Расчет заготовки листа для гибки
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на гибочном производстве. Особенно это касается небольших цехов, которые обходятся средствами малой и средней механизации. Под малой и средней механизацией я подразумеваю использование ручных или полуавтоматических листогибов. Оператор суммирует длину полок, получает общую длину заготовки для требуемого изделия, отмеряет нужную длину, отрезает и.. после гибки получает неточное изделие. Погрешности размеров конечного изделия могут быть весьма значительными (зависит от сложности изделия, количества гибов и т.д.). Все потому, что при расчетах длины заготовки нужно учитывать толщину металла, радиус гибки, коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор). Именно этому и будет посвящена данная статья.
Честно говоря, произвести расчет размеров заготовки несложно. Нужно только понять, что нужно брать в расчет не только длины полок (прямых участков), но и длины криволинейных участков, получившихся ввиду пластических деформаций материала при гибке.
Таким образом, для расчета правильной длины заготовки (развертки детали), обеспечивающей после гибки получение заданных размеров, необходимо, прежде всего, понять, по какому варианту мы будем производить расчет.
| Вариант 1 | Вариант 2 |
| Lt = A + B + BA | Lt = A + B – BD |
| Lt – общая длина плоской заготовки; А и В – см. рисунок; ВА– припуск | Lt – общая длина плоской заготовки; А и В – см. рисунок; BD – вычет |
Таким образом, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1. Если же вам важна общая высота полки А, тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.
Вариант 1 (с припуском)
а) Определить К-фактор (см Справочную);
б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
в) Суммировать длины этих отрезков. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков – с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.
Так, например, для заготовки с одним гибом, формула будет выглядеть следующим образом:
Где X1 – длина первого прямого участка, Y1– длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Причем, нам придется считать длину каждой полки отдельно, прежде чем задавать точку перемещения заднего упора станка. Надеюсь, это понятно.
Таким образом, ход расчета будет следующим..
Y1 + BA1 + X1 + BA2 +..т.д
Длина формулы зависит от количества переменных.
Вариант 2 (с вычетом)
По моему опыту, это самый распространенный вариант расчетов для гибочных станков с поворотной балкой. Поэтому, давайте рассмотрим этот вариант.
Нам также необходимо:
а) Определить К-фактор (см таблицу).
б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
в) Рассчитать необходимые вычеты. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины вычетов – соответственно, вычитаются.
Здесь необходимо рассмотреть новое понятие – внешняя граница гибки.
Чтобы было легче представить, см рисунок:
Внешняя граница гибки – вот эта воображаемая пунктирная линия.
Так вот, чтобы найти длину вычета, нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.
Таким образом, формула длины заготовки по варианту 2:
Где Y2, X2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Вычет у нас (BD), как вы понимаете:
Внешняя граница гибки (OS):
И в этом случае также необходимо каждую операцию рассчитывать последовательно. Ведь нам важна точная длина каждой полки.
Схема расчета следующая:
(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) +.. и т.д.
Графически это будет выглядеть так:
И еще, размер вычета (BD) при последовательном расчете считать надо правильно. То есть, мы не просто сокращаем двойку. Сначала считаем весь BD, и только после этого получившийся результат делим пополам.
Надеюсь, что этой своей ремаркой я никого не обидел. Просто я знаю, что математика забывается и даже элементарные вычисления могут таить в себе никому не нужные сюрпризы.
На этом все. Всем спасибо за внимание.
Расчет длины развертки детали
Упрощенно развертка рассчитывается следующим образом:
Допустим, имеется деталь как на рисунке.
Считаем суммарно развертку по СРЕДНЕЙ линии….. примерно так :
Затем считаем гибы. У нас получается 6 гибов. Каждый гиб уменьшает длину развертки примерно на толщину материала. У нас деталь из листа 3 мм. Из полученной суммарной длины развертки (284 мм) вычитаем 3х6=18 мм …. Получаем длину развертки 284-18 = 266. Цифра достаточно эмпирическая , но позволяет достаточно точно посчитать размер.
Еще необходимо учесть следующее ограничение – минимальное расстояние между гибами или от гиба до края заготовки должно быть не менее 15 мм. Это технологическое ограничение листогиба. Можно и меньше, но это необходимо обсудить. Есть и другие ограничения, но это уже будем решать вместе.
Расчет разверток деталей из листа под углом N°
Сейчас мы рассмотрим развертку детали , поверхности которой гнутся под любым углом относительно друг друга.Здесь ничего сложного нет. Обычная геометрия. Школьная программа.Длина развертки Lр равняется сумме длин прямых участков и длины дуги соединяющей эти участки. Расчет ведется по средней линии толщины материала.Здесь нужно знать, что средняя линия это не просто толщина материала деленная на два. Это нейтральный слой между растянутыми и сжатыми волокнами , длина которого не изменяется при гибке. Радиус средней линии определяется по формуле
Rср = r + t * K
где каэффициент K определяется по таблице. Он зависит от отношения внутреннего радиуса гибки и толщины материала r/t
Lр = L1 + L2 + Lдуги
Lдуги = pi * G/180 * Rср
Как мы видим r/t (на рисунке r/s) равно1,5.Выбираем из таблицы 1,5 получаем K=0,441
Ну вот получилась прожка.Данный файл xlРасчет разверткиВы можете скачать прямо с сайта.Он сам все расчитает.Нужно только ввести размеры. Если хотите посмотреть как работают формулы,снимите защиту с листа.Пароля нет.
На любом гибочном производстве регулярно возникают ситуации, при которых необходимо произвести предварительный расчет для точной гибки металла. Зачастую необходимость в подобных вычислениях возникает в небольших цехах, располагающих ресурсами малой и средней механизации. Под малыми и средними ресурсами подразумевается применение полуавтоматических, или ручных листогибочных механизмов.
Ситуация может сложиться таким образом, что оператор, проведя сбор данных о длине полок, суммирует длину необходимых заготовок, производит их резку и после завершения этапа гибки в результате получает изделие, не соответствующее точным данным. В зависимости от степени сложности изготавливаемого изделия и количества произведенных гибов погрешности могут быть достаточно значительными.
Причина полученных неточностей может крыться в отсутствии учета таких показателей, как толщина используемого металла, радиус производимой гибки и так называемый К-фактор (коэффициент положения нейтральной линии).
Вот об этом и будет рассказано в этой статье.
На самом деле проведение расчетов необходимых размеров заготовки не составляет труда. Главное понимать, что для проведения расчетов требуется знать не только длину полок (именно прямых участков), но и учитывать длину криволинейных отрезков, образующихся в результате пластической деформации металла в процессе гибки.
Для этих целей можно воспользоваться специальными формулами из книг и ресурсов, которые будут указаны в конце статьи. Оттуда можно почерпнуть все необходимые сведения, прописанные там “умными людьми”.
Далее следует, что для правильного расчета развертки детали (длины заготовки), который позволит после гибки получить заготовку заданных размеров, необходимо понять правильный алгоритм проведения расчета.
Lt - общая длина плоской заготовки; А и В - см. рисунок; ВА - припуск
Lt - общая длина плоской заготовки; А и В - см. рисунок; ВD - вычет
Отсюда следует, что если требуется поверхность полки А без деформаций (если там вдруг потребуется просверлить отверстия), то производить расчет необходимо по варианту 1. Если имеется необходимость в расчете общей высоты полки А, то расчет производится по варианту 2.
Вариант 1 (с припуском)
Для этого потребуется:
- Определить К-фактор, основываясь на справочной информации;
- Разделить контур изгибаемой заготовки на элементы, которые будут представлять собой отрезки прямой и части окружности;
- Далее необходимо суммировать длины полученных отрезков. При этом суммирование прямых участков производится без изменений, а размеры криволинейных участков - с учетом деформации материала и, как следствие, смещения нейтрального слоя.
К примеру, для заготовки с одним гибом формула будет следующая:
Где X1 – длина первого прямого участка, Y1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
При этом следует учитывать, что длина каждой полки просчитывается по отдельности, прежде чем задавать точку перемещения заднего упора станка.
В этом случае расчет будет производиться следующим образом.
Y1 + BA1 + X1 + BA2 +. т.д.
Длина формулы зависит от количества переменных.
Вариант 2 (с вычетом)
Как показывает практика, это самый распространенный вариант проведения расчетов для проведения операции на гибочных станках с поворотной балкой
Для расчета по такому варианту нам потребуется:
- Определить К-фактор, основываясь на справочной информации;
- Разделить контур изгибаемой заготовки на элементы, которые будут представлять собой отрезки прямой и части окружности;
- Далее производятся соответствующие расчеты: длины прямых участков суммируются без изменения, а длины вычетов – соответственно, вычитаются.
В этом варианте возникает новое понятие: внешняя граница гибки, обозначенная на рисунке ниже пунктирной линией.
В этом случае для определения длины вычета нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.
Формула длины заготовки по варианту 2 выглядит следующим образом:
Где Y2, X2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Внешняя граница гибки (OS):
Как и в прошлых вариантах расчет каждой операции производится последовательно. Это позволит точно определить длину каждой полки.
(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) +.. и т.д.
Графически это будет выглядеть так:
Важный момент заключается в том, что размер вычета (BD) при последовательном расчете производить нужно правильно. Здесь не просто сокращается двойка. В начале высчитывается весь BD, а уже замет полученный результат делится пополам.
Читайте также: