, переделке или дорогостоящим задержкам.
В этой статье описываются ключевые факторы, влияющие на расчеты изгиба листового металла, основные расчеты изгиба, такие как допуск на изгиб, вычет изгиба и плоская длина, а также инструменты и программное обеспечение, которые помогают в этом процессе.
6 ключевых факторов, влияющих на расчеты изгиба
Расчеты изгиба зависят от нескольких критических факторов, каждый из которых влияет на общую точность изгиба. К ним относятся:
- Тип материала: разные металлы ведут себя по-разному при изгибе. Такие материалы, как алюминий, нержавеющая сталь и мягкая сталь, имеют разную степень пластичности и эластичности, что может повлиять на величину растяжения или упругости, возникающих в процессе изгиба.
- Толщина материала: толщина материала напрямую влияет на то, насколько он будет растягиваться или сжиматься в процессе гибки. Более толстые металлы требуют большего усилия и могут демонстрировать большую упругость по сравнению с более тонкими металлами.
- Радиус изгиба: меньший радиус изгиба обычно приводит к большей нагрузке на материал, что может привести к растрескиванию, особенно в хрупких материалах. Радиус изгиба в идеале должен быть пропорционален толщине материала, чтобы обеспечить плавные изгибы без деформации.
- Угол изгиба: угол изгиба помогает определить, сколько материала потребуется для достижения желаемого конечного угла и формы.
- Упругость: после снятия силы изгиба материал обычно испытывает небольшую «упругость», заставляя его вернуться в положение, немного меньшее, чем угол, изначально примененный в процессе гибки. Это более заметно в материалах с более высокой эластичностью и должно учитываться в расчетах.
- Характеристики инструмента и машины: выбор инструмента, такого как пуансон и матрица, и машины, используемой для гибки, влияют на точность гибки. Геометрия инструмента и системы управления станка могут изменить конечные размеры изгиба.
Основные расчеты изгиба
Три основных расчета, необходимых для точной гибки листового металла, — это допуск на изгиб, вычет изгиба и плоская длина. Эти расчеты гарантируют, что перед процессом гибки будет подготовлена правильная длина материала.
1. Допуск на изгиб
Допуск на изгиб учитывает материал, растянутый в процессе гибки. Это дополнительная длина, необходимая для формирования изгиба, и она необходима для определения общей длины металла перед гибкой.
Формула допуска на изгиб: π/180×A×(R+K×T)
Где:
- R = Внутренний радиус изгиба
- K = K-фактор (константа, специфичная для материала, обычно от 0,3 до 0,5)
- T = Толщина материала
- A = Угол изгиба (в градусах)
2. Вычет изгиба
Вычет изгиба относится к длине, вычитаемой из плоской модели для компенсации материала, который «теряется» в процессе изгиба. Эта потеря происходит в основном из-за сжатия металла в месте изгиба. Это помогает компенсировать любую усадку или деформацию материала, которая происходит во время изгиба.
Формула вычета изгиба: 2(R+T)×tan(A/2)-BA
Где:
- R = Внутренний радиус изгиба
- BA = Допуск на изгиб
- T = Толщина материала
- A = Угол изгиба (в градусах)
3. Длина плоской части
Длина плоской части — это фактическая длина металлической полосы до ее изгиба. Важно определить эту длину, чтобы обеспечить правильное количество используемого материала, особенно при проектировании деталей, требующих множественных изгибов.
Формула длины плоской части: Длина A + Длина B + Допуск на изгиб
Инструменты и программное обеспечение для расчета изгиба
Доступно несколько передовых инструментов и программного обеспечения, которые помогут упростить процесс расчета изгиба, снизить вероятность ошибок и обеспечить большую точность при изготовлении листового металла.
Программное обеспечение для расчета изгиба
Существуют различные специализированные программы, которые могут автоматизировать расчеты изгиба, учитывая такие факторы, как тип материала, толщина, радиус изгиба и т. д. Вот некоторые примеры:
- SolidWorks: этот модуль позволяет проектировщикам создавать 3D-модели деталей из листового металла и автоматически рассчитывать допуски на изгиб, вычеты и длины плоских участков.
- AutoCAD: хотя инструменты проектирования листового металла AutoCAD в основном используются для 2D-чертежей, они могут помочь рассчитать развертки и включить допуски на изгиб.
- Программное обеспечение для листового металла Fagor Automation: это программное обеспечение предлагает инструменты для расчетов резки и гибки листового металла с учетом настроек станка и свойств материала.
Инструменты для испытания изгиба
Чтобы гарантировать точность расчета изгиба, производители могут использовать такие инструменты, как тестеры изгиба и измерители радиуса изгиба, чтобы физически измерить изгиб после его выполнения и сравнить его с ожидаемыми результатами.
Гибочные станки с ЧПУ
Многие современные гибочные станки с ЧПУ поставляются со встроенными системами расчета изгиба, что позволяет пользователям вводить спецификации материалов и автоматически настраивать параметры станка для оптимальной гибки. Эти машины учитывают пружинение материала, обеспечивая точную гибку с минимальной необходимостью ручной регулировки.