Угол пружинения при гибке таблица

Угол пружинения при гибке таблица

+7 495 961 21 67

Гибка стали Hardox

Технические рекомендации по гибке и вальцовке стали Hardox.

Стали марки Hardox отличаются высокой прочностью в сочетании с высокой чистотой, кроме того компания SSAB изготавливает листы из стали Hardox с малыми допусками на толщину. Благодаря этому листовая сталь Hardox прекрасно подходит для холодной гибки.
Результаты гибки зависят от листа, инструментов и используемой технологии.

Характеристики листа, влияющие на качество гибки:

Марка стального листа:

Следует иметь в виду, что изгибающее усилие и пружинение листа возрастают с увеличением твёрдости листа. Типичные значения прочности на разрыв приведены ниже:

Марка стали Прочность на
разрыв Rm [Н/мм2]
Относительное
удлинение As [%]
Твёрдость
[HBW]
Hardox 400 1 250 10 400
Hardox 450 1 440 9 450
Hardox 500 1 550 8 500

Таким образом, чем прочнее и тверже лист, тем:

  • Больше необходимое изгибающее усилие
  • Больше пружинение
  • Больше требуемый радиус пуансона
  • Больше требуемая ширина зева матрицы

Качество поверхности стального листа:

Наши рекомендации относятся к толстым листам, подвергнутым дробеструйной обработке, с антикоррозийным покрытием. Необработанные листы можно изгибать по несколько меньшему радиусу. Поверхностные повреждения и ржавчина на стороне листа, на которую при гибке действуют напряжения растяжения, могут в значительной степени ухудшить гибкость листа. В критических случаях такие дефекты можно зачистить.

Качество кромки стального листа

Кромки листа должны быть зачищены от заусенцев и скруглены зашлифовкой.

Толщина стального листа

Как правило, чем тоньше лист, тем меньше возможный радиус изгиба.
Ниже указаны минимальные рекомендуемые радиусы пуансона (R) и ширина зева матрицы (W) для листов толщиной (t) при гибке листа под углом 90° по направлению прокатки и по направлению, перпендикулярному направлению прокатки, а также соответствующее значение угла пружинения.

Марка стали Толщина
[мм]
Поперек
R/t
Вдоль
R/t
Поперек
W/t
Вдоль
W/t
Пружинение
[°]
Hardox 400 t 2 *Rm)/(10000*W)

Если радиус гибочного пуансона значительно больше радиуса, указанного в таблице, требуемое усилие может оказаться больше значения, полученного по этой формуле. Для компенсации такого увеличения усилия следует соответственно увеличить ширину матрицы.

При гибке V-образных деталей боковые плоскости рабочей поверхности пуансона и матрицы выполняют под утлом, равным углу β между полками гнутой детали ( рис. 2 ). При холодной гибке угол штампа назначают меньше угла детали на угол пружинения. Радиус пуансона принимают одинаковым с внутренним радиусом детали, а радиус рабочих закруглений матрицы — равным двух, трехкратной толщине заготовки.

Гибку можно осуществлять двумя способами. При первом способе, называемом гибкой-штамповкой, заготовка в конце хода ползуна плотно зажимается между пуансоном и матрицей ( рис. 2, а ) и происходит как бы калибровка согнутой заготовки. Усилие гибки резко возрастает в конце рабочего хода. Его величина определяется по уравнению

Читайте также:  Бортик для душевого поддона

(8)

μ — коэффициент трения на контактных поверхностях заготовки с матрицей.

Значения коэффициента μ при подсчете усилия гибки стальных заготовок в холодном состоянии принимают для черных непротравленных заготовок 0,4—0,5; для черных протравленных и чистых заготовок со смазкой 0,15—0,2. При горячей гибке μ = 0,5.

Угол пружинения составляет 1—2°, если ширина паза матрицы выполнена в соответствии с уравнением (9).

Гибку крупногабаритных, сравнительно толстостенных деталей рекомендуется заканчивать в момент, когда полки заготовки в процессе изгиба соприкоснутся с боковыми поверхностями матрицы ( рис. 2, б ). При таком способе (гибка до соприкасания) усилие пресса в несколько раз меньшее, чем при гибке-штамповке.

Для обеспечения заданного радиуса изгиба детали необходимо выполнять ширину паза матрицы определенной величины. Внутренний радиус детали прямоугольного сечения связан с шириной паза матрицы следующей зависимостью:

(9)

где L — ширина паза матрицы; С — коэффициент, зависящий от механических свойств материала; его значения для холодной гибки стальных деталей приведены в табл. 4. При гибке в горячем состоянии С = 6.3.

При гибке заготовки на угол 90° ширину паза матрицы (расстояние между опорами) выбирают по табл. 5 . В этой же таблице приведены значения угла пружинения при гибке до соприкасания.

Таблица 5 . Значения радиуса изгиба R в и угла пружинения Δα° в зависимости от ширины паза L матрицы

Пружинение детали после гибки

При проведении гибочных операций необходимо всегда учитывать наличие и упругих деформаций материала, вследствие которых форма изделия после гибки отличается от формы штампа. Поэтому при проектировании и изготовлении штампов для гибки следует учитывать величину пружинения материала. Для получения заданного угла и радиуса после гибки необходимо угол и радиус на штампе (на пуансоне) уменьшать на величину пружинения. Опыты показали, что величина пружинения зависит от рода и толщины материала, формы детали, относительного радиуса гибки, угла гибки, а также от силы удара. Чем выше предел текучести стт изгибаемого материала, чем больше относительный радиус r/s и меньше толщина материала s и чем больше угол гибки а, тем больше пружинение при прочих равных условиях. При одноугловой гибке пружинение будет больше, чем при двухугловой. В случае двухугловой гибки на величину пружинения влияет также зазор между матрицей и пуансоном; при отрицательном зазоре (когда зазор меньше толщины материала) пружинение сводится к минимуму.

Рис. 1. Эпюры остаточных напряжений при гибке

Угол пружинения может быть определен аналитически путем расчета величины напряжений и упругой деформации, а также и экспериментально посредством испытаний и замеров.

Аналитически величины остаточных напряжений и упругого пружинения, проявляющегося в изменении кривизны и угла изгиба, можно установить на основании теоремы о разгрузке, получившей дальнейшее развитие применительно к листовой штамповке.

Согласно этой теореме связь между напряжениями и деформациями при разгрузке подчиняется закону Гука. Если тело при нагружении испытывало неоднородную деформацию, то при разгрузке в нем возникнут остаточные напряжения, величина которых определяется как разность между напряжениями, действующими в нагруженном теле, и условиями — фиктивными напряжениями, которые возникли бы в теле при том же внешнем силовом воздействии, но при условии только упругого деформирования.

Из условия равенства момента пластического изгиба (прямоугольной полосы дшриной b) без упрочнения и фиктивного момента упругих деформаций изгиба можно найти величину напряжения σу в поверхностных слоях заготовки (при у = s/2 и β = 1) при фиктивном упругом изгибе (рис. 1, а)

Тогда напряжения σ′, возникающие в заготовке вследствие действия фиктивного упругого момента, определяются из выражения

где рср — радиус срединной поверхности заготовки; у — расстояние от срединной поверхности до рассматриваемого слоя, равное р — рср.

Распределение остаточных напряжений по толщине заготовки после разгрузки найдем из выражения

а в наружном слое (при у = s/2) величина остаточного напряжения равна

Отсюда следует, что наружный слой заготовки, который при изгибе испытывал растяжение с напряжением σs, после разгрузки будет испытывать сжатие с напряжением — 0,5σs. Так как разгрузка происходит в условиях упругого деформирования, то изменение кривизны, возникающее при разгрузке, можно определить по формуле

где Е — модуль упругости; J — момент инерции площади поперечного сечения прямоугольной полосы относительно нейтральной поверхности.

В рассматриваемом случае М = 0,25bs 2 σs, a J = bs 3 /12, тогда из формулы (180) получим

Конечная кривизна срединной поверхности заготовки определяется как разность между кривизной под нагрузкой и изменением кривизны при разгрузке

Решая уравнение (182) относительно остаточного радиуса кривизны рост, находим его значение

Зная остаточный радиус кривизны рост, можно определить остаточный угол aост изгиба, исходя из условия, что при разгрузке длина волокна на срединной нейтральной поверхности заготовки не изменяется; тогда

Разность между остаточным углом аост и углом а изгиба представляет собой угол пружинения

Δa = γ = a — aocт (185)

Определив из уравнения (184) аост, а из уравнения (183) рост, можно будет после подстановки их значений в формулу (185) найти угол пружинения

Так как при изгибе полосы моментом 1/рразгр = 3σs/Es, то после несложных преобразований можно получить формулу для определения угла пружинения

Используя аналогичную методику, можно получить формулу для определения угла пружинения γ при изгибе с учетом влияния упрочнения металла, принимая, что кривая упрочнения аппроксимируется по линейной зависимости.

Исходя из принятой эпюры распределения напряжений с учетом упрочнения (рис. 1, б), можно найти изгибающий момент (при b = 1)

Приравнивая момент по (188) фиктивному моменту упругой разгрузки, определяемому выражением

М = 1/6σys 2 (при b = 1), находим

Далее, по аналогии с предыдущим, можно найти угол пружинения

Анализ формул (187) и (190) показывает, что на угол пружинения существенное влияние оказывает отношение предела текучести к модулю упругости. Упрочнение повышает предел текучести, поэтому наклепанный металл пружинит больше, чем отожженный. Более интенсивно упрочняющиеся металлы имеют большее пружинение. С увеличением угла а и относительного радиуса r/s пружинение возрастает. Пружинение металла можно определить, пользуясь опытными и практическими данными.

Пружинение заготовки при гибке с относительным радиусом r/s 10), то корректировка формы гибочного инструмента на пружинение должна быть произведена не только по углу, но и по радиусу. В этом случае пружинение без учета упрочнения металла может быть подсчитано по формулам С. К. Абрамова, совпадающим с зависимостями (185) и (187). А. Д. Комаровым выведены формулы для определения пружинения (упругой отдачи) также и с учетом упрочнения металла по степенной зависимости.

Рис. 4. Схема гибки в штампах по большому радиусу

При этом для упрощения расчетов им на основе этих формул построены диаграммы (рис. 2), позволяющие определить угол пружинения γ по заданному отношению r/s (в пределах от 1 до 17) для разных металлов и сплавов при гибке под углом 90°. На рис. 3 приведена диаграмма того же автора для определения отношения r/r = а′/а′ (коэффициента упругой отдачи) при весьма больших радиусах изгиба (в пределах от 17 до 170). Здесь р и рост) — радиусы кривизны нейтрального слоя до и после пружинения, а и а — углы изгиба до разгрузки (угол пуансона) и после разгрузки (требуемый угол изделия); а′ — угол загиба заготовки до пружинения, равный 180° — а, а а′ — угол после пружинения, равный 180° — а (рис. 4).

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2014.01.28 Обновлено: 2020.03.04

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector