Obliczanie siły gięcia podczas swobodnego gięcia giętarki do blach

W ostatnich latach giętarki krawędziowe do metalu znalazły szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, a zakres obróbki giętarek stale się poszerza. Jednak nie było systematycznej dyskusji na temat obliczania siły zginającej. Obecnie istnieją w przybliżeniu dwa rodzaje wzorów obliczania siły zginania zalecane w podręcznikach różnych producentów pras krawędziowych.

P - siła zginająca, KN;

S - grubość blachy, mm;

l - długość gięcia arkusza, m;

V - szerokość dolnego otworu matrycy, mm;

σb — wytrzymałość materiału na rozciąganie, MPa.

Zalecana przez producenta tabela parametrów siły zginania jest również obliczana według powyższego wzoru.

Proces wyprowadzenia i zakres zastosowania wzoru do obliczania siły zginającej

Rysunek 1 przedstawia schemat prac podczas gięcia blachy. Poniżej opisano proces wyprowadzenia wzoru obliczania siły zginającej oraz dwa dodatkowe warunki parametrów. Po pierwsze, takie zalecenia znajdują się w instrukcji produktu. W przypadku swobodnego gięcia wybrana dolna szerokość otworu matrycy V jest od 8 do 10 razy większa od grubości blachy S. Tutaj bierzemy pod uwagę współczynnik kształtu .

Rysunek 1 Schemat ideowy gięcia

P - siła zginająca

S - grubość blachy

V - szerokość otworu dolnej matrycy

r - promień wewnętrzny, gdy blacha jest zginana

K - szerokość rzutu poziomego strefy odkształcenia gięcia=9

Po drugie, producent podaje odpowiednie wartości szerokości matrycy V i wewnętrznej średnicy r przedmiotu gięcia w tabeli parametrów siły gięcia. Ogólnie r=(0,16~0,17)V. Tutaj stosunek średnicy do szerokości =0.16.

Podczas procesu gięcia blachy, materiał w strefie odkształcenia znajduje się w stanie silnie plastycznego odkształcenia i jest zaginany pod kątem wokół osi. Na zewnętrznej powierzchni strefy gięcia w niektórych przypadkach mogą pojawić się mikropęknięcia. Na przekroju strefy odkształcenia, poza sąsiedztwem warstwy środkowej, naprężenia w pozostałych punktach są zbliżone do wytrzymałości materiału na rozciąganie. Górna część warstwy neutralnej jest ściśnięta, a dolna część naprężona. Rysunek 2 przedstawia przekrój i odpowiadający mu wykres naprężeń w strefie odkształcenia.

Rysunek 2 Wykres naprężeń

S - grubość blachy

l - długość gięcia blachy

Moment zginający na przekroju strefy odkształcenia wynosi:

Moment zginający generowany przez siłę zginającą maszyny w strefie odkształcenia wynosi (patrz rysunek 1):

Od

Podczas korzystania z form ogólnego przeznaczenia do swobodnego gięcia na giętarce, większość blachy jest wyginana pod kątem 90°. Jak pokazano na rysunku 3. K to:

Podstawiając K do równania (1), otrzymujemy:

Wytrzymałość na rozciąganie zwykłych materiałów σb=450N/mm2, podstawiając wzór (2) na:

Z procesu wyprowadzania można zauważyć, że przy użyciu równania (2) lub równania (3) do obliczenia siły zginającej, dwa dodatkowe

warunki parametrów wymienione powyżej muszą być spełnione. To znaczy proporcje=9, stosunek średnicy do szerokości=0,16, w przeciwnym razie spowoduje to duży błąd.

Rysunek 3 Swobodne zginanie

S - grubość blachy

r - promień wewnętrzny, gdy blacha jest zginana

K - szerokość rzutu poziomego strefy odkształcenia gięcia

Nowe metody i etapy obliczania siły zginającej

Ze względu na wymagania projektowe lub procesowe, czasami trudno jest spełnić jednocześnie dwa powyższe dodatkowe wymagania. W tym momencie zalecany wzór obliczeniowy nie powinien być używany do obliczania siły zginającej, ale należy go przeprowadzić zgodnie z poniższymi krokami.

(1) Zgodnie z grubością płyty S, promieniem gięcia r i dolnym otworem matrycy V oblicza się odpowiednio stosunek szerokości do grubości i stosunek średnicy do szerokości.

(2) Oblicz szerokość rzutu strefy odkształcenia zgodnie z odkształceniem arkusza.

(3) Zastosuj wzór (1), aby obliczyć siłę zginającą.

W procesie obliczeniowym uwzględniono różnicę promienia gięcia i zmianę odpowiedniej strefy odkształcenia. Obliczona na tej podstawie siła zginająca jest dokładniejsza i bardziej wiarygodna niż wynik obliczony według zwykle zalecanego wzoru. Teraz podaj przykład do zilustrowania, jak pokazano na rysunku 4.

Rysunek 4 Nowa metoda obliczania

Znane: Grubość blachy S=6mm, długość blachy l=4m, promień gięcia r=16mm, szerokość otworu dolnej matrycy V=50mm, wytrzymałość materiału na rozciąganie σb=450N/mm2. Znajdź siłę zginającą wymaganą do swobodnego zginania.

Najpierw znajdź proporcje i stosunek średnicy do szerokości:

Po drugie, oblicz szerokość rzutu strefy deformacji:

Na koniec użyj równania (1), aby znaleźć siłę zginającą:

Jeśli do obliczenia siły zginającej stosuje się zwykle zalecany wzór:

Od = 1,5, widać, że różnica między nimi jest 1,5 razy większa. Powodem tego błędu jest to, że promień gięcia w tym przykładzie jest stosunkowo duży, a odpowiedni obszar odkształcenia jest zwiększony, więc podczas gięcia wymagana jest większa siła gięcia. W tym przykładzie stosunek średnicy do szerokości = 0,32, co przekroczyło dodatkowe warunki parametrów wprowadzonych powyżej. Oczywiście niewłaściwe jest stosowanie zwykle zalecanego wzoru do obliczania siły zginającej. Na tym przykładzie widać zalety nowej metody obliczania.

Wniosek

Przedstawione tutaj kroki i wzory obliczania siły gięcia mają zastosowanie nie tylko do gięcia blach pod kątem, ale także do gięcia łukowego (ściśle mówiąc, należy to nazwać gięciem pod kątem z bardzo dużym promieniem gięcia). Należy podkreślić, że kształt formy jest szczególny, gdy blacha jest wyginana w łuk. Przy obliczaniu rzutu strefy odkształcenia należy go obliczyć zgodnie z parametrami technologicznymi ustalonymi w procesie technologicznym, których nie można wyrazić prostym wzorem.

Projektując formę łukową, wykorzystując przedstawioną w tym artykule metodę obliczania siły zginającej, można uzyskać zadowalające wyniki.