Гибка листового металла: Гибка на листогибочном станке

Существует две категории гибочных станков: обычные гибочные станки и ЧПУ станки. Гибочные станки с ЧПУ обычно используются для гибка листового металла в коммуникационных устройствах из-за необходимости высокой точности и неправильной формы изгиба.

Основной принцип работы станка заключается в формировании детали из листового металла с помощью верхней формы, которая представляет собой гибочный пуансон, и нижней формы, которая является V-образным штампом.

Преимущества:

• удобный зажим

• точное позиционирование и высокая скорость обработки.

Недостатки:

• Ограниченный изгибающее усилие( При этом можно выполнять только простую формовку, а эффективность низкая)

Основные принципы формирования

Основной принцип формовки показан на рисунке 1-19:

Рисунок 1-19 Основной принцип формирования

Ниже перечислены два основных компонента гибочного станка:

1. Нож для гибки (верхний штамп)

Внешний вид гибочных ножей показан на рис. 1-20. Их форма в основном определяется формой заготовки.

Как правило, в инструментах для обработки имеется большой выбор гибочных ножей. Специализированные производители могут даже изготовить на заказ множество уникальных форм и спецификаций для решения сложных задач гибки.

2. Нижний штамп

V-образная форма нижнего штампа обычно определяется как V=6t (где t - толщина материала).

На процесс гибки влияют различные факторы, такие как радиус дуги верхнего штампа, свойства материала, его толщина, прочность нижнего штампа и размер V-образного отверстия в нижнем штампе.

Чтобы удовлетворить различные требования к продукции, производители стандартизировали гибочные штампы, обеспечивая при этом безопасность гибочного станка.

Фундаментальное знание имеющихся гибочных штампов имеет решающее значение в процессе проектирования конструкций.

На рисунке 1-20 верхний штамп показан слева, а нижний - справа.

Рисунок 1-20 Схематическая диаграмма листогибочный пресс (пуансон и матрица)

Основной процесс гибки следующий:

• Изгиб изнутри наружу.

• Сгибание от мала до велика.

• Сначала согните специальную форму, затем общую.

• После завершения предыдущего процесса он не должен влиять на последующие процессы или мешать им.

Формы гибки, обычно встречающиеся на аутсорсинговых фабриках, в общем виде показаны на рисунке 1-21.

Рисунок 1-21 Форма изгиба листогибочный пресс машина

Радиус изгиба

Радиус изгиба - важнейший фактор, который необходимо учитывать при гибке листового металла. Очень важно выбрать подходящий радиус изгиба, который не должен быть ни слишком большим, ни слишком маленьким.

Если радиус изгиба слишком мал, это может привести к образованию трещин при изгибе, а если слишком велик - к рикошету. В таблице 1-9 показан предпочтительный радиус изгиба (внутренний радиус изгиба) для различных материалов с разной толщиной.

Примечание: t - это толщина листа, указанная в таблице.

Обратите внимание, что данные, представленные в таблице 1-9, приведены исключительно в справочных целях и не должны рассматриваться как окончательные. В реальной практике большинство производителей используют гибочные ножи с закругленным углом 0,3, и лишь немногие - с закругленным углом 0,5.

Поэтому внутренний радиус изгиба наших листовых деталей обычно составляет 0,2. Хотя этого радиуса достаточно для обычных листов из низкоуглеродистой стали, антикоррозийных алюминиевые пластины, латунные и медные пластины, он может не подойти для высокоуглеродистой стали, твердого алюминия и сверхтвердого алюминия. В этих случаях закругление угла на 0,2 может привести к поломке или растрескиванию внешнего угла.

Отскок при изгибе

Рисунок 1-22 Диаграмма изгиба и отскока

1) Угол отскока Δα=b-a

В формуле:

• b - фактический угол наклона заготовки после отскока;

• a - угол наклона пресс-формы.

2) Величина угла отскока

Угол отскока при воздушном изгибе 90° показан в таблице 1-10.

Таблица 1-10 Угол отскока при 90-градусном воздушном изгибе

• Факторы, влияющие на отскок, и меры по снижению отскока.

Величина угла отскока прямо пропорциональна пределу текучести материала и обратно пропорциональна модулю упругости, E. Поэтому при работе с деталями из листового металла, требующими высокой точности, рекомендуется использовать низкоуглеродистую сталь вместо высокоуглеродистой или нержавеющей стали, чтобы уменьшить отскок.

Важно понимать, что степень деформации уменьшается по мере уменьшения относительного радиус изгиба, r/t, увеличивается. И наоборот, угол отскока, Δα, увеличивается при уменьшении относительного радиуса изгиба, r/t.

Для достижения более высокой точности рекомендуется выбирать небольшой радиус изгиба при проектировании закругленных углов сгибов листового металла. По возможности избегайте использования больших дуг, как показано на рис. 1-23, поскольку их сложно изготавливать и контролировать качество.

Рисунок 1-23 Слишком большая дуга металлического листа

Расчет минимального края изгиба

Начальное состояние изгиба L-образной формы показано на рис. 1-24:

Рисунок 1-24 Г-образный изгиб

Одним из решающих факторов здесь является ширина "B" нижней части формы.

Процесс гибки и прочность формы требуют минимальной ширины формы для различных толщин материала. Если ширина меньше этого значения, могут возникнуть такие проблемы, как несоосность изгибов или повреждение пресс-форм.

Практический опыт показывает, что зависимость между минимальной шириной формы и толщиной материала может быть выражена следующим уравнением:

Bмин = kT ①

Где Bмин минимальная ширина формы, T - толщина материала, а k = 6 при расчете минимальной ширины формы.

В настоящее время производители обычно используют следующие спецификации ширины пресс-формы:

4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25

На основании вышеприведенной зависимости можно определить минимальную ширину пресс-формы, необходимую для гибки материала различной толщины. Например, при гибке материала толщиной 1.Толщина 5 мм пластины, B = 6 * 1,5 = 9. Из приведенного выше ряда ширины пресс-формы вы можете выбрать нижнюю ширину пресс-формы 10 мм или 8 мм.

Из диаграммы состояния исходного изгиба ясно, что край изгиба не может быть слишком коротким. В сочетании с минимальной шириной пресс-формы уравнение для определения самой короткой кромки изгиба имеет вид:

Lмин = 1/2 (Bмин + Δ) + 0.5 ②

Где Lмин кратчайший край изгиба, Bмин минимальная ширина формы, а Δ - коэффициент изгиба листа.

При гибке листа толщиной 1,5 мм кратчайший край изгиба Lмин = (8 + 2,5) / 2 + 0,5 = 5,75 мм (включая толщину пластины).

Рисунок 1-25 Минимальная ширина матрицы

Таблица 1-11: Внутренний радиус изгиба холоднокатаный стальной лист справочная таблица материала R и минимальной высоты изгиба

Примечание:

Минимальная высота изгиба определяется толщиной материала.

Для острых V-образных изгибов самый короткий изгиб должен быть увеличен на 0,5.

Когда гибка алюминия или нержавеющей стали, минимальная высота изгиба может несколько отличаться. В частности, алюминиевая пластина требует меньшей высоты изгиба, а нержавеющая стальная пластина потребуется больший размер. Пожалуйста, обратитесь к таблице выше для получения подробной информации.

Минимальная высота изгиба для Z-образных изгибов  

На рисунке 1-26 показано начальное состояние Z-изгиба. Процессы Z-изгиба и L-изгиба имеют сходство и сталкиваются с проблемой минимального края изгиба. Однако кратчайшая кромка Z-изгиба больше, чем у L-изгиба, из-за структуры нижней матрицы. Для расчета минимальной кромки Z-изгиба используется формула:

Lмин=1/2(Bмин+Δ)+D + 0.5 + T   ③

Lмин обозначает кратчайший край сгиба, а Bmin - минимальную ширину пресс-формы. Δ представляет собой коэффициент изгиба листа, T означает толщину материала, а D - конструктивный размер нижнего штампа до края, который обычно превышает 5 мм.

Рисунок 1-26 Z-образный изгиб

Минимальный размер изгиба L для Z-образных отводов из листового металла различной толщины приведен в таблице 1-12 ниже:

Таблица 1-12 Минимальная высота Z-образный изгиб

Помехи при изгибе

При вторичной гибке или гибке более высокого порядка часто возникает интерференция между заготовкой и инструментом. На рис. 1-27 черным цветом показана зона интерференции, которая может помешать успешной гибке или вызвать деформацию из-за интерференции.

Рисунок 1-27 Помехи при изгибе

Проблема вмешательства в процесс гибки листового металла не является сложной. Просто нужно понимать форму и размер гибочного штампа и избегать их при проектировании конструкции. На рис. 1-28 показаны формы поперечного сечения нескольких типичных гибочных штампов, которые подробно описаны в руководстве по пресс-формам для листового металла и имеют соответствующие сущности инструментов в библиотеке intralink.

При наличии неопределенности в конструкции можно провести прямое испытание на интерференцию при сборке с помощью инструмента по принципу, показанному на рисунке.

Рисунок 1-28 Гибочный нож

При выполнении нарезания отверстий с отбортовкой важно избегать слишком малого значения D (как показано на рис. 1-29). Минимальное значение D может быть рассчитано или построено на основе различных факторов, включая толщину материала, внешний диаметр сквозного отверстия, высоту фланцевого отверстия и выбранные параметры гибочного инструмента.

Например, если вы выполняете нарезание отверстий M4 на листе толщиной 1,5 мм, D должно быть больше 8 мм, чтобы предотвратить контакт гибочного инструмента с фланцем.

Рисунок 1-29 Изгиб отбортовка отверстий и постукивание

Минимальное расстояние между отверстием и продолговатым отверстием

На рис. 1-30 показано, что если край отверстия расположен слишком близко к линии гиба, то в процессе гибки форма отверстия может измениться, так как оно не сможет приспособиться. Чтобы этого не произошло, необходимо убедиться, что расстояние между краем отверстия и линией гиба больше или равно минимальному запасу отверстия, который равен X ≥ t + R.

Рисунок 1-30 Минимальное расстояние от круглого отверстия до загнутого края

Таблица 1-13 Минимальное расстояние от круглого отверстия до загнутого края

На рис. 1-31 видно, что вытянутое отверстие расположено слишком близко к линии сгиба. Следовательно, в процессе сгибания материал не может быть надлежащим образом размещен, что приводит к деформации формы отверстия. Поэтому очень важно обеспечить, чтобы расстояние между краем отверстия и линия изгиба больше, чем минимальный запас отверстия, указанный в Таблице 1-14. Кроме того, радиус изгиба можно найти в таблице 1-9.

Рисунок 1-31 Минимальное расстояние от длинного круглого отверстия до загнутого края

Таблица 1-14 Минимальное расстояние от длинного круглого отверстия до загнутого края

Для неважных отверстий они могут быть расширены до линия изгиба как показано на рисунке 1-32. Однако это имеет недостаток - ухудшение внешнего вида.

Рисунок 1-32 Улучшенный гибочная конструкция

Специальная обработка, когда отверстие расположено близко к изгибу

Если расстояние между ближайшим к линии сгиба отверстием и отогнутым краем меньше минимально необходимого, после сгиба может возникнуть деформация. Чтобы удовлетворить требования к изделию, можно обратиться к таблице 1-15 для поиска возможных решений. Тем не менее, важно отметить, что эти методы не обладают достаточной технической точностью, и по возможности следует избегать конструктивного проектирования.

Таблица 1-15 Специальная обработка, когда отверстие расположено близко к изгибу

1) Прессование паза перед гибкой. В реальной конструкции, из-за необходимости структурного проектирования, фактическое расстояние меньше, чем указанное выше расстояние. Производитель обработки часто выполняет прессование паза перед гибкой, как показано на рис. 1-31. Недостаток: один дополнительный процесс необходим для обработки гибки, эффективность ниже, точность ниже, и в принципе, этого следует избегать, насколько это возможно.
2) Вырезать отверстие или линию по линии сгиба: когда линия сгиба не влияет на внешний вид заготовки или является приемлемой, тогда используют вырезание отверстий для улучшения техники. Недостатки: влияет на внешний вид. А при вырезании линии или вырезании узкого паза, как правило, необходимо вырезать с помощью лазерного станка.
3) Доработка до проектного размера после сгибания на краю отверстия вблизи линии сгиба. Когда требуется запас отверстия, его можно обработать таким образом. Как правило, такое удаление вторичного материала не может быть выполнено на пробивной машине, а вторая резка может быть выполнена только на станок лазерной резки Позиционирование затруднено, а стоимость обработки высока.
4) После сгибания, отверстие развертки процесс только имеет один или несколько отверстий пикселя к линии сгиба и расстояние меньше, чем минимальное расстояние отверстия.Когда внешний вид продукта строгий, для того, чтобы избежать рисунка во время сгибания, пиксель может быть выполнена в это время.Shrinkage лечения, то есть, вырезая небольшой концентрический круг (обычно Φ1.0) перед сгибанием, и развертки до первоначального размера после сгибания.Недостатки: многие проекты, низкая эффективность.
5) Минимальная ширина верхнего штампа гибочной машины составляет 4,0 мм (текущая).Из-за этого ограничения, отверстие в гибочной части заготовки не должно быть меньше 4,0 мм.В противном случае, отверстие должно быть увеличено или использовать легко формируемый штамп для выполнения гибки.Недостатки: низкая эффективность в изготовлении легкой формы, низкая эффективность в производстве легкой формы; рассверливание влияет на внешний вид.

Технологические отверстия, технологические пазы и технологические notcheдля изогнутых деталей

При проектировании изгиба рекомендуется добавить технологическое отверстие, технологическую канавку или технологическую выемку перед заготовкой, если изгиб должен быть выполнен на внутренней стороне заготовки, как показано на рис. 1-33.

Рисунок 1-33 Добавление перфоратора, технологического отверстия или технологической выемки

• D - диаметр технологического отверстия, d ≥ t;

• Ширина надреза в процессе K, K ≥ t.

• Не допускайте образования трещин или прорези:

При проектировании гнутых деталей для предотвращения разрывов и деформации краев обычно необходимо создавать канавку для предотвращения трещин или прорезь. Это особенно важно, когда внутренний радиус изгиба составляет менее 60 градусов. Ширина прорези должна быть больше толщины материала (t), а глубина прорези должна быть не менее чем в 1,5 раза больше толщины материала. Как показано на рисунке 1-34, рисунок b считается лучшим вариантом конструкции, чем рисунок a.

Рисунок 1-34 Изгиб листа с трещиной или прорезью

Технологические пазы и отверстия должны быть правильно обработаны. Если внешний вид заготовок вызывает озабоченность и они видны с панели, угловые технологические отверстия для сгиба можно не делать (например, технологическая выемка не добавляется при обработке панели для сохранения единого стиля). Однако другие сгибы должны включать угловое технологическое отверстие, как показано на рис. 1-35.

Рисунок 1-35 Технологическое отверстие для сгибания уголка

При разработке чертежей рекомендуется избегать обозначения зазора между пересечениями гибов в направлении 90 градусов, если нет особых требований. Неправильная маркировка зазора может повлиять на конструкцию производственного процесса. Обычно производители проектируют процесс с зазором 0,2-0,3, как показано на рис. 1-36.

Рисунок 1-36 зазор между изгибом притирка

Сгибание при резком изменении положения

Область изгиба гнутой детали должна находиться вдали от участков с резкими изменениями формы детали. Расстояние L от линии изгиба до зоны деформации должно быть больше радиуса изгиба (r), то есть L ≥ r, как показано на рис. 1-37.

Рисунок 1-37 Зона изгиба должна избегать места резкого изменения детали

Одноразовая подшивка

Метод подшивки: Лист сначала сгибается под углом 30 градусов с помощью гибочного штампа, как показано на рис. 1-38, а затем согнутая сторона расплющивается.

Рисунок 1-38 Метод подшивания

Минимальный размер кромки сгиба, "L", на рисунке 1-38 составляет 0,5t, где "t" представляет собой толщину материала, в соответствии с минимальным размером кромки с одним изгибом, описанным выше. Метод "штампованной мертвой кромки" обычно используется для таких материалов, как нержавеющая сталь, оцинкованный лист и алюминиево-цинковых пластин. Однако не следует использовать детали с гальваническим покрытием, так как это может привести к попаданию кислоты в место подшивки.

Изгиб на 180°

Метод сгибания на 180 градусов: Как показано на рис. 1-39, сначала согните пластину под углом 30 градусов с помощью ножа для сгибания под углом 30 градусов. Затем выпрямите край сгиба и, наконец, удалите подложку.

Рисунок 1-39 Метод изгиба на 180 градусов

Минимальный размер края сгиба (L) на рисунке равен минимальному размеру края сгиба одного сгиба плюс толщина материала (t). Высота (H) должна быть выбрана из широко используемых размеров пластин, таких как 0,5, 0,8, 1,0, 1,2, 1,5 или 2,0. Обычно не рекомендуется выбирать высоту, превышающую эти значения.

Тройное складывание подшивка

Как показано на рис. 1-40, сначала согните форму, а затем загните край. При проектировании учитывайте размеры каждого компонента, чтобы гарантировать, что на каждом этапе процесса будет соблюден минимальный размер сгиба, что позволит избежать необходимости в дополнительной последующей обработке.

Рисунок 1-40 Подшивка тройной складкой

Таблица 1-16 Минимальный размер несущей кромки, необходимый для окончательного выравнивания кромки сгиба