Факторы, влияющие на усилие листогибочных прессов

Способы гибки

Для разных методов гибки металла требуется разное усилие. Например, при воздушной гибке усилие можно увеличить или уменьшить, изменяя ширину раскрытия матрицы.

Радиус гибки влияет на ширину раскрытия матрицы. В этом случае в формулу необходимо добавить коэффициент метода. При донной гибке и клеймлении требуемое усилие выше, чем при воздушной гибке.

Если вы рассчитываете усилие для донной гибки, нужно умножить усилие на дюйм при воздушной гибке как минимум на пять. При использовании штамповки требуемое усилие может быть даже выше, чем при донной гибке.

Ширина матрицы

Мы уже узнали, что при воздушной гибке требуемое усилие уменьшается по мере увеличения размера раскрытия матрицы и возрастает по мере его уменьшения.

Это связано с тем, что ширина раскрытия матрицы определяет внутренний радиус гибки, а меньший радиус матрицы требует большего усилия.

При воздушной гибке соотношение матрицы обычно составляет 8:1, то есть расстояние раскрытия матрицы в восемь раз больше толщины материала. В этом случае толщина материала равна внутреннему радиусу гибки.

Трение и скорость

При воздушной гибке пуансон должен проходить через нижнее раскрытие матрицы, чтобы согнуть металлический лист. Если поверхность металлического листа не смазана, трение между матрицей и листом металла увеличивается, что требует большего усилия для гибки и снижает упругое пружинение материала.

И наоборот, если поверхность металлического листа гладкая и смазана, трение между матрицей и листом металла уменьшается, снижая требуемое усилие для гибки. Однако это увеличивает упругое пружинение листа.

Скорость гибки также влияет на требуемое усилие. По мере увеличения скорости гибки требуемое усилие уменьшается. Увеличение скорости также снижает трение между матрицей и листом, но при этом увеличивает упругое пружинение листа.

Свойства материала

Усилие относится к силе, которую листогибочный пресс прикладывает к листовому металлу. Следовательно, диапазон усилий при гибке зависит от толщины и предела прочности на растяжение листового металла, который подлежит гибке.

Тип материала

Одним из факторов является тип изгибаемого материала. Материалы с более высоким пределом прочности на растяжение, такие как нержавеющая сталь или высокопрочные сплавы, требуют большего усилия для гибки, чем более мягкие металлы, такие как алюминий или медь. Например

• Нержавеющая сталь (марка 316): предел прочности на растяжение ~620 МПа; предел текучести ~290 МПа.
• Медь: предел прочности на растяжение ~210 МПа; предел текучести ~69 МПа.

Более мягкие материалы, такие как алюминий, оказывают меньшее сопротивление, что снижает требуемое усилие, но увеличивает вероятность упругого пружинения.

Предел прочности на растяжение и предел текучести

Разные материалы имеют разный предел прочности на растяжение, что напрямую влияет на требуемое усилие для гибки. Например, нержавеющая сталь обычно требует большего усилия, чем низкоуглеродистая сталь или алюминий.

Предел прочности на растяжение — это максимальное напряжение, которое материал может выдержать при постоянной нагрузке. Если это напряжение прикладывается и сохраняется, материал в конечном итоге разрушится. Предел текучести, в свою очередь, — это напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться.

Типичные значения предела прочности на растяжение некоторых материалов

Толщина материала

Еще одним важным фактором является толщина листового металла. Чем толще материал, тем больше требуется усилие, и наоборот. Более толстые материалы требуют в несколько раз большего усилия из-за их более высокого сопротивления деформации.

Например, удвоение толщины листового металла удваивает требуемое усилие. В целом, чем толще материал, тем больше усилие или тоннаж требуется для его формовки.

Таблица показывает, что

1. По мере увеличения толщины материала требуемое усилие для всех материалов значительно возрастает. Удвоение толщины с 1 мм до 2 мм увеличивает требуемое усилие в четыре раза.
2. Для алюминия требуется примерно на 45% больше усилия, чем для низкоуглеродистой стали той же толщины, а для нержавеющей стали требуется примерно на 45% больше усилия, чем для низкоуглеродистой стали.
3. Уменьшение внутреннего радиуса гибки при сохранении постоянной толщины увеличивает требуемое усилие. Уменьшение радиуса с 2 мм до 1 мм увеличивает усилие на 50%.
4. Коэффициент усиления зависит от типа материала и предела прочности на растяжение. В этом примере он составляет 1,0 для низкоуглеродистой стали, 0,45 для алюминия 5052-H32 и 1,45 для нержавеющей стали 304.

Пружинение

После гибки материалы, как правило, слегка возвращаются к своей первоначальной форме. Высокопрочные материалы обладают большим упругим пружинением, поэтому для достижения точных углов необходимо корректировать усилие и оснастку.

Длина гиба и угол

Длина гиба

Длина гиба стола листогибочного пресса — это максимальная длина, на которую можно согнуть лист металла. Длина гиба листогибочного пресса должна быть немного больше длины изгибаемого материала.

Если длина стола выбрана неверно, возможно повреждение матрицы или других компонентов. Калькулятор нагрузки на гибку поможет определить требуемое усилие на основе толщины материала и других факторов, таких как длина гиба и ширина V-образного раскрытия.

Угол гибки

Чем больше угол, тем выше требуемое усилие, поскольку в точке гиба возрастает сжатие материала. И наоборот, большие углы требуют меньшего усилия, но могут приводить к менее точным гибам.

Факторы, связанные с инструментом

Пуансоны листогиба также являются фактором, который следует учитывать. У них тоже есть ограничения по нагрузке при гибке. V-образные пуансоны с прямым углом выдерживают большие нагрузки по тоннажу.

Поскольку штампы для острых углов имеют меньший угол и изготавливаются с меньшим количеством материала, как, например, гусеничные штампы, они не так хорошо рассчитаны на большие нагрузки.

При использовании различных матриц не следует превышать их максимальное усилие гибки. Кроме того, радиус матрицы и радиус гиба также влияют на требуемый тоннаж.

Больший радиус матрицы может привести к увеличению требуемого усилия гибки. Аналогично, чем больше радиус гиба, тем выше необходимый тоннаж.

Еще один фактор, который следует учитывать, — это соотношение между шириной раскрытия матрицы и толщиной материала. Для более тонких материалов рекомендуется меньшее соотношение матрицы, например 6:1.

Для более толстых материалов может потребоваться более высокое соотношение матрицы, например 10:1 или 12:1, чтобы снизить усилие гибки и сохранить применение в пределах возможностей гибочного станка.

Долговременный износ инструмента

• Постепенный износ:

Со временем многократные операции под высоким давлением приводят к потере инструментом остроты и структурной целостности. Если вовремя не принять меры, этот износ может вызвать нестабильные гибы и снижение качества детали.

• Влияние на срок службы инструмента:

Перегрузка инструмента сверх его номинальной нагрузки (например, обработка толстого листа узкой матрицей) может вызвать микротрещины или катастрофический отказ в процессе работы. Регулярные осмотры необходимы, чтобы предотвратить неожиданные простои или угрозы безопасности.

• Требования к обслуживанию:

Перегруженные инструменты требуют более частого обслуживания или замены, что увеличивает эксплуатационные расходы. Системы мониторинга или программное обеспечение для предиктивного обслуживания помогают заранее выявлять характер износа и оптимизировать использование инструмента.