Как лист металла загнуть в трубу


Как гнуть листовой металл в домашних условиях

В процессе строительства дома или дачи зачастую появляется необходимость в оборудовании водостоков, канализации, каркасов из металла.

При изготовлении подобных изделий необходимо придать плоской заготовке необходимую пространственную форму. Советы опытных мастеров, как загнуть лист металла в домашних условиях, позволят изготавливать конструкции хорошего качества, которые прослужат долгое время.

Технология гибки – основные сведения

Сгибание металла выполняют без сварочных швов, что позволяет избежать коррозии в дальнейшем и получить изделие повышенной прочности. Деформация не требует значительных усилий и выполняется, как правило, в холодном состоянии.

Исключение составляют твердые материалы, вроде дюрали или углеродистых сталей. Технология гибки листового металла разрабатывается соответственно поставленным задачам в таких вариантах, как:

  • радиусная,
  • многоугловая,
  • одноугловая,
  • п-образная.

Отдельный случай – сгибание с растяжением. Данную технологию применяют при изготовлении деталей с большими радиусами гибки, небольшого диаметра. При изготовлении деталей своими руками, процесс сочетают с такими операциями, как резка или пробивка.

Для обработки в домашних условиях хорошо подходят мягкие виды металлов и сплавов, такие как латунь, медь, алюминий. Изготовление изделий методом сгибания выполняется на вальцовочных или роликовых станках, либо вручную.

Последняя процедура довольно трудоемкая. Гибку производят при помощи плоскогубцев и резинового молотка. Если лист небольшой толщины, используют киянку.

Как выполнить гибку под прямым углом

Для сгибания скобы из металлического листа потребуется набор инструментов и приспособлений, состоящий из:

  • тисков,
  • молотка,
  • электропилы,
  • бруска,
  • оправы.

Длина полоски изготавливается по схеме, с тем расчётом, что на каждый загиб должен приходиться запас по 0,5 мм, плюс еще миллиметр на сгибы с обеих сторон. Заготовку помещают в тиски с угольниками. Зажимая её по линии сгиба, обрабатывают молотком.

После этого будущую скобу разворачивают в тисках, зажимают оправой и бруском, формируют другую сторону. Заготовку вытаскивают, отмеряют необходимую длину сторон, выполняя загибы по низу.

Треугольником сверяют правильность угла, подправляя молотком неточности. При выполнении обеих операций, заготовку поджимают бруском и оправой. Готовую скобу подпиливают до нужного размера.

Видео:

Как изготовить листогибочный станок самому

Для придания металлу нужной конфигурации, жестянщики используют листогиб. Но как поступить мастеру, у которого специального оборудования под рукой нет?

На деле вопрос, как гнуть листовой металл в домашних условиях, решается просто. Достаточно использовать собственную смекалку и элементарные приспособления, чтобы изготовить простенький станок.

Чтобы изготовить сгибатель для металлического профиля, потребуются:

  • двутавровая балка 80 мм,
  • крепеж (болты),
  • петли,
  • уголок 80 мм,
  • струбцины,
  • пара рукояток.

Понадобится также аппарат для сварки и устойчивый стол, на котором закрепляют готовый станок.

Основу устройства составляет двутавровая балка, к которой двумя болтами прикручивают уголок, удерживающий заготовку в процессе сгибания. Под него методом сварки крепятся три дверные петли. Вторую их часть приваривают непосредственно к уголку.

Чтобы станок легко поворачивался во время сгибания листового металла, к нему с двух сторон приделывают ручки. Струбцинами готовый станок крепят к столу. Перед укладкой заготовки уголок откручивают или приподнимают. Лист прижимают, выравнивают по краю и загибают, поворачивая станок за рукояти. Самодельное устройство годится только для обработки заготовок незначительной толщины.

Видео:

Сгибание металлического листа при помощи молотка

Для того чтобы выполнить гибку листа толщиной до 1,2 мм под прямым углом, используют простейшие инструменты – плоскогубцы (струбцины) и резиновый молоток.

Обработку производят на ровном деревянном бруске. Линию сгиба прочерчивают при помощи карандаша и линейки. Затем лист зажимают плоскогубцами так, чтобы их концы пришлись точно на линию разметки.

Край постепенно отгибают вверх, продвигаясь вдоль сгиба. После того, как угол приблизится к 90 градусам, лист помещают на брусок и при помощи молотка окончательно выравнивают.

Таким образом изготавливают узкие детали, например кромки из жести.

Совет: резиновый или деревянный молоток используют, чтобы на металле не образовались вмятины. Если сгибание выполняется обычным инструментом, в качестве прокладки нужно взять текстолитовую пластину.

Сгибание листа толщиной до 2 мм удобно проводить на рабочем столе. Металл располагают так, чтобы линия разметки приходилась на кромку. Под обрабатываемый материал подкладывают стальной уголок.

Лист зажимают в тисках при помощи двух деревянных брусков. Сгибание производят при помощи молотка, простукивая металл от одного конца к другому. Край листа при этом направляют вниз так, чтобы в итоге он полностью лег на закрепленный по краю стола уголок. Этим способом изготавливают изделия любой ширины, в том числе ящики или мангалы.

Видео:

Изготовление трубы без применения станка

Домашние умельцы изобрели массу способов сгибания металлического листа в трубу без применения станка.

Предлагаем рассмотреть простейший вариант с использованием походящей по размерам болванки. Изготавливают её из старой трубы подходящего диаметра.

Лист металла раскладывают на полу, отрезают от него кусок нужной длины. Чтобы определить нужный размер, требуемый диаметр трубы умножают на 3,14 и прибавляют 30 мм на шов.

К болванке с двух сторон приваривают перпендикулярно одна к другой по паре трубок. В их отверстия должен свободно вставляться лом.

Рекомендация мастера: способом сгибания металлического листа при помощи болванки удобно изготавливать трубы не более метра в длину.

Чтобы воспользоваться приспособлением, потребуются усилия трех человек. Болванку укладывают на край листа. Один человек встает сверху, двое других накручивают металл на болванку, проворачивая лом на 90 градусов.

Всю длину листа скручивают таким способом, оставшийся край подбивают молотком. Шов закрепляют при помощи сварки.

Видео:

Нужно учесть, что радиус сгиба листового металла зависит от его толщины и способа изготовления. Горячекатаная сталь больше подходит для труб, из холодного проката изготавливают профильные изделия.

Как сгибать трубки и трубы вручную


Большинство людей думают, что для сгибания металла нужно дорогое оборудование или нагрев. В целом это не так. Базовая гибка может быть сделана с помощью обычных инструментов, небольшой смазки для локтей и некоторой изобретательности.

Где-то в 1978 году я пошел на урок театральных материалов и научился сварке. В качестве части образца стойки, которую я решил построить, мне нужно было сделать 3-дюймовые кольца из стального стержня 3/8 дюйма. Единственный способ, которым я мог придумать, как их согнуть, - это приварить стержень к куску трубы, зажать его в тисках и обернуть вокруг трубы.Перед тем, как я это сделал, мой учитель прошел мимо и сказал мне, что мне нужно нагреть стержень горелкой, чтобы согнуть его. "О да?" Я ответил, когда трижды обернул стержень вокруг трубы. Полагаю, с тех пор я почувствовал некоторое самодовольство по поводу своих способностей к работе с металлом.

Когда я впервые начал работать в профессиональных театральных магазинах, единственный способ, которым я видел металлические трубы, изогнутые в формы, - это отрезать трубу частично через определенные промежутки, сгибая ее, а затем сваривая пропилы. Это простой метод, который легко понять хакеру вроде меня, но он утомительно медленный и обычно дает слабый и уродливый продукт.А сварка закрытых пропилов приводит к сильному короблению, поэтому никогда не знаешь, что именно получится.

Плата продавцу за гибку валков - одна из альтернатив, но она замедляет творческий процесс и бесполезна для художественных форм или эллипсов. Машины (если они не очень дорогие) обычно изгибают только один радиус за раз. В конечном итоге вам нужно сварить кучу деталей вместе, так что это не намного лучше, чем метод пропила и сварки.

После многих лет разочарования я наконец увидел, как кто-то гнул трубки самодельным приспособлением.В то время это казалось волшебным, но мне потребовалось еще несколько лет периодических возни, чтобы понять процесс достаточно хорошо, чтобы получить стабильные результаты. За прошедшие с тех пор годы я многому научился путем проб и ошибок. И проливая кровь. Я надеюсь, что следующая прогулка поможет вам понять процесс и его подводные камни немного быстрее, чем я.


Слово предупреждения

Я упомянул кровь. Металлоконструкции опасны. Вы навредите себе. Как плохо тебе решать.

Сгибание металла требует некоторой силы, но в основном это требует, чтобы вы выяснили, как использовать металл, который вы хотите согнуть, в качестве рычага, чтобы гнуться против формы, которая может быть разрушена в процессе. Когда это произойдет, вы должны быть готовы к исходу. Плоть слабее металла, а бетон тверже твоей задницы или твоего локтя. Если вы будете делать много этого, все эти вещи со временем познакомятся друг с другом.

Считайте себя предупрежденным.


Инструменты и приспособления

Какое оборудование вам понадобится для гибки, зависит от размера трубы, которую вы хотите сгибать.Для чего-нибудь 1 дюйм и выше вам определенно понадобится прочный, хорошо скрепленный стол, прикрученный к полу. Некоторое время можно обойтись фанерной столешницей, но в конечном итоге он будет разрушен. У моего стола 1/4 дюйма стальной верх, который позволяет делать постоянные отверстия для приспособлений и стопоров, которые не вырвутся без серьезных злоупотреблений. Это подойдет для любого изгиба примерно до 2 дюймов. Для чего-то более тяжелого вам, вероятно, лучше все равно обратиться к профессионалу.

Я в основном всегда использовал стальные штифты и болты 1/2 дюйма, чтобы найти приспособления.5/8 дюйма лучше для тяжелого изгиба, но обычно в этом нет необходимости. Изогнутые штифты легко исправить или заменить. Несколько больших С-образных зажимов помогут удержать зажимное приспособление от соскальзывания и вырывания отверстий.

Подумайте, куда вы собираетесь прикрутить стол. В идеале вам понадобится не менее 20 футов (от зажимного приспособления) свободного пространства с двух сторон стола и хорошие 10 футов со стороны выхода. Лучший способ закрепить стол - это шпилька с резьбой 1/2 дюйма и анкерный цемент.Обычные якоря, даже большие, через какое-то время всегда выходят из строя.

Вам также понадобится упор для тяжелых условий эксплуатации, чтобы удерживать трубку напротив зажимного приспособления, и несколько отверстий в столе для ее крепления. Упор и зажимное приспособление должны быть под прямым углом к ​​столу, иначе трубка будет скручиваться. Мой любимый упор сделан из очень тяжелого куска трубки 1-1 / 2 дюйма с приваренным к концу кусочком трубы. Отверстия смещены, так что я могу повернуть его для более плотного прилегания к трубке.

Еще один бесценный инструмент - прочный фрезерный станок с большой трамбовкой.Фрезерованные кондукторы изгибаются более гладко и с меньшим количеством перегибов или перекручиваний, чем кондукторы, вырезанные лобзиком. Если вы не можете достать маршрутизатор, просто убедитесь, что разрез был настолько гладким и квадратным, насколько это возможно.

Трамвай может быть любым, но в основном вам нужно прикрепить к маршрутизатору жесткий стержень с отверстиями в нем. Это может быть даже просто полоска фанеры. У большинства роутеров внизу есть пластиковые пластины, которые можно снять. Просто используйте эти отверстия для винтов, чтобы установить трамбовку.Я делал трамваи длиной до 35 футов, но должен признать, что это выходило за рамки допустимого.

Чаще всего я использую для фиксации древесноволокнистую плиту средней плотности 3/4 дюйма или МДФ. 1 дюйм или 1-1 / 4 дюйма даже лучше, но у меня нет подходящего источника для этого. 3/4 Фанеры будет достаточно, но у вас могут возникнуть проблемы с перегибом, поскольку она не такая прочная, как МДФ.

МДФ 3/4 "станет идеальным приспособлением для квадратной трубы 1". Для квадрата 1-1 / 4 дюйма или 1-1 / 2 дюйма вы захотите подпереть зажимное приспособление некоторыми прокладками, чтобы зажимное приспособление находилось более или менее по центру трубки.Для круглых трубок еще важнее центрировать зажимное приспособление. Если трубка слишком тяжелая или приспособление слишком мягкое, круглая трубка может испортить ваше приспособление. Один из способов обойти это - согнуть тонкую полосу стали, чтобы защитить край приспособления.


Это МДФ 1-1 / 4 дюйма и труба 1 дюйм

Для гибки больших трубок или труб (например, 2-дюймовой или 1-1 / 2-дюймовой трубы) вам понадобится стальной зажим. Самый простой способ сделать это - согнуть две части 1-дюймовой трубки с помощью деревянного приспособления, а затем сварить и скрепить их вместе.На самом деле это лучше, чем гнутый 1 x 2, потому что он более плотный, а шов между двумя частями 1 x 1 - это точка контакта, где 2-дюймовый патрон попадает в зажимное приспособление. А поскольку зажимное приспособление имеет толщину 2 дюйма, оно идеально размер для другого типа конечного упора. Просто возьмите ремешок 1/4 "x 1", сделайте U-образную форму вокруг круглой детали размером 2 дюйма и приварите ее к одному концу зажимного приспособления.


Некоторые приспособления


Малые изгибы

Самодельное изгибание вручную может быть не лучшим методом для очень коротких радиусов.Например, стальную трубу размером 1 x 1 дюйм - 18 калибра можно согнуть до минимального диаметра около 30 дюймов, прежде чем она начнет изгибаться. Это не точное число из-за различий в состоянии и качестве металла. Есть несколько способов обмануть это число еще меньше. Самый простой - это согнуть несколько раз, используя последовательно все меньшие приспособления. Насколько далеко вы можете зайти, это то, что вам нужно выяснить сами. Другой способ, который работает только для квадратных Трубка включает в себя проталкивание внутренней стенки трубки.Вот приспособление с радиусом 5 дюймов, которое я сделал для трубы диаметром 1 дюйм, который работает как трубогиб.

Это действительно вызывает некоторые искажения, но трубка сохраняет большую часть своей прочности, и это чертовски быстрый метод. Гребень внутри зажимного приспособления представляет собой квадратную проволоку всего лишь 1/8 дюйма, но стенка трубы обрушивается примерно на 3/8 дюйма.


Manual Power

Если вы способны поднять 100 фунтов, у вас не должно возникнуть особых проблем с сгибанием трубок примерно на 1-1 / 2 дюйма самостоятельно. Для 2-дюймовых обычно требуется друг.Потратьте некоторое время на размышления о том, как вы приземлитесь, когда что-то сломается. Что-то сломается . Вы будете в конечном итоге на вашей заднице.

Силы, задействованные в этом, сначала могут быть не совсем очевидны. Помимо веса металла и силы, которую вы прикладываете, не забывайте о потенциальной энергии. Сгибаемый металл представляет собой потенциально опасную пружину, которая действительно хочет ударить вас по голове. Если ваш джиг не выдержит, металлические детали и детали джига могут с удивительной скоростью отлететь от стола.

Cheater bar помогут вам делать сложные повороты. Но они также увеличивают опасность. Приземляться на задницу с 50-фунтовым куском 2-дюймовой трубы и 2-1 / 2-дюймовым читерским стержнем, направленным к вашему лицу, - это не то, чего вы хотите.


Советы

Согните шов по направлению к шаблону. Сварной шов немного тверже, чем остальная часть трубы, поэтому вероятность перекручивания или перекручивания будет меньше, если он находится на внутренней стороне изгиба. И обычно это там менее заметно.

Если ваш пол слишком гладкий, возможно, вы не сможете толкать с достаточной силой.Поможет очень легкое запотевание каким-нибудь противным клеем-распылителем.

Используйте доступные инструменты. Сложный изгиб может быть облегчен при правильном использовании вилочного погрузчика. Приспособления могут быть установлены вертикально на опорах магазина, чтобы вы могли использовать свой вес. Это выглядит глупо, подпрыгивая вверх и вниз, но это эффективно.

Всегда лучше слегка перегибать, чем перегибать. Легче немного выдвинуть его назад, чем немного согнуть. Отрезок 2-дюймовой трубы, приваренный к вашему столу 2 дюйма от пола, дает вам удобную выемку, чтобы исправить ваши ошибки.


Данные по гибке

Металл всегда отскакивает от зажимного приспособления. Вот несколько диаграмм, которые показывают полученные мной результаты. Некоторые данные могут не иметь смысла, а некоторые - нет. Твердость металла может быть разной даже на одном стане. Алюминий более непредсказуем, чем сталь.

Надеюсь, эти цифры дадут вам представление о том, с чего начать. Если у вас есть идея получше, просто дайте мне знать.

Удачного изгиба!

* Все материалы - сталь, если не указано иное.
* Часто гибка с использованием зажимных приспособлений все меньшего размера дает несколько больший радиус, чем если бы вы сначала использовали просто самое маленькое приспособление. Это просто одна из странностей в том, как металл реагирует на силу.

Круглая труба 1/2 дюйма - 20 г
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
144 " 54 "
120 " 50 "
32.5 " 25,5 "
30 " 24 "
27 " 22 "
21,75 " 18 "
21,5 " 17 "
19,5 " 16 "
12 " 10 "
1 "- 18 га.квадратная труба (Центральная сталь)
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
192 " 108 "
144 " 85 "
114 " 75 "
96 " 65 "
80 " 60 "
72 " 55 "
65 " 50 "
58 " 45 "
53 " 41 "
49 " 38.5 "
45 " 37 "
42 " 35 "
39 " 33 "
37 " 31 "
35 " 29 "
33 " 27,5 "
31,5 " 26 "
30 " 25 "
29 " 23.5 "
28 " 22,5 "
26,5 " 21,75 "
25,5 " 21 "
Квадратная труба 1 дюйм - 18 г (MetalMatic)
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
67 " 50 "
49 " 38.5 "
34 " 28 "
29 " 25 "
24,5 " 21 "
Квадратная трубка 1 дюйм - 14 га (Райерсон)
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
456 " 144 "
300 " 120 "
258 " 114 "
240 " 108 "
228 " 105 "
216 " 102 "
126 " 72 "
108 " 66 "
90 " 60 "
72 " 50 "
42 " 34 "
39 " 29 "
31 " 25 "
17.5 " 15 "
11 " 9,75 "
Квадратная труба 1 "- 14 г (Скидка)
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
168 " 96 "
158 " 90 "
104 " 66 "
63 " 47 "
60 " 45 "
57 " 42 "
34 " 26.5 "
22,5 " 19 "
18,75 " 16 "
1-1 / 4 "- 14 га. Круглая труба
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
33 ' 12'-6 "
20 ' 10 '
16'-6 " 9 '
15 ' 8'-6 "
14 ' 8 '
13'-6 " 8 '
12'-6 " 7'-6 "
12 ' 7'-6 "
11 ' 7 '
10 ' 6'-6 "
9 ' 6 '
8 ' 5'-6 "
7 ' 5 '
6 ' 54 "
5 ' 52 "
63 " 50 "
54 " 44 "
47 " 38-1 / 2 "
44 " 36 "
42 " 35 "
37-1 / 2 " 32 "
33-1 / 2 " 28 "
30 " 26 "
25 " 21 "
1-1 / 2 - 18 га.квадратная труба
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
180 " 120 "
168 " 114 "
141 " 102 "
108 " 84 "
84 " 72 "сначала, затем 66"
1-1 / 2 - график 40 квасцы.труба
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
204 " 96 "
108 " 68 "
132 " 75 "
67 " 48 "
48 " 36 "
Круглая труба диаметром 2 дюйма - 12 г (Ryerson)
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
228 " 144 "
168 " 120 "
156 " 108 "
144 " 96 "
84 " 75 "
44 " 36 "
28 " 25 "
2 "- 12 га.круглая труба (Скидка)
желаемый внешний радиус радиус кондуктора
173 " 108 "
115 " 96 "
96 " 75 "
84 " 68 "
75 " 50 "
70 " 50 "
54 " 46 "
36.5 " 29 "
31,5 " 25 "

Эти таблицы заведомо неполные. Я обновлю их, когда и если у меня будет больше данных и больше времени. Если у вас есть собственный надежный список, отправьте его мне.

.

Разгрузка при изгибе, небольшие отверстия, деформация отверстий возле изгибов и минимальная ширина фланца

Мой опыт и, следовательно, эта статья ограничиваются листовым металлом для таких приложений, как источники питания, дозирующие механизмы и электронные корпуса.

У меня работает магазин. Нам нужна максимальная универсальность инструментов и обработки, поэтому инструменты, предназначенные для конкретного продукта, используются только в случае крайней необходимости.

Пробивное оборудование, которое мы используем, обычно ограничивает минимальный размер отверстия равным толщине материала.Это ограничение является результатом прочности наконечника пуансона. Если диаметр становится слишком маленьким, пуансон изгибается или ломается до того, как его можно будет протолкнуть через материал. Если требуются отверстия меньшего размера, мы можем вырезать их лазером.

Определение наименьшего внутреннего радиуса изгиба сложнее, чем определение наименьшего размера отверстия, поскольку он зависит как от материала заготовки, так и от процесса, используемого для получения гибки.

Чем пластичнее материал, тем меньше может быть радиус изгиба.Как правило, внутренний радиус должен быть как минимум равным толщине материала. Мы говорим о листах из мягкой стали толщиной от 0,02 до 0,13 дюйма.

При настройке наших листогибочных прессов у нас есть выбор: чеканка, гибка снизу или гибка воздухом. При чеканке используется давление инструмента, достаточное для того, чтобы материал заготовки принял окончательную конфигурацию. Изгиб снизу приводит к тому, что инструмент полностью контактирует с заготовкой, но требует немного меньшего давления. Гибка на воздухе требует минимального контакта инструмента и давления.

При чеканке низкоуглеродистой стали внутренний радиус может быть почти нулевым. При воздушном изгибе внутренний радиус в значительной степени регулируется отверстием V-образной формы; "нормальный" диапазон радиуса составляет от одного до двух значений толщины материала. Во многих мастерских есть листогибочные прессы с несколькими радиусами изгиба. Общее приращение между этими радиусами составляет 1/32 дюйма. Имейте в виду, что радиус не будет меняться от детали к детали, но может меняться от партии к партии.

Нам приятно, когда чертежники определяют изгибы таким образом, чтобы облегчить выбор инструмента.Мы предлагаем, чтобы разработчики проекта указывали радиус изгиба с жестким допуском, когда этого требует проект. В противном случае мы советуем чертежникам вообще не определять радиус изгиба. Алюминий имеет тенденцию к растрескиванию, особенно при изгибе параллельно волокнам натурального материала. Более мягкие сплавы, такие как 3003 или 5052, можно гнуть примерно так же, как низкоуглеродистую сталь. Для более жестких материалов, таких как 6061 или 2024, может потребоваться в четыре-восемь раз больше толщины материала для минимального внутреннего радиуса.

Когда листовой металл переходит от сгиба к плоской поверхности или к другому сгибу, он имеет тенденцию к разрыву.Чтобы этого избежать, добавляется разгрузка при изгибе, чтобы край листового металла был перпендикулярен изгибу. Как правило, минимальная разгрузка при изгибе равна толщине материала плюс внутренний радиус изгиба. Если металл разрывается, минимальная разгрузка при изгибе равна нулю.

Одним из преимуществ разгрузки от изгиба является то, что он упрощает изготовление детали. Чем больше разгрузка изгиба, тем легче будет выровнять по концу инструмента. Рельеф изгиба устраняет некоторые заусенцы и острые точки. Без разгрузки изгиба деталь может непредсказуемо скользить в инструменте во время изгиба.

Еще одним преимуществом разгрузки изгиба является уменьшение распространения трещин. Если деталь подвергается вибрации или изгибу, существующие трещины могут быстро расти. За счет устранения трещин перед резкой и вырезания загиба с закруглениями вместо острых внутренних углов готовая деталь будет более прочной и устойчивой. Я думаю, что облегчение изгиба делает деталь более привлекательной.

Элемент, пробитый рядом с линией сгиба, может превратиться в непреднамеренную разгрузку сгиба. Чтобы свести к минимуму деформацию отверстий около изгибов, держите края отверстий как минимум в два раза больше толщины материала от начала радиуса изгиба.

Последний общий совет: ширина фланца должна быть не менее четырехкратной толщины материала. Когда он становится меньше этого, инструмент имеет тенденцию выдавливать марсианскую ленту на поверхность заготовки. Хуже того, оператору, возможно, придется использовать одноразовую опорную полосу для принудительного изгиба, или фланец может потребоваться фрезеровать до нужного размера после формования.

.

Штамповка листового металла 101, Часть V

Примечание редактора: В этой серии представлен обзор штамповки металла. Первая часть этой серии была посвящена различным профессиям в области штамповки металлов. В Части II обсуждались штамповочные материалы и оборудование; Часть III посвящена штампам и резке, а Часть IV предлагает более подробную информацию о процессах резки. В последней части, части V, исследуются методы формования.

Гибка

Гибка - один из наиболее распространенных методов штамповки.Его можно определить просто как операцию формовки, при которой металл деформируется или изгибается по прямой оси. Такие элементы, как вкладки и каналы, создаются с помощью этого процесса. Создание U-образной детали путем изгиба называется U-образным формированием или формированием каналов.

Поскольку разные материалы и толщина имеют разные значения упругости, достижение правильного угла изгиба при операции гибки иногда может быть очень трудным. Для компенсации упругого возврата можно использовать множество методов.

Три наиболее распространенных метода гибки, выполняемых в штампе, - это гибка протиранием, V-образная гибка и поворотная гибка.Все три очень популярны, и у каждого есть свои преимущества и недостатки.

Для гибки салфетки используется верхняя формующая секция, прижимная подкладка и нижняя формовочная секция. Прижимная пластина плотно удерживает металл на пуансоне, в то время как металл изгибается и плотно протирается вдоль и поверх формующего пуансона.

Для гибки

V используется V-образный блок, нижний блок и пуансон, имеющий форму полости.

При поворотной гибке используется механическое вращательное движение для складывания детали вокруг штамповочного пуансона.

Во время изгиба происходит как сжатие, так и растяжение ( Рисунок 1 ).

Фланец

Отбортовка - это гибка металла по криволинейной оси. Два основных типа фланцев: растяжение или растяжение и сжатие или усадка. Натяжные фланцы подвержены растрескиванию и истончению, а усадочные фланцы - сморщиванию и утолщению.

Как и гибочные штампы, фланцевые штампы используют прижимную подушку для удержания материала во время отбортовки. Фланцы создаются с помощью отбортовки, которая протирает металл между пуансоном и нижней частью матрицы.Поскольку отбортовка с натяжением растягивает металл, она лучше всего подходит для деталей, сделанных из металлов, которые обладают хорошей растяжимостью.

В процессе отбортовки происходит как растяжение, так и сжатие. Фланцы часто используются, чтобы сделать деталь более прочной, жесткой или жесткой; они также служат для сборки деталей ( Рисунок 2 ).

Тиснение

Тиснение можно определить как процесс вытягивания металла в неглубокую выемку. Тиснение часто используется для создания надписей, логотипов, небольших углублений, элементов усиления, текстурированных нескользких поверхностей и других геометрических элементов.

Поскольку растяжение или растяжение являются основным видом деформации, используемым при тиснении, металл подвержен чрезмерному утонению или растрескиванию. По этой причине глубина впадин ограничивается растяжимостью и толщиной материала; геометрия тиснения; и значения трения ( Рисунок 3 ).

Чеканка

Чеканка - это процесс, при котором металл сжимается или выжимается до желаемой формы или профиля. Монеты, которые у вас в кармане, являются классическим примером изделий, изготовленных методом чеканки.

Coining имеет несколько преимуществ и недостатков. Он может создавать острые, четкие углы; четко определенные черты; и блестящая поверхность. Поскольку при чеканке для формирования детали используется сжатие, отказ от растяжения маловероятен.

Одним из недостатков является то, что для чеканки металла требуется большое усилие. Часто используются специальные чеканочные прессы или поворотные прессы. Чеканочные прессы используются для изготовления металлической валюты. Эти прессы прилагают значительные усилия в небольшой ограниченной области, где происходит собственно чеканка.Хотя можно чеканить множество различных материалов, можно использовать более мягкий металл, например латунь, медь, золото и серебро. лучше всего подходят для чеканки ( Рисунок 4 ).

Рисунок

Вытяжка - это процесс, в котором площадь поверхности заготовки смещается под действием растяжения в другую форму посредством контролируемого потока металла. Поток металла можно определить как поступление металла в полость. Скорее всего, если внешний профиль заготовки изменится по мере деформации металла, происходит волочение.

Черчение - одно из самых сложных, но эффективных средств профилирования листового металла.Некоторое растяжение металла действительно происходит во время этого процесса, поэтому главное - попытаться его максимально ограничить.

На чертеже пуансон втягивает металл в формовочную полость. По этой причине волочение можно рассматривать как метод формирования металла при растяжении. С помощью этого процесса изготавливаются такие предметы, как поддоны масляного фильтра, автомобильные детали глубокой формы, кухонные мойки, посуда, бензобаки мотоциклов и крылья, а также тысячи других деталей.

Может быть вытянут практически любой металл с приемлемыми характеристиками формуемости.Такие материалы, как пружина или сверхвысокопрочная сталь, не подходят для волочения ( Рисунок 5 ).

Растяжка

Растяжение - это процесс формования металла, при котором площадь поверхности заготовки увеличивается за счет растяжения. Не путайте растяжку с рисованием. В процессе волочения металл течет в матрице, и заготовка меняет форму. При растяжении края заготовки внутрь не происходит.

Вытяжные штампы очень похожи на штампы для тиснения, за исключением того, что, в отличие от большинства операций тиснения, в вытяжных штампах используется связующее под высоким давлением для ограничения и остановки потока металла.Папка для рисования очень похожа на блокнот для рисования, за исключением того, что она намеренно ограничивает движение металла внутрь. Такие детали, как автомобильные капоты, крыши и крылья, часто изготавливаются с использованием вытяжных штампов.

Растяжение металла на хорошо обработанном гладком штампе - это процесс холодной обработки, который обеспечивает хорошее качество поверхности, пригодное для окраски, и делает металл устойчивым к вмятинам. Детали, требующие гладких, эстетичных и бездефектных поверхностей, часто обозначаются как поверхности класса А.Открытые панели кузова, такие как капоты и двери, являются классическими примерами требований к поверхности класса А.

Некоторые штампы создают значительное растяжение металла вместе с потоком для получения готовой формы детали. Эти штампы часто называют операциями вытяжки с вытяжкой ( Рисунок 6, ).

Гладильная

Если вы когда-нибудь смотрели на банку из-под напитков и задавались вопросом, как ее делают, добро пожаловать на глажку. Глажка - это процесс, при котором металл сжимается и уменьшается по толщине вдоль вертикальной стены.Основная цель глажки - увеличить высоту сосуда и выровнять толщину его стенок. Глажка также придает металлу полированный вид.

В отличие от вытягивания или растяжения, глажение использует сжатие для формирования металла. Это делает этот процесс идеальным для использования, когда металл мягкий, но имеет достаточно низкую растяжимость, например алюминий, который является предпочтительным материалом для изготовления банок для напитков. Большинство операций по глажению начинаются с вытянутой оболочки, которую затем подвергают глажке.

Глажка может уменьшить толщину стенок алюминиевой банки для напитков примерно до 0,002 дюйма. Кроме того, поскольку глажение - это операция холодной обработки, металл становится все тверже и прочнее с каждой формой, в результате чего получается тонкая, легкая, прочная и очень блестящая банка для напитков.

Снаряды

Gun также производятся по этой технологии. Снаряд орудия начинается с небольшой латунной чашки с толстыми стенками. Чашка проходит несколько операций глажки. С каждым из них он становится все выше и выше по мере того, как стенки становятся все тоньше и тоньше, сохраняя при этом исходную толщину металла в нижней части или закрытой части корпуса пистолета.Позже эта часть обрабатывается и превращается в готовый рабочий конец. ( Рисунок 7 ).

Переходник / сужение

Процесс уменьшения / образования горловины постепенно уменьшает диаметр открытого конца сосуда. Классический тому пример - пушечные снаряды. Меньшая часть суженной части удерживает пулю, а большая часть - порох.

Несмотря на то, что формирование шейки иногда может быть выполнено на головке, лучше всего это делать на специальных ротационных прядильных машинах. Это связано с тем, что металл имеет тенденцию к короблению или складкам при принудительном сжатии до меньшего диаметра.Горлышки банок для напитков устанавливаются с помощью вращающегося процесса ( Рисунок 8, ).

Керлинг

Curling превращает металл в трубчатый радиальный профиль. Дверные петли - хороший пример деталей, которые изготавливаются с помощью этого процесса.

Curling также используется для сглаживания краев и придания деталям прочности и жесткости. Хотя некоторая завивка может быть сделана в штампах, например, сужение, ее также можно выполнить с помощью ротационных завивочных машин, которые идеально подходят для скручивания круглых краев деталей ( Рисунок 9, ).

Подшивка

Подшивка - это процесс, при котором металл загибается сам на себя для создания гладкой кромки или усиления детали. Подшивку можно также использовать для соединения двух частей. Автомобильная дверь - хороший пример подшитого изделия. Хотя дверь состоит из многих частей, две основные части составляют ее основную сборку: внутренняя дверь и внешняя дверь.

Наружная дверь имеет поверхность класса А, а внутренняя - нет. Подшивка используется для крепления внутренней двери к внешней.Изогнутая или отбортованная часть наружной дверной панели загибается вокруг внутренней дверцы и загибается таким образом, чтобы не оставлять следов на поверхности внешней дверцы, но при этом в достаточной степени удерживает две части вместе.

Три основных типа кромки: закрытый, открытый и веревочный. Закрытый край полностью закрыт; открытый край открыт или обернут вокруг другой части. Кайма из веревки или петли используется, когда на детали требуется больший радиус или если металл не обладает пластичностью, необходимой для формирования замкнутой кромки.Проектирование закрытой кромки детали из высокопрочной стали требует проблем, так как вероятность появления трещин высока. ( Рисунок 10 ).

.

Анализ коэффициента k при гибке листового металла: Часть II

Рисунок 1
Коэффициент k определяется как смещение нейтральной оси во время гибки (t), деленное на толщину материала (Mt).

Примечание редактора: это вторая часть серии, охватывающей переменные, которые влияют на значение k-фактора при изгибе. Вы можете найти первую статью из этой серии, нажав здесь.

Из всех математических констант в прецизионном производстве листового металла выделяется k-фактор.Это базовое значение, необходимое для расчета допуска на изгиб (BA) и, в конечном итоге, вычета изгиба (BD). Можно сказать, что это изюминка прецизионной гибочной резинки. Правильно приготовьте ру, и вы на пути к приготовлению вкусной еды.

Краткий обзор

Нейтральная ось - это теоретическая область, лежащая на 50% толщины материала (Mt) в ненапряженном состоянии и плоская. Во время гибки эта ось смещается внутрь гибки. Значение k-фактора показывает, насколько далеко смещается нейтральная ось во время гибки.В частности, значение k-фактора представляет собой новое положение нейтральной оси после изгиба, обозначенное «t» на рис. , , деленное на толщину материала (k-фактор = t / Mt).

Это значение имеет много значений и различные факторы, влияющие на него, многие из которых мы рассмотрели в прошлом месяце. К ним относятся минимальный радиус изгиба, как в отношении толщины материала (как указано поставщиками материала), так и в качестве границы между «острым» и «минимальным» изгибом в воздушной форме. В последнем случае давление для формирования более значимо, чем давление для прокалывания, что в конечном итоге создает складку в центре изгиба.

Направление зерна также влияет на коэффициент k, как и толщина и твердость материала. В этом месяце я расскажу о дополнительных факторах, влияющих на k-фактор, а затем произведу расчет вручную.

Метод гибки

Ко всем переменным k-фактора, обсуждавшимся в прошлом месяце, добавлено еще несколько, первым из которых является метод формования: гибка воздухом, дно или чеканка. Во-первых, давайте вернемся назад и рассмотрим некоторые основы: изгиб дна или изгиб дна - это не то же самое, что чеканка.

При чеканке материал полностью контактирует со сторонами пуансона и со сторонами матрицы (см. Рисунок 2 ).В этот момент и далее материал подвергается экстремальной силе, настолько сильной, что наконечник пуансона проникает через нейтральную ось, а пуансон и матрица соединяются в положении, меньшем, чем толщина материала.

Это сильно истончает материал в нижней части хода. Эти тоннажные нагрузки достаточно велики, чтобы вызвать перестройку металлургической структуры, что позволяет создать минимальный радиус, который вам нужен. Очень острый, четкий внутренний радиус изгиба (Ir) обычно считается целью придуманного изгиба.

Для забивки дна, с другой стороны, требуется зазор между пуансоном и углом матрицы. Опускающийся наконечник пуансона заставляет материал оборачиваться вокруг пуансона; по мере того как пуансон продолжает прикладывать силу, материал принудительно раскрывается, чтобы соответствовать углу матрицы (см. , рис. 3, ).

Фактическое проседание происходит от толщины материала до примерно 20 процентов выше толщины материала, при этом только внутренний радиус изгиба сжимается под действием силы со стороны наконечника пуансона, что приводит к дальнейшему истончению материала в точке изгиба.

Рисунок 2
При чеканке материал полностью контактирует как с пуансоном, так и с матрицей. Сильное утонение снижает нагрузку на материал и, в свою очередь, приводит к тому, что коэффициент k будет меньше, чем он был бы во время забоя.

Пневмоформование, или пневматическая гибка, преобладает в современной прецизионной гибке (см. , рисунок 4 ). Формовка воздуха - это трехточечный изгиб; то есть инструменты контактируют с изгибом в трех точках - на конце пуансона и на двух радиусах, ведущих в отверстие матрицы.Расширение и сжатие материала во время формовки зависит от свойств материала.

В отличие от забивки или чеканки, воздушное формование создает плавающий радиус на основе процента отверстия матрицы, а угол определяется глубиной проникновения пуансона в пространство матрицы. Тоннажи относительно невелики по сравнению с дном и чеканкой. Для этого процесса также требуются точные листогибочные прессы и инструменты. Многие старые листогибочные прессы не подходят для гибки на воздухе.

Как каждый из этих методов гибки влияет на значение k-фактора? Формовка воздухом - это наш базовый метод определения k-фактора, нейтральной оси и BA.По сравнению с воздушным изгибом, у дна будет более высокое значение k-фактора. По крайней мере, одно исследование показало, что переключение с пневмоформовки на забой с использованием того же материала и инструментов увеличивает значение k-фактора на 15 процентов. Это происходит из-за значительной деформации радиуса.

Чеканка устраняет напряжения в материале. Это достигается с помощью давления, которое настолько велико, что весь металл по радиусу и на окружающих плоских участках доводится до предела текучести.Снятие напряжения является важным фактором, объясняющим, почему процесс чеканки устраняет пружинение. Это снятие внутреннего напряжения заставляет нейтральную ось перемещаться назад к внутренней поверхности изгиба по сравнению с положением нейтральной оси во время опускания.

Ширина матрицы

Как указывалось в прошлом месяце, когда вы увеличиваете толщину материала, k-фактор становится меньше, то есть если вы используете правильное отверстие матрицы для толщины материала. Но если вы увеличите толщину материала и сохраните ту же комбинацию пуансона и матрицы, произойдет другое явление.Формование большей толщины материала с использованием той же комбинации пуансона и матрицы увеличивает трение и снижает способность материала скользить по радиусу матрицы. Это увеличение вызывает большую деформацию материала на изгибе, что приводит к увеличению значения k-фактора.

Аналогично, если вы сохраните ту же толщину материала, но уменьшите ширину матрицы, коэффициент k увеличивается. Эксперименты показали, что чем меньше становится отверстие матрицы, тем больше k-фактор. Когда толщина материала остается постоянной, меньшая матрица требует значительно большего усилия для достижения того же угла изгиба.

Коэффициент трения

Коэффициент трения - это соотношение силы трения между любыми двумя объектами, когда они движутся друг относительно друга. Коэффициент кинетического трения - это сопротивление движению, сила «перетягивания» между двумя объектами, когда один движется мимо другого.

Коэффициент трения зависит от объектов, вызывающих трение, - в нашем случае от листового металла или пластины, скользящей по радиусам в верхних углах матрицы. Значение может быть от 0 (что означает отсутствие трения) до 1.

Что это значит для вас? По мере того, как металл становится тверже и / или толще, k-фактор уменьшается, как обсуждалось в прошлом месяце. Почему именно? Он возвращается к коэффициенту трения, а также к напряжению и давлению, возникающим во время штамповки.

Обзор компонентов

Напомним, если сказать, что коэффициент k «увеличивается», это означает, что нейтральная ось заканчивается ближе к середине толщины листа. Сказать, что k-фактор «уменьшается», означает, что нейтральная ось смещается дальше внутрь к внутренней поверхности изгиба.

Рисунок 3
При достижении дна (что отличается от чеканки) материал оборачивается вокруг нисходящего пуансона. Затем продолжающееся давление заставляет металл открываться против угла матрицы. Деформация материала по радиусу во время забивки приводит к тому, что k-фактор выше, чем он был бы при воздушной форме.

Итак, давайте рассмотрим ингредиенты гамбо с коэффициентом k, начиная с радиуса изгиба. Допустим, вы уменьшаете радиус внутреннего изгиба относительно толщины материала.Когда вы изгибаете волокно на небольшой радиус, вы можете вызвать растрескивание на внешней стороне изгиба. Когда вы заходите так далеко, что протыкаете линию изгиба на внутреннем радиусе изгиба слишком острым концом пуансона, зерна расширяются за пределами изгиба, заставляя нейтральную ось перемещаться внутрь, уменьшая k-фактор.

Когда вы меняете метод формования с воздушной формовки на нижнюю, коэффициент k увеличивается в ответ на деформацию и значительное уменьшение радиуса изгиба. Когда вы переходите от дна к чеканке, k-фактор уменьшается по мере снятия напряжения, и нейтральная ось перемещается ближе к внутренней поверхности изгиба.

Когда материал становится толще и тверже, коэффициент k уменьшается. Но если вы измените толщину материала, не меняя инструмента, сила изгиба изменится. По этой причине k-фактор имеет тенденцию увеличиваться с увеличением толщины материала, когда материал формируется на одной и той же комбинации пуансона и матрицы. Точно так же, если вы сохраняете постоянную толщину материала, но используете более узкую ширину матрицы, коэффициент k увеличивается.

Уровни точности

Теперь, когда вы знаете, как взаимодействуют ингредиенты, приступим к приготовлению.Прежде чем погрузиться в уравнения, просмотрите , рис. 5, , на котором показаны термины, используемые для этого обсуждения.

Опять же, для многих приложений использование среднего значения k-фактора 0,4468 достаточно близко. Фактически, я использовал это среднее значение k-фактора для формулы BA, многократно приведенной ранее в этом столбце:

BA = [(0,017453 × Ir) + (0,0078 × Mt)] × угол внешнего изгиба

Это «0,0078» - это результат π / 180 × 0,446, и это 0,446 - это наше среднее значение k-фактора.

Специалисты цеха также использовали другие быстрые методы расчета коэффициента k, один из которых основан на соотношении радиуса к толщине материала. Если радиус меньше двойной толщины материала, коэффициент k равен 0,33; если радиус более чем в два раза превышает толщину материала, коэффициент k равен 0,5. Это прекрасно работает, если вы, скажем, формируете ящики для самосвалов.

Но если вам нужно немного больше точности, выберите коэффициент k из таблицы, как на рисунке 6.

Измерение образцов

Если вам нужно даже на больше точности , вы можете рассчитать коэффициент k с нуля на основе некоторых тестовых изгибов.Как уже говорилось, изменение любой одной переменной может изменить наш k-фактор. В большинстве случаев для определения точного коэффициента k потребуется, по крайней мере, три образца для испытаний одного сорта материала и толщины, в идеале из одного и того же источника, изогнутого в одинаковых условиях, включая то же направление волокон.

Рисунок 4
Изгиб воздуха имеет плавающий радиус, который составляет процент от раскрытия матрицы.

Для расчета коэффициента k вам необходимо собрать некоторую информацию: в частности, BA и Ir.Измерьте каждый образец, определите среднее значение, а затем вставьте это значение в формулу k-фактора, к которой я вернусь позже.

Сначала измерьте образцы как можно точнее. Чтобы найти Ir, измерьте формованную деталь с помощью штифта или радиуса или, если вам нужна более высокая точность, оптического компаратора.

Измерение BA становится немного сложнее. Опять же, BA - это длина дуги нейтральной оси, которая, как уже говорилось, сместилась внутрь во время изгиба. Сначала измерьте плоский размер перед формовкой, затем найдите BA.

Измерение допуска на изгиб на 90 градусов

Если ваш изгиб равен 90 градусов, вы можете измерить общий внешний размер формованной детали, а затем вычесть Mt и измеренное Ir из внешнего размера фланца; это дает вам внутренний размер ноги. Сложите два внутренних размера ножек вместе, затем вычтите плоский размер, и вы получите BA:

Внутренний размер ножки для изгиба на 90 градусов = Внешний размер - Mt - Ir
Измеренные внутренние размеры ножек - Измеренные плоские = BA

Снова , это уравнение работает только для изгибов под углом 90 градусов, в основном из-за того, как радиус и размеры ножек соотносятся под углом 90 градусов.Технически говоря, это потому, что длина плоского участка пересекается с Ir в точке касания.

Больше или меньше 90 градусов

Чтобы измерить BA для изгибов с углами больше или меньше 90 градусов, все усложняется. Начните с измеренных точек на тестовом образце, затем положитесь на тригонометрию под прямым углом, чтобы определить внутренние размеры ноги.

Обратите внимание, что приведенные ниже уравнения тригонометрии - не единственные варианты. Вы можете обратиться к любому справочнику по тригонометрии в Интернете или в своей библиотеке, чтобы найти различные уравнения, которые позволят вам решить для разных сторон и углов прямоугольного треугольника.

Во-первых, давайте рассмотрим внешний угол менее 90 градусов. Рассмотрим внешний угол изгиба 60 градусов на рис. 7 . Следующие шаги относятся непосредственно к шагам, указанным на рисунке, и вам нужно будет повторить эти шаги для второй внутренней ноги.

Шаг 1: Измерьте размер A на испытательном образце.

Шаг 2: Добавьте Mt к размеру A, и вы получите размер B.

Рисунок 5
Здесь представлена ​​терминология, использованная для этого обсуждения.(щелкните изображение, чтобы увидеть полное изображение)

Шаг 3: С помощью такого устройства, как штыревой датчик, датчик радиуса или оптический компаратор, измерьте Ir.

Шаг 4: Расчет для внешнего понижения (OSSB): OSSB = [тангенс (угол внешнего изгиба / 2) × (Mt + Ir). OSSB дает сторону a зеленого треугольника. Поскольку внешний угол изгиба составляет 60 градусов, угол C зеленого треугольника равен 30, а угол B равен 60. Это позволяет вам решить для стороны b зеленого треугольника: b = a × синус B .Сторона b совпадает с размером C, который измеряется до точки касания на внешней поверхности материала. (Примечание: при этом угле изгиба размер C соответствует или очень близок к Mt; однако размер C будет меняться в зависимости от угла изгиба, поэтому мы используем OSSB для расчета истинного положения размера C.)

Шаг 5: Размер D такой же, как сторона c красного прямоугольного треугольника. Сторона a (гипотенуза) - это гора. Угол В фиолетового треугольника - это угол внешнего изгиба 60.Это означает, что угол C фиолетового треугольника равен 30 градусам (60 + 30 + 90 = 180). Если край материала составляет 90 градусов, угол B красного треугольника составляет 60 градусов (30 + 90 + 60 = 180). Теперь вы можете найти сторону c красного треугольника: c = a × косинус B .

Шаг 6: Теперь, когда вы знаете размеры B, C и D, вы можете вычислить размер E: E = B - (C + D).

Шаг 7: С размером E теперь у вас есть сторона b фиолетового треугольника.Имея известные углы фиолетового треугольника, вы можете решить для стороны a , что дает размер F, внутреннюю длину ветви: a = b / косинус C .

Что делать, если у вас есть заготовка с внешним углом изгиба более 90 градусов? Как показано на рис. 8 , вы следуете аналогичному процессу, начиная с ваших измеренных размеров на тестовом образце и «проходя» по правильным треугольникам, пока не найдете внутренний размер ноги. И, как и раньше, повторяете эту процедуру для другой ноги.

Шаг 1: Измерьте размер A на испытательном образце.

Шаг 2: С помощью такого устройства, как штыревой датчик, датчик радиуса или оптический компаратор, измерьте Ir.

Шаг 3: Размер B такой же, как сторона c красного прямоугольного треугольника. Сторона a (гипотенуза) - это гора. При смежных углах 30 и 90 угол B должен составлять 60 градусов (30 + 90 + 60 = 180). Теперь вы можете найти сторону c : c = a × косинус B

Шаг 4: После вычисления размера B вы можете найти C: C = A - B

Рисунок 6
Эта общая диаграмма коэффициента k, основанная на информации из Руководства по машинному оборудованию, дает вам средние значения коэффициента k для различных приложений.Термин «толщина» относится к толщине материала. Среднее значение k-фактора, равное 0,4468, используется в большинстве случаев гибки.

Шаг 5: Вы измерили Ir. Чтобы найти сторону a синего треугольника, рассчитайте внутреннее понижение (ISSB): ISSB = [тангенс (угол внешнего изгиба / 2) × Ir .

Шаг 6: Вы знаете, что сторона a синего треугольника - это ISSB. Вы также знаете, что угол C должен составлять 30 градусов (60 + 90 + 30 = 180). Теперь вы можете найти сторону b синего треугольника, что даст вам размер D: b = a × синус B .

Шаг 7: Теперь, когда вы знаете размер D, вы можете найти E: E = C - D. Это дает вам сторону b фиолетового треугольника.

Шаг 8: Таким образом, вы можете найти для стороны фиолетового треугольника, что дает вам размер F, внутреннюю длину ноги: a = b / косинус C.

Поздравляем, вы нашли внутренние размеры ног! Теперь, как вы это делали для изгиба на 90 градусов, сложите два внутренних размера опоры вместе и вычтите размер плоскости, чтобы определить BA:

Измеренные внутренние размеры опоры - Измеренные плоские размеры = BA

Наконец… Расчет для k

Когда у вас есть Ir и BA для ваших испытательных образцов, вы можете подставить эти значения в следующее уравнение:

k-фактор = [(180 × BA) / (π × угол внешнего изгиба × Mt)] - (Ir / Mt)

Затем вы можете повторять это до тех пор, пока у вас не будет как минимум трех тестовых образцов, после чего вы можете усреднить свой результат k-фактора.Это дает вам рассчитанный пользователем k-фактор для приложения.

Y-фактор

Но подождите, это еще не все! Вы можете добиться еще большей точности. Если вам известен k-фактор, вы можете использовать его для расчета Y-фактора, который учитывает определенные напряжения материала.

Что такое Y-фактор и как он соотносится с k-фактором? Это очень близкие отношения. И Y-, и k-факторы влияют на окончательное удлинение изгиба во время изгиба, и один из них напрямую связан с другим.Фактически, чтобы вычислить Y-фактор, вам нужно знать k-фактор.

Рисунок 7
Это показывает один из способов использования прямоугольной тригонометрии для «обхода треугольников» и вычисления внутреннего размера ноги (размер F) изгиба с внешним углом 60 градусов.

Программное обеспечение для автоматизированного проектирования, которое вы используете, может использовать Y-фактор вместо k-фактора при вычислении BA и BD, что позволяет вам создавать более точные развертки для вашей детали из листового металла.Вы можете использовать Y-фактор в диаграмме, такой как та, что опубликована в мартовском выпуске Bending Basics за март 2018 года. (Посетите сайт www.thefabricator.com и введите «K-факторы, Y-факторы и точность гибки листогибочного пресса» в строке поиска.) В качестве альтернативы, если вы знаете свой k-фактор, вы можете рассчитать Y-фактор с помощью следующей формула:

Y-фактор = (k-фактор × π) / 2

Если вы действительно используете Y-фактор, вам нужно будет внести некоторые корректировки в свои расчеты изгиба. В частности, вам нужно будет использовать другую формулу для расчета BA:

BA = [(π / 2) × Ir] + (Y-фактор × Mt) × угол внешнего изгиба / 90)

A Sweet Gumbo

Со всем этим у вас есть все, что нам нужно, чтобы вставить ваш индивидуальный k-фактор и (при желании) Y-фактор в ваши расчеты изгиба.Давайте рассмотрим только что пройденные шаги, а затем рассмотрим знакомые уравнения изгиба:

1. Согните как минимум три тестовых образца.

2. Измерьте детали, чтобы найти Ir и BA.

3. Рассчитайте коэффициент k:

коэффициент k = [(180 × BA) / (π × угол внешнего изгиба × Mt)] - (Ir / Mt).

4. Для большей точности найдите Y-фактор:

Y-factor = (k-factor × π) / 2

Рисунок 8
Это показывает один из способов использования прямоугольной тригонометрии для расчета внутреннего размера ноги вашего испытательного образца.

Теперь при подготовке деталей к производству вставьте вычисленный k-фактор (и Y-фактор, если необходимо) в уравнения BA. Это позволит набрать BD, размеры плоской компоновки и, следовательно, общую точность гибки:

BA с коэффициентом k = {[(π / 180) × Ir] + [(π / 180 × k-фактор) × Mt)] × Внешний угол изгиба

BA с Y-фактором = BA = [(π / 2) × Ir] + (Y-фактор × Mt) × (Внешний угол изгиба / 90)

OSSB = [Касательная (угол изгиба / 2) × (Mt + Ir)

BD = (2 × OSSB) - BA

С коэффициентом k, рассчитанным для данного материала, у вас есть то, что вам нужно для некоторых отличный соус, сладкий и достаточно крепкий, чтобы хорошо сочетаться со всеми остальными ингредиентами, такими как ширина матрицы, метод формования и коэффициент трения.

Нужен ли такой ру для каждого изгиба? Конечно нет. Фактически, общепринятый k-фактор 0,4468 отлично подходит для повседневного использования. Но для некоторых приложений, особенно там, где вам действительно нужно набрать точность, пользовательский k-фактор и Y-фактор могут оказаться недостающими ингредиентами, которые вам нужны.


k-фактор… или K-фактор?

Теперь, когда вы знаете все о k-факторе, вы пролистываете инженерные учебники или исследуете онлайн и натыкаетесь на K-фактор.Не k-фактор, а k-фактор. Запутались, или разницу заметили?

Коэффициент k («k» не пишется с заглавной буквы) используется для расчета смещения нейтральной оси во время гибки. K-фактор (с заглавной буквой «K») используется для расчета внешнего ограничения (OSSB). Вам необходимо знать OSSB, прежде чем делать какие-либо изгибы, потому что вы используете его для определения удержания изгиба (BD), а также местоположения касательной и радиуса изгиба.

По сравнению с k-фактором (для смещения нейтральной оси), K-фактор вычислить несложно.K-фактор - это просто тангенс половины угла изгиба. K-фактор для изгиба под углом 90 градусов всегда: K = tan (90/2) = 1. K-фактор для изгиба под 60 градусов: K = tan (60/2) = 0,5773 . Фактически, это часть вычисления OSSB, которое я использовал в этом столбце:

OSSB = [Касательная (угол изгиба / 2) × (Mt + Ir)

Видите коэффициент K? Он находится в первой половине уравнения: Касательная (угол изгиба / 2) . (Кстати, использование внешнего или внутреннего угла изгиба при расчете OSSB зависит от метода плоской компоновки.Для получения дополнительной информации см. Основы применения функций изгиба.)

.

Смотрите также