Качество, надежность и производительность - с доставкой
[email protected]
Artizono

Техника изготовления изгибов: объяснение

Последнее обновление:
10 июня, 2024
Поделитесь своим мнением:

Оглавление

Гибка - это метод формовки, при котором металлическим листам и профилям придают определенную кривизну или угол под воздействием штампа. Гибка может выполняться на обычном прессовом станке или на специализированном оборудовании.

Типы изгибаемых деталей

Существует множество типов изгибаемых деталей, используемых в железнодорожных пассажирских вагонах, основные из которых перечислены в таблице 3-83.

Таблица 3-83: Типы Запчасти для изгиба в железнодорожных пассажирских вагонах

Серийный номерТипФорма детали, названиеИспользуемое оборудование
1Сложенные детали
Балка усиления наружной панели

Столб
Гибочный станок с ЧПУ
2Прессованные детали
Зажим для трубы

Тарелка
Пресс машина

Пластина нижней крышки боковой балки тележки
Гидравлическая машина
3Сгибаемый в рулон компонент
Панель крыши в легковых автомобилях
Тарелка Прокатная машина

Согнутая балка из алюминиевого профиля
Профилепрокатный станок
4Вытянутый компонент
Крыша Изогнутая балка
Сгибание профиля Машина
5Холодногнутый компонент
Рифленый пол из нержавеющей стали

Боковая балка
Производственная линия холодной гибки

Материал для гнутых компонентов

Основными материалами для гнутых деталей пассажирских вагонов являются следующие:

  • Листы и горячекатаные профили из углеродистой конструкционной стали: Q235C;
  • Стальные листы, устойчивые к атмосферным воздействиям: 05CuPCrNi, 09CuPCrNi-B, 09CuPCrNi-A;
  • Листы из низколегированной высокопрочной стали: Q345R, S275J2G3, S355J2G3, S275J2G3W;
  • Высокопрочные закаленные листы конструкционной стали: Q460, Q500, Q550, Q620, Q690;
  • Листы из нержавеющей стали: SUS301L-LT, SUS301L-DLT, SUS301L-ST, SUS301L -HT, SUS304 (0Cr18Ni9), 1.4003;
  • Плиты и профили из алюминиевых сплавов: 5A02, 5052, 5083, 6005A, 6083, 7005, 7020.

Процесс производства гнутых компонентов

Методы гибки

Основные методы гибки гнутых деталей пассажирских вагонов включают в себя следующие:

(1) Складывание

Этот процесс включает в себя использование фальцовочная машина и штампов для выполнения прямолинейной гибки листового металла. Характерной особенностью этого метода является использование штампов общего назначения, формирующих один изгиб за ход, при этом угол изгиба точно контролируется ходом, как показано на рис. 3-89.

Рисунок 3-89 Складывание
Рисунок 3-89 Складывание

(2) Гибка в штампе

Наиболее распространенный метод гибки, при котором для выполнения любой формы гибки листового металла используется прессовая машина и штампы, как показано на рисунке 3-90.

Рисунок 3-90 Гибка в штампе
Рисунок 3-90 Гибка в штампе

a) Гибка трубных зажимов
b) Изгиб крышки

3) Гибка рулонов

Гибка валков - это процесс формообразования заготовок из листового металла и профилей на валковой гибочной машине, как показано на рисунке 3-91.

Рисунок 3-91 Формирование валковой гибки
Рисунок 3-91 Формирование валковой гибки

4) Чертежный сгиб

Волочильная гибка предполагает придание определенного профиля экструдированному и согнутому металлическому листу на лентогибочной машине, прикладывая одновременно осевое растягивающее усилие и изгибающий момент.

Этот процесс изменяет внутренние условия напряжения в заготовке, заставляя поперечное сечение находиться под растягивающим напряжением, что помогает избежать дефектов морщинистости, увеличивает объем пластической деформации, уменьшает обратную пружину и повышает точность гибочной формовки, как показано на рисунке 3-92.

Рисунок 3-92 Чертеж формирования гибки
Рисунок 3-92 Чертеж формирования гибки

5) Формование пинов

Упрочнение - это процесс, при котором зубчатый штамп на упрочняющем молоте, способный совершать движения внутрь и наружу, заставляет материал растягиваться и сжиматься, постепенно вызывая деформацию изгиба и растяжения в заготовке (рис. 3-93).

Рис. 3-93 Формование под давлением
Рис. 3-93 Формование под давлением

6) Холодная формовка

Холодная штамповка предполагает использование нескольких продольно расположенных валков для непрерывной гибки металлических листов, таких как рулон или полоса, в определенные профили.

Холодная штамповка - это новый материалосберегающий, энергоэффективный и высокопроизводительный процесс и технология обработки металлов давлением, как показано на рисунке 3-94.

Рисунок 3-94 Холодная штамповка
Рисунок 3-94 Холодная штамповка

Выбор методов гибки

Существует шесть широко используемых методов гибки штампованных деталей для рельсового транспорта. Выбор делается в зависимости от формы детали, материала, размера партии, условий эксплуатации оборудования и требований к качеству, а также с учетом экономической эффективности.

1) Формирование изгибов

Формирование изгибов является первым выбором, поскольку в нем обычно используются универсальные формы, которые просты и легко подготавливаются. Оснащение гибочной машины соответствующей пресс-формой позволяет формировать толстолистовые охватывающие детали, для которых ранее требовались большие пресс-формы.

2) Чертежный сгиб

Для различных гнутых профилей малого сечения, горячекатаной стали и экструдированных профилей из алюминиевых сплавов с большим радиусом кривизны выбирают вытяжную гибку.

3) Формование штампов

Для крупносерийного производства небольших гнутых деталей предпочтительным методом является штамповка, например, для деталей трубных зажимов и небольших швеллеров (рис. 3-95).

Рисунок 3-95 Детали, согнутые в пресс-форме
Рисунок 3-95 Детали, согнутые в пресс-форме

a) Зажим для трубки
б) Малое канальное железо

(4) Формовка молота

Угловые профили предпочтительно формируются путем забивки, а затем гибки вальцами или волочением.

(5) Холодная гибка

Для заготовок длиной более 4 м и со сложной формой поперечного сечения выбирают холодную гибку.

(6) Выбор на основе размера партии

Для формовки больших крышек метод выбирается в зависимости от объема производства. Для больших партий выбирается формовка, а для небольших - гибка.

Пружинистость при изгибе

Под пружинящим отгибом понимается упругая деформация материала после изгиба штампованной детали, вызывающая изменение угла и радиуса галтели заготовки (Рисунок 3-96).

Рисунок 3-96: Изменения кривизны и угла, вызванные пружинящим изгибом
Рисунок 3-96: Изменения кривизны и угла, вызванные пружинящим изгибом

α1) угол наклона пуансона
α2) угол изогнутой части после разгрузки
2Δa) величина пружинящего отката.

(1) Факторы, влияющие на пружинистость

1) Чем выше предел текучести материала и чем больше модуль упругости, тем больше откат.

2) Чем меньше относительный радиус изгиба R/t изгибаемой части, тем меньше пружинящая отдача.

3) Чем больше отверстие V-образной формы, тем больше пружинящий эффект. Чем глубже вогнутая форма U-образной детали, тем меньше пружинящий эффект.

4) Чем меньше зазор в пресс-форме, тем меньше отклонение пружины.

5) Корректированный изгиб имеет меньшую пружинистость, чем свободный изгиб, и чем больше корректирующая сила, тем меньше пружинистость.

(2) Меры по преодолению пружинящего отката

1) Улучшите конструкцию гнутой детали, уменьшите r/t настолько, насколько это возможно в пределах допустимого диапазона свойств материала и структуры, или добавьте усиливающие элементы в зоне изгиба, чтобы увеличить жесткость детали и подавить пружинящий откат (Рисунок 3-97).

Рисунок 3-97: Подавление пружинящей нагрузки при угле изгиба за счет использования усиленных ребер жесткости.
Рисунок 3-97: Подавление пружинящей нагрузки при угле изгиба за счет использования усиленных ребер жесткости.

2) Сгибание осуществляется методом фальцовки.

3) Для профилей с большой кривизной используется метод вытяжной гибки.

4) Для гибки штампов вместо свободной гибки используется корректирующая гибка (рис. 3-98).

Рисунок 3-98: Преодоление пружинящего отката с помощью корректирующего метода.
Рисунок 3-98: Преодоление пружинящего отката с помощью корректирующего метода.

5) Выберите подходящую конструкцию гибочного штампа для компенсации пружинной нагрузки (рис. 3-99).

Рисунок 3-99: Преодоление пружинящего отката с помощью методов компенсации
Рисунок 3-99: Преодоление пружинящего отката с помощью методов компенсации


a) Компенсация небольших разрывов
b) Вогнутая компенсация в нижней части пуансона
c) Компенсация одноуглового изгиба V-образного штампа
d) Компенсация одноуглового изгиба V-образного штампа

Трещины при изгибе

Трещины при изгибе - одна из форм разрушения гнутых деталей. Основной причиной возникновения трещин при изгибе является слишком малый радиус изгиба относительно материала, превышающий величину деформации, которую может выдержать материал.

Минимальный радиус изгиба (rмин) означает наименьший радиус внутреннего угла, на который можно согнуть деталь без повреждения листового металла.

Обычно используется относительный минимальный радиус изгиба (rмин/т) представляет собой предел формования при гибке. Чем меньше это значение, тем более благоприятны условия для гибки и формовки.

(1) Факторы, влияющие на минимальный радиус изгиба

1) В основном это связано со скоростью удлинения материала. Чем больше скорость удлинения, тем меньше минимальный радиус изгиба.

2) Чем выше гладкость поверхности и гладкость поперечного сечения металлического листа, тем меньше минимальный радиус изгиба.

3) Минимальный радиус изгиба линии изгиба, перпендикулярной направлению волокна, меньше, чем параллельной направлению волокна (рис. 3-100).

Рисунок 3-100: Влияние ориентации волокна на соотношение r/t
Рисунок 3-100: Влияние ориентации волокна на соотношение r/t

(2) Методы улучшения предела прочности материала на изгиб

1) Материалы, прошедшие закалку холодной деформацией, могут быть подвергнуты термообработке перед гибкой.

2) Удалите заусенцы на обоих концах линии сгиба для улучшения гладкости.

3) Для материалов с низкой пластичностью или толстых материалов можно использовать нагрев для гибки.

4) Для гибки более толстых материалов, если позволяет конструкция, перед гибкой можно сделать технологическую канавку (рис. 3-101).

Рисунок 3-101: Изгиб после создания технологической канавки
Рисунок 3-101: Изгиб после создания технологической канавки

Расчет размера заготовки для гнутых деталей

Принцип расчета размера гнутой заготовки заключается в измерении длины нейтрального слоя. Конкретный метод предполагает разделение детали на прямые и изогнутые дуговые участки, расчет длины по отдельности, а затем их сложение, как показано на рис. 3-102.

Рисунок 3-102: Расчет длины разлета деталей
Рисунок 3-102: Расчет длины разлета деталей

a) Часть
б) Сегментация частей

Длина детали в разброс:

L = a1 + a2 + a3 + l1 + l2 + l3 + l4

Длина распространения части дуги в соответствии с нейтральным слоем:

l = παρ/180 = 0,01745αρ

Где:

  • l - длина распространения нейтрального слоя (мм);
  • ρ - радиус нейтрального слоя (мм);
  • α - центральный угол изгиба (в градусах).

Формула для вычисление радиуса нейтрального слоя (рис. 3-103):

ρ = r + xt

Рисунок 3-103: Радиус нейтрального слоя
Рисунок 3-103: Радиус нейтрального слоя

Где:

  • r - радиус изгиба (мм);
  • x - коэффициент положения нейтрального слоя (мм), см. табл. 3-84;
  • t - толщина материала (мм).

Таблица 3-84: Коэффициент положения нейтрального слоя

р/тФракция(1)3/105/168/251/312/355/143/82/55/123/7-
Десятичные(2)0.30.31250.320.3330.3430.3570.3750.40.4170.429-
x(3)0.1940.1990.2010.2060.2090.2130.2190.2260.2300.233-
р/тФракция(1)4/912/251/28/155/94/73/55/82/37/105/7
Десятичные(2)0.4440.480.50.5330.5550.5710.60.6250.6670.70.714
x(3)0.2370.2450.250.2570.2610.2640.2700.2740.2810.2860.288
р/тФракция(1)3/44/55/66/78/9110/98/76/65/44/3
Десятичные(2)0.750.80.8330.8570.88911.1111.1431.21.251.333
x(3)0.2940.3010.3050.3080.3120.3250.3360.3400.3450.3450.356
р/тФракция(1)7/510/73/28/55/312/716/915/8225/1215/7
Десятичные(2)1.41.4291.51.61.6671.7141.7781.87522.0832.143
x(3)0.3620.3640.3690.3760.380.3840.3870.3930.4000.4050.408
р/тФракция(1)20/916/712/55/28/320/7325/816/510/324/7
Десятичные(2)2.2222.2862.42.52.6672.85733.1253.23.3333.429
x(3)0.4120.4150.4200.4240.3410.4390.4440.4490.4510.4560.459
р/тФракция(1)7/225/715/4425/630/735/840/99/225/55
Десятичные(2)3.53.5713.7544.1674.2864.3754.4444.54.85
x(3)0.4610.4630.4690.4760.4800.4830.4850.4870.4880.4950.500

Как правило, длина разлета гнутой детали рассчитывается с помощью описанного выше метода. Однако из-за различий в свойствах материалов, изменяющихся углов изгиба и допусков на толщину листа возможны некоторые погрешности.

Поэтому для заготовок с высокими требованиями к точности следует проводить экспериментальную проверку и при необходимости вносить коррективы.

Расчет изгибающей силы

(1) Изгибающая сила при воздушном изгибе

Усилие изгиба для V-образных деталей:

Fa=0,6 КБт2Rm/(r+t)

Усилие изгиба для U-образных деталей:

Fa=0,7 КБт2Rm/(r+t)

Где,

  • Fa - Изгибающее усилие в конце хода сжатия при свободном изгибе;
  • B - ширина согнутой части;
  • t - толщина изгибаемого материала;
  • r - внутренний радиус изгиба изгибаемой части;
  • Rm - Прочность материала на разрыв;
  • K - коэффициент безопасности, обычно K=1,3.

(2) Изгибающее усилие при корректирующем изгибе

Fкорр = Ap

Где,

  • Fкорр - Напряжение при коррекционном изгибе;
  • A - область проекции корректирующей части;
  • p - корректирующая сила на единицу площади, ее значение см. в таблице 3-85.

Таблица 3-85: Корректирующая сила, p(Единица измерения: МПа)

МатериалТолщина материала
≤1>1~2>2~5>5~10
Алюминий10~1515~2020~3030~40
Латунь15~2020~3030~4040~50
10~20 сталь20~3030~4040~5050~70
25~35 сталь30~4040~5050~7070~100

(3) усилие удара или усилие держателя заготовок, если гибочный штамп оснащен устройством пуансона или устройством держателя заготовок, может быть приблизительно равна от 30% до 80% от усилия свободного изгиба. То есть,

FY =(0.3~0.8)Fa

(4) Определение тоннажа пресса для свободной гибки с держателем заготовки

Fнажмите ≥ (1.2~1.3) (Fa + FY)

Для корректирующего сгибания

Fнажмите ≥ (1.2~1.3) Fкорр

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Запрос БЕСПЛАТНОГО предложения
Контактная форма

Последние сообщения
Будьте в курсе новых и интересных материалов на различные темы, включая полезные советы.
Поговорите с экспертом
Свяжитесь с нами
Наши инженеры по продажам готовы ответить на любые ваши вопросы и предоставить быстрое предложение с учетом ваших потребностей.

Запросить индивидуальное предложение

Контактная форма

Запрос индивидуального предложения
Получите индивидуальное предложение с учетом ваших уникальных потребностей в обработке.
© 2024 Artizono. Все права защищены.
Получить бесплатную цитату
Вы получите наш квалифицированный ответ в течение 24 часов.
Контактная форма