Неправильно спроектированная деталь может расстроить вашего специалиста по листогибочным прессам, привести к некачественной продукции, снизить уровень брака, и вот так… ваша прибыль исчезнет. Хорошая новость в том, что этого можно избежать. Немного предусмотрительности и знание основ гидравлики помогут. листогибочный пресс правила проектирования, Многие распространенные проблемы, связанные с опалубкой, волшебным образом исчезнут.
Минимальная высота фланца
Какова минимально возможная высота фланца в данной детали? Это зависит от способа гибки, размера отверстия матрицы, радиуса матрицы, радиуса носика пуансона и метода формовки.
При прямолинейном изгибе (см. рис. 1) высота фланца должна быть как минимум в два раза больше толщины материала плюс внутренний радиус изгиба. Это работает в идеальных условиях, при условии правильного соотношения ширины матрицы и радиуса изгиба. Обстоятельства могут различаться в зависимости от конкретной операции гибки, но это правило минимальной высоты фланца остается в силе. Следует отметить, что это не касается минимальной высоты при определенной ширине матрицы, это другая, но связанная тема, которую я рассмотрю в одной из следующих статей.
Факторы штампа
Размер отверстия матрицы и радиус матрицы (см. рис. 2) играют важную роль, когда высота фланца находится на минимальном уровне или близка к нему. Радиусы матриц листогибочных прессов могут иметь либо острый край, либо сложный радиус.
Радиусы штампов с острыми кромками предназначены для обработки коротких фланцев. Углы со сложным радиусом предназначены для уменьшения количества следов от штампа на детали после формовки, вызванных кинетическим трением между листовым металлом и штампом. Когда пуансон прикладывает усилие, он вдавливает материал в пространство штампа, создавая изгиб. Та же самая сила, направленная вниз, прикладывается к радиусу штампа. По мере того, как деталь вдавливается в пространство штампа, она тянет лист по радиусу штампа; это движение может повредить поверхность материала.
Если ваш штамп имеет сложный или большой радиус на обоих углах, формула — Минимальный фланец = 2Mt + Ir — может оказаться недействительной. Почему? Потому что край листа может не зацепиться за край штампа, и заготовка, вероятно, резко захлопнется в пространстве штампа. Если деталь все же зацепится, изгиб может оказаться неприемлемым, поскольку каждый последующий изгиб будет немного отличаться от предыдущего. Если вам нужно согнуть очень короткие фланцы, обычно требуется штамп с острым радиусом.
Один из вариантов — использовать меньшую ширину матрицы, где сложный радиус может зацепиться за фланец и обеспечить изгиб. Но у вас возникнут и другие проблемы, главная из которых — усилие на разрыв. В итоге пуансон может упернуться в меньшую матрицу, что изменит внутренний радиус изгиба, припуск на изгиб и вычет за изгиб.
Идеальный изгиб – это изгиб, при котором внутренний радиус изгиба равен толщине материала. Здесь применяется правило 8x для выбора матрицы: ширина матрицы или отверстия равна восьмикратному значению толщины материала. Можно безопасно использовать матрицу с отверстием 6x, что позволит матрице зацепиться за край фланца и выполнить изгиб. Однако необходимо убедиться, что вы знаете, как безопасно использовать матрицу с шириной 6x, поскольку неправильное использование или перегрузка могут повредить оснастку и листогибочный пресс, а в худшем случае – травмировать оператора.
Факторы штампа
Если сформировать фланец, сужающийся к линии изгиба, вы увидите значительную деформацию в месте изгиба (см. рис. 3). Как только конусность начинает выступать за пределы зазора матрицы, фланец перестает поддерживаться плечом и радиусом матрицы. Материал, поддерживаемый радиусом матрицы, будет изгибаться вверх, как и положено. Однако сужающаяся, незакрепленная часть фланца будет изгибаться вниз от радиуса матрицы к центру изгиба, в противоположном направлении от необходимого. Это создает выпуклую область вдоль изгиба и вызывает скручивание детали под пуансоном. Это скручивание приведет к уменьшению угла изгиба и высоты фланца, что обычно выводит заготовку за пределы допуска.
Можно использовать меньшее отверстие матрицы, но это лишь ограничит размер деформированной области, поэтому использование меньшей ширины матрицы — не лучший вариант. Решающим вариантом будет изменение конструкции детали таким образом, чтобы внутренний край конуса заканчивался в точке, равной двум толщинам материала плюс радиус (см. рисунок 4).
Однако в некоторых случаях изменить конструкцию невозможно, так что же делать? Другой вариант может спасти ситуацию. Обмотка — один из способов исправить разрыв фланца. Опять же, проблема заключается в том, что часть фланца изгибается вверх, а часть — вниз, что вызывает различные проблемы с размерами и углами.
В таких случаях может потребоваться добавить дополнительный материал к процессу формовки. Обмоточный материал должен быть того же типа или прочнее, равен или толще материала заготовки и, конечно же, представлять собой цельный кусок без сужения. При выборе толщины обмотки следует руководствоваться здравым смыслом, поскольку четких правил нет.
После того, как вы определитесь с материалом и толщиной обмотки, вы можете использовать немного математики для расчета новой суммарной толщины. Добавьте толщину материала обмотки к толщине заготовки, затем рассчитайте новое отверстие матрицы, способное сформировать новую суммарную толщину. Вы будете сгибать две детали материала одновременно, и ваши расчеты гибки должны учитывать это (см. рисунок 5).
Варианты методов формования
Вероятно, вы используете метод воздушной формовки (или воздушной гибки) для изготовления деталей, и это хорошо, если вы понимаете, как это работает. При воздушной формовке внутренний радиус изгиба изменяется в процентах от диаметра отверстия матрицы. К сожалению, этот метод формовки может сделать заготовку восприимчивой к скручиванию и деформации в случае слишком коротких фланцев.
Методы штамповки и чеканки отличаются тем, что при них внутренний радиус изгиба выдавливается в материал. Кроме того, эти методы связаны с малым внутренним радиусом изгиба и небольшим радиусом носовой части пуансона. Это создает ситуацию с острым изгибом, чего обычно следует избегать при формовке воздухом.
При чеканке, конечно, цель состоит в создании острого внутреннего радиуса, и это один из вариантов для гибки нижней части заготовки. В некоторой степени эти методы формования могут уменьшить деформацию, возникающую в коническом фланце, за счет более глубокого вдавливания материала в матрицу. Тем не менее, это не лучший вариант, поскольку некоторая конусность и скос изгиба все равно будут присутствовать, даже после того, как вы потратите время на подгонку задних и боковых упоров.
Не забывайте, что выполнение формовки с помощью доводчиков или штамповки значительно увеличивает тоннаж формовки. Также имейте в виду, что если вы переходите от пневматической формовки к формовке с помощью доводчиков или штамповки, вам также необходимо будет учесть изменение припуска на изгиб и вычета за изгиб.
Учитывайте высоту фланца.
Еще раз отметим, что все это относится к минимальному размеру фланца для данной детали, а не к минимальному возможному размеру фланца над данным отверстием матрицы — это смежная, но другая тема, которую я рассмотрю в одной из следующих статей.
В любом случае, при проектировании деталей высота фланца должна быть как минимум в два раза больше толщины материала плюс внутренний радиус изгиба, особенно если фланец сужается. Перепроектирование детали может быть невозможно, но два варианта, обсуждавшиеся здесь — обмотка и выбор альтернативного метода гибки — могут спасти ситуацию.
Чтобы узнать больше о наших продуктах, посетите наш сайт и подпишитесь на нашу рассылку. YouTube-канал
