Как правильно рассчитать размер заготовки перед гибкой металла

На любом гибочном производстве регулярно возникают ситуации, при которых необходимо произвести предварительный расчет для точной гибки металла. Зачастую необходимость в подобных вычислениях возникает в небольших цехах, располагающих ресурсами малой и средней механизации. Под малыми и средними ресурсами подразумевается применение полуавтоматических, или ручных листогибочных механизмов.

Ситуация может сложиться таким образом, что оператор, проведя сбор данных о длине полок, суммирует длину необходимых заготовок, производит их резку и после завершения этапа гибки в результате получает изделие, не соответствующее точным данным. В зависимости от степени сложности изготавливаемого изделия и количества произведенных гибов погрешности могут быть достаточно значительными.

Причина полученных неточностей может крыться в отсутствии учета таких показателей, как толщина используемого металла, радиус производимой гибки и так называемый К-фактор (коэффициент положения нейтральной линии).

Вот об этом и будет рассказано в этой статье.

На самом деле проведение расчетов необходимых размеров заготовки не составляет труда. Главное понимать, что для проведения расчетов требуется знать не только длину полок (именно прямых участков), но и учитывать длину криволинейных отрезков, образующихся в результате пластической деформации металла в процессе гибки.

Для этих целей можно воспользоваться специальными формулами из книг и ресурсов, которые будут указаны в конце статьи. Оттуда можно почерпнуть все необходимые сведения, прописанные там “умными людьми”.

Далее следует, что для правильного расчета развертки детали (длины заготовки), который позволит после гибки получить заготовку заданных размеров, необходимо понять правильный алгоритм проведения расчета.

Отсюда следует, что если требуется поверхность полки А без деформаций (если там вдруг потребуется просверлить отверстия), то производить расчет необходимо по варианту 1. Если имеется необходимость в расчете общей высоты полки А, то расчет производится по варианту 2.

Вариант 1 (с припуском)

Для этого потребуется:

• Определить К-фактор, основываясь на справочной информации;
• Разделить контур изгибаемой заготовки на элементы, которые будут представлять собой отрезки прямой и части окружности;
• Далее необходимо суммировать длины полученных отрезков. При этом суммирование прямых участков производится без изменений, а размеры криволинейных участков - с учетом деформации материала и, как следствие, смещения нейтрального слоя.

К примеру, для заготовки с одним гибом формула будет следующая:

Где X1 – длина первого прямого участка, Y1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.

При этом следует учитывать, что длина каждой полки просчитывается по отдельности, прежде чем задавать точку перемещения заднего упора станка.

В этом случае расчет будет производиться следующим образом.

Y1 + BA1 + X1 + BA2 +...т.д.

Длина формулы зависит от количества переменных.

Вариант 2 (с вычетом)

Как показывает практика, это самый распространенный вариант проведения расчетов для проведения операции на гибочных станках с поворотной балкой

Для расчета по такому варианту нам потребуется:

• Определить К-фактор, основываясь на справочной информации;
• Разделить контур изгибаемой заготовки на элементы, которые будут представлять собой отрезки прямой и части окружности;
• Далее производятся соответствующие расчеты: длины прямых участков суммируются без изменения, а длины вычетов – соответственно, вычитаются.

В этом варианте возникает новое понятие: внешняя граница гибки, обозначенная на рисунке ниже пунктирной линией.

В этом случае для определения длины вычета нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.

Формула длины заготовки по варианту 2 выглядит следующим образом:

Где Y2, X2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.

Вычет (BD):

Внешняя граница гибки (OS):

Как и в прошлых вариантах расчет каждой операции производится последовательно. Это позволит точно определить длину каждой полки.

(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) +.. и т.д.

Графически это будет выглядеть так:

Важный момент заключается в том, что размер вычета (BD) при последовательном расчете производить нужно правильно. Здесь не просто сокращается двойка. В начале высчитывается весь BD, а уже замет полученный результат делится пополам.