Calculul forței de îndoire în timpul îndoirii libere a mașinii de îndoit table

În ultimii ani, mașinile de îndoit frâne metalice au fost utilizate pe scară largă în diverse industrii, iar gama de prelucrare a mașinilor de îndoit s-a extins. Cu toate acestea, nu a existat o discuție sistematică cu privire la calculul forței de încovoiere. În prezent, există aproximativ două tipuri de formule de calcul al forței de îndoire recomandate în manualele diverșilor producători de mașini de îndoit presa frână.

P - forța de încovoiere, KN;

S - grosimea tablei, mm;

l - lungimea de îndoire a tablei, m;

V - lățimea deschiderii inferioare a matriței, mm;

σb - Rezistența la tracțiune a materialului, MPa.

Tabelul cu parametrii forței de îndoire recomandat de producător este, de asemenea, calculat conform formulei de mai sus.

Procesul de derivare și domeniul de aplicare al formulei de calcul al forței de încovoiere

Figura 1 este o diagramă schematică a lucrării în timpul îndoirii tablei. În cele ce urmează se descrie procesul de derivare a formulei de calcul al forței de încovoiere și două condiții suplimentare de parametri. În primul rând, există astfel de recomandări în manualul produsului. La îndoirea liberă, lățimea inferioară a deschiderii matriței selectată V este de 8 până la 10 ori grosimea foii S. Aici luăm raportul de aspect .

Figura 1 Schema schematică a îndoirii

P - forța de încovoiere

S - grosimea tablei

V - lățimea inferioară a deschiderii matriței

r - raza interioară când foaia este îndoită

K - lățimea proiecției orizontale a zonei de deformare la încovoiere=9

În al doilea rând, producătorul listează valorile corespunzătoare ale lățimii matriței V și diametrului interior r al piesei de prelucrat în tabelul cu parametrii forței de îndoire. În general r=(0,16~0,17)V. Aici, raportul diametru-lățime =0.16.

În timpul procesului de îndoire a tablei, materialul din zona de deformare este într-o stare de deformare extrem de plastică și este îndoit într-un unghi în jurul liniei centrale. Pe suprafața exterioară a zonei de îndoire, în unele cazuri pot apărea micro-fisuri. Pe secțiunea transversală a zonei de deformare, cu excepția vecinătății stratului central, tensiunile în alte puncte sunt apropiate de rezistența la rupere a materialului. Partea superioară a stratului neutru este comprimată, iar partea inferioară este tensionată. Figura 2 prezintă o secțiune transversală și diagrama tensiunilor corespunzătoare în zona de deformare.

Figura 2 Diagrama tensiunilor

S - grosimea tablei

l - lungimea de îndoire a foii

Momentul încovoietor pe secțiunea transversală a zonei de deformare este:

Momentul încovoietor generat de forța de încovoiere a mașinii în zona de deformare este (vezi Figura 1):

Din

Când folosiți matrițe de uz general pentru îndoirea liberă pe o mașină de îndoit, cea mai mare parte a tablei este îndoită la 90°. După cum se arată în figura 3. K este:

Înlocuind K în ecuația (1), obținem:

Rezistența la tracțiune a materialelor obișnuite σb=450N/mm2, înlocuind formula (2) în:

Din procesul de derivare se poate observa că atunci când se utilizează ecuația (2) sau ecuația (3) pentru a calcula forța de încovoiere, cele două

condițiile parametrilor menționate mai sus trebuie îndeplinite. Adică raportul de aspect=9, raportul diametru-lățime=0.16, altfel va cauza o eroare mare.

Figura 3 Îndoire liberă

S - grosimea tablei

r - raza interioară când foaia este îndoită

K - lățimea proiecției orizontale a zonei de deformare la încovoiere

Noi metode și pași pentru calcularea forței de încovoiere

Din cauza cerințelor de proiectare sau proces, uneori este dificil să îndepliniți cele două cerințe suplimentare de mai sus în același timp. În acest moment, formula de calcul recomandată nu trebuie utilizată pentru a calcula forța de îndoire, ci trebuie efectuată în conformitate cu următorii pași.

(1) În funcție de grosimea plăcii S, raza de îndoire r și deschiderea inferioară a matriței V, se calculează raportul lățime/grosime și, respectiv, raportul diametru/lățime.

(2) Calculați lățimea de proiecție a zonei de deformare în funcție de deformarea tablei.

(3) Aplicați formula (1) pentru a calcula forța de îndoire.

În procesul de calcul, s-a luat în considerare diferența razei de îndoire și modificarea zonei de deformare corespunzătoare. Forța de îndoire calculată din aceasta este mai precisă și mai fiabilă decât rezultatul calculat prin formula recomandată de obicei. Dați acum un exemplu pentru a ilustra, așa cum se arată în Figura 4.

Figura 4 Noua metodă de calcul

Cunoscut: grosimea tablei S=6mm, lungimea tablei l=4m, raza de îndoire r=16mm, lățimea inferioară a deschiderii matriței V=50mm și rezistența la tracțiune a materialului σb=450N/mm2. Găsiți forța de îndoire necesară pentru îndoirea liberă.

Mai întâi, găsiți raportul de aspect și raportul diametru-lățime:

În al doilea rând, calculați lățimea de proiecție a zonei de deformare:

În cele din urmă, utilizați ecuația (1) pentru a găsi forța de îndoire:

Dacă se utilizează formula uzuală recomandată pentru a calcula forța de îndoire:

Din = 1,5, se poate observa că diferența dintre cele două este de 1,5 ori. Motivul acestei erori este că raza de îndoire din acest exemplu este relativ mare, iar aria de deformare corespunzătoare este crescută, astfel încât este necesară o forță de îndoire mai mare în timpul îndoirii. În acest exemplu, raportul diametru-lățime=0,32, care a depășit condițiile suplimentare ale parametrilor introduși mai sus. Este evident nepotrivit să folosiți formula recomandată de obicei pentru a calcula forța de îndoire. Puteti vedea avantajele noii metode de calcul din acest exemplu.

Concluzie

Pașii și formulele pentru calcularea forței de îndoire introduse aici nu sunt aplicabile numai îndoirii unghiulare a tablei, ci și îndoirii cu arc (strict vorbind, ar trebui numită îndoire unghiulară cu o rază de îndoire foarte mare). Trebuie subliniat faptul că forma matriței este deosebită atunci când foaia este îndoită într-o formă de arc. La calcularea proiecției zonei de deformare, aceasta trebuie calculată în funcție de parametrii tehnologici stabiliți în procesul tehnologic, care nu pot fi exprimați printr-o formulă simplă.

La proiectarea unei matrițe în formă de arc, folosind metoda introdusă în acest articol pentru a calcula forța de îndoire, se pot obține rezultate satisfăcătoare.