Комплексный анализ параметров процесса гибки листового металла для обеспечения высокой точности гибки.

Для достижения большей точности при гибке листовых металлических деталей лифтов, Гибка листового металла Параметры процесса, В цехе листогибочных работ были тщательно измерены радиусы изгиба (R-угол) широко используемых материалов, таких как SPC, SPHC, SUS304 и 804-GG, при угле 90° с использованием листогибочного пресса с ЧПУ. Для определения точного радиуса изгиба использовался оптический измерительный прибор, а для точного расчета коэффициента изгиба — штангенциркуль.

Результаты испытаний предоставляют ценные справочные данные, помогающие выбрать оптимальный инструмент для гибки. Это способствует повышению точности определения R-угла в процессе гибки и значительно улучшает точность расчетов размеров.

Значение испытаний при гибке листового металла

Радиус изгиба (внутренний радиус R) и коэффициент изгиба являются критически важными параметрами, напрямую влияющими на качество процесса гибки листового металла. На радиус изгиба влияют такие факторы, как гибочный инструмент, толщина материала и его характеристики, в то время как коэффициент изгиба определяется толщиной материала, радиусом изгиба и углом изгиба. Кроме того, коэффициент изгиба играет ключевую роль в расчете размеров заготовки в развернутом виде.

Текущая формула для расчета коэффициента изгиба на 90° выражается как α = 1,36t + 0,43R (где t (где — толщина материала). Однако при расчете коэффициента изгиба могут возникать распространенные ошибки, такие как:

• Разница между номинальным t значение и фактическая толщина материала.
• Отклонение между фактическим внутренним радиусом изгиба (R) и требуемым значением R, указанным на чертеже, часто предполагается в расчетах.
• Неточности, возникающие при использовании шкалы R, где значения ниже R3 аппроксимируются как 0,25, а выше R3 — как 0,5.
• Неучет различий в материалах и методах гибки при определении коэффициента изгиба R.

Эти ошибки могут накапливаться, особенно когда заготовка подвергается многократным изгибам, что приводит к низкой точности размеров конечного продукта.

Для преодоления этих трудностей в данном эксперименте измерялась фактическая толщина различных гнутых материалов, использовался оптический измерительный прибор для точных измерений внутреннего и внешнего радиусов, а также рассчитывался реальный коэффициент изгиба. Сравнение этих результатов с формулой помогает выбрать правильные гибочные матрицы, повышает точность определения угла R и улучшает точность расчетов размеров.

Схема испытаний параметров процесса гибки листового металла

Испытательные материалы
В этом эксперименте были протестированы материалы SPCC, SPHC, SUS304 и 804-GG, все они были поставлены нашей компанией. Каждый материал имел различные характеристики толщины, подробно описанные в таблице 1, для оценки их поведения в процессе изгиба.

Таблица 1. Испытательные материалы и толщина (мм)

Образец для испытаний
Каждый образец, использованный в эксперименте, имел размеры 100 мм x 100 мм, а его изготовление осуществлялось с помощью лазерной резки и штамповки. Это обеспечило поддержание точности размеров образцов в пределах допуска 0,1 мм, что позволило получить надежные данные для анализа.

Испытательное оборудование
Использованное гибочное оборудование включало в себя: листогибочный пресс с ЧПУ Расположен в цехе обработки листового металла. V-образные штампы, использованные в эксперименте, были производства FASTI-50 и Beyeler, а для точной гибки был выбран штамп с ятаганным верхом, как показано на рисунке 1.

Для дополнительных испытаний использовался трехточечный гибочный станок (3P250). В качестве верхних штампов с прямым ножом для этого эксперимента были выбраны штампы с заостренным режущим элементом R7 и круглым режущим элементом R9, как показано на рисунке 2, для сравнения производительности различных типов штампов.

Таблица 2. Параметры листогибочного пресса, пуансона и матрицы.

Метод испытания для измерения параметров изгиба

Для обеспечения точности результатов истинная толщина каждого образца измерялась с помощью микрометра, при этом для каждой толщины материала усреднялись значения четырех образцов. Затем образцы изгибались с использованием различных гибочных матриц, установленных под углом изгиба (90 ± 1)°, с целевой длиной 50 мм с одной стороны, как показано на рисунке 3.

Для обеспечения единообразия каждая спецификация толщины проверялась пять раз. После завершения процесса изгиба контуры углов изгиба сканировались с помощью оптического измерительного прибора для точного определения как внешнего радиуса изгиба (R снаружи), так и внутреннего радиуса изгиба (R внутри), как показано на рисунке 4.

Затем с помощью штангенциркуля измеряли длину обеих сторон, что позволяло рассчитать коэффициент изгиба. Этот процесс повторяли пять раз для каждой толщины материала, а для дальнейшего анализа использовали среднее значение.

Результаты испытаний и анализ

В таблице результатов испытаний представлены данные, включая фактическую толщину материала, внутренний и внешний радиусы изгиба на 90°, коэффициенты изгиба и скорость утонения для каждого материала.

Фактическая толщина материала В таблице 3 сравниваются номинальная и фактическая толщина образцов, измеренная микрометром. Видно, что фактическая толщина SPCC отличается от номинальной не более чем на 0,03 мм, в то время как толщина непокрытого SUS304 примерно на 0,07 мм меньше. Для горячекатаной пластины SPHC толщиной 4,5 мм измеренная толщина составила 4,2 мм.

Таблица 3. Фактическая толщина испытательных материалов (мм).

Изгиб внутреннего угла (R)_{внутренний}) Внутренний радиус изгиба (R)_{внутренний}На это влияют материал, толщина пластины, метод гибки и оснастка. Среди этих факторов наиболее значительное влияние оказал тип материала:

• R_{внутренний}(SUS304) > R_{внутренний}(SPCC)Например, при ширине V-образной канавки (Bv) 12 мм, R_{внутренний} Толщина SPCC-пленки составляет 1,85 мм при толщине 1,2 мм, тогда как у нержавеющей стали SUS304 этот показатель равен 2,09 мм.
• Влияние толщины пластины на R_{внутренний} Разница незначительна при использовании одной и той же гибочной матрицы. Например, при Bv = 12 мм при трехточечном изгибе пластины из нержавеющей стали SUS304 толщиной от 1,0 мм до 2,0 мм имели R._{внутренний} значения от 2,33 мм до 2,51 мм.
• R_{внутренний}(трехточечный) > R_{внутренний}(V-образная канавка)Сравнение идентичных нижних матриц с V-образным пазом (Bv = 7 мм, 12 мм, 16 мм) показало, что R_{внутренний} При трехточечном изгибе величина была больше, чем при изгибе в V-образной канавке.
• Большее значение Bv приводит к большему значению R._{внутренний}При трехточечном изгибе большая ширина паза (Bv = 24 мм, 32 мм, 40 мм) приводила к значению R._{внутренний} Значения составляют приблизительно 4,0 мм, 4,7 мм и 5,9 мм соответственно. Таким образом, материал, метод гибки и ширина паза влияют на R._{внутренний}, что требует тщательного рассмотрения при настройке.

Уменьшение толщины и внешний радиус изгиба (R)_{внешний}) Разница между R_{внешний} и Р_{внутренний} использовался для расчета средней толщины вблизи изгиба (t' = R)._{внешний} - R_{внутренний}Коэффициент снижения (η) определялся как η = (t – t')/t.

Данные показывают, что уменьшение толщины наблюдалось во всех тестовых случаях, при этом большинство коэффициентов уменьшения находились в диапазоне от 6% до 15%. Зависимость между толщиной материала, методом изгиба и шириной паза при утонении является сложной, хотя SPHC продемонстрировал более низкий коэффициент уменьшения, около 4% до 6%.

Округлость при изгибе Оптический измерительный прибор рассчитал значения округлости для R._{внутренний} и Р_{внешний}:

• При Bv = 7-16 мм значения округлости были минимальными, обычно ≤ 0,05 мм, что указывает на высокую точность.
• При Bv = 24 мм, 32 мм и 40 мм (во всех случаях при трехточечном изгибе) значения округлости превышали 0,1 мм, что свидетельствует о том, что большая ширина канавки уменьшает округлость изгиба.

Коэффициент изгиба (α) В таблице также сравниваются измеренные и рассчитанные значения коэффициента изгиба (по формуле α = 1,36t + 0,43R)._{внутренний}Различия были незначительными, что подтверждает применимость формулы в широком диапазоне условий. Коэффициент изгиба зависит в первую очередь от толщины материала (t) и фактического R._{внутренний}, при этом тип материала, толщина пластины и оснастка влияют на R._{внутренний}.

Для новых материалов или материалов различной толщины крайне важно измерять как фактическую толщину, так и R._{внутренний} для обеспечения точных результатов.

Заключение

На основе проведенного анализа можно сделать несколько ключевых выводов:

1. Результаты тестаРезультаты показывают коэффициенты изгиба Rinner, Router и другие коэффициенты изгиба для листов обычной толщины SPCC, SPHC, SUS304 и 804-GG, обработанных на листогибочных прессах с ЧПУ, таких как Beyeler, FASTI-50 и 3P250.
2. Влияние материалаНа величину коэффициента Риннера влияет не только тип гибочного штампа, но и, в значительной степени, тип материала. Испытания показывают, что коэффициент Риннера для нержавеющей стали SUS304 немного больше, чем для SPCC при одинаковых условиях гибки.
3. Вопросы, касающиеся метода изгибаПри сохранении остальных параметров изгиба значение коэффициента Риннера, как правило, выше при трехточечном изгибе по сравнению с изгибом в V-образной канавке. Это говорит о том, что выбор метода изгиба следует учитывать при выборе коэффициента изгиба.
4. Формула универсального коэффициента изгибаФормула расчета коэффициента изгиба α = 1,36t + 0,43Rinner оказалась универсальной. Путем накопления данных о фактической толщине обычно используемых для изгиба материалов, а также соответствующих значений Rinner, полученных из гибочных форм, можно определить более точный коэффициент изгиба.