При гибке листового металла необходимо учитывать несколько конструктивных концепций в отношении конечных размеров детали. Прежде чем рассматривать эти ключевые идеи, полезно понять некоторые основные термины:

l Нейтральная ось: Воображаемая линия внутри металла, которая не растягивается и не сжимается во время гибки.

l Зона растяжения: Область на внешней стороне изгиба, где материал растягивается.

l Зона сжатия: Область на внутренней стороне изгиба, где материал сжимается.

l Линия гибки: Прямая или изогнутая линия, вдоль которой происходит изгиб.

l Длина фланца: Длина плоского участка, простирающегося от линии гибки.

Основные конструктивные и производственные концепции объясняются ниже.

Радиус гибки

Радиус гибки - это внутренний радиус кривизны, образующийся при гибке листа. Это основная конструктивная переменная, влияющая на точность размеров, прочность, форму и структурную целостность.

Каждый материал и толщина имеют минимальный радиус гибки — предел, ниже которого гибка становится невозможной без причинения повреждений. Как общее правило, минимальный радиус гибки должен быть не менее равен толщине материала.

Минимальный радиус гибки (R min ) = Толщина материала (t)

Вычитание на изгиб

При изгибе материал в области изгиба растягивается, в результате чего общая длина детали в развернутом состоянии становится немного меньше суммы длин ее полок. Вычитание на изгиб — это величина, которую необходимо вычесть из общей длины развертки для достижения желаемых конечных размеров после изгиба.

Вычитание на изгиб = 2 × (Внешний отступ – Припуск на изгиб)

Точный учет вычитания на изгиб необходим для достижения правильной длины детали и соответствия спецификациям. Значение вычитания зависит от типа материала, толщины и радиуса изгиба.

Припуск на изгиб

Припуск на изгиб — это длина материала, необходимая для формирования изогнутой части изгиба вдоль нейтральной оси. При изгибе листа внутренняя сторона сжимается, а внешняя растягивается, но нейтральная ось сохраняет постоянную длину.

Припуск на изгиб учитывает толщину материала, угол изгиба, метод гибки и K-фактор . Он представляет собой длину дуги нейтральной оси между двумя полками.

K-фактор

K-фактор — это ключевой параметр в проектировании листового металла, определяемый как отношение смещения нейтральной оси к толщине материала. Обычно он находится в диапазоне от 0 до 1 (чаще всего от 0,25 до 0,5 на практике). Например, K-фактор 0,3 означает, что нейтральная ось расположена на расстоянии 30% толщины от внутренней поверхности изгиба.

K-фактор помогает оценить, насколько материал растягивается или сжимается, и используется для расчета припуска на изгиб. Рекомендуемые значения различаются в зависимости от материала и радиуса изгиба.

Разгрузка изгиба

Разгрузка изгиба — это небольшой вырез или прорезь, сделанная в конце линии изгиба для предотвращения разрыва или деформации материала. Она необходима для сохранения структурной целостности и точности размеров, особенно когда изгиб не проходит по всей детали.

Разгрузки изгиба не требуются для изгибов, которые полностью проходят от одного края до другого. Они используются, когда изгиб останавливается внутри листа, чтобы избежать концентрации напряжений.

Правило проектирования:
Минимальная ширина разгрузки ≥ Толщина материала (t)
Минимальная глубина рельефа ≥ t + Радиус изгиба (R) + 0,5 мм

Связанное понятие - угловой рельеф , который представляет собой вырез на пересекающихся линиях изгиба для получения чистых углов и предотвращения растрескивания.

Пружинение

После снятия усилия изгиба металл стремится частично вернуться к своей исходной форме из-за упругого восстановления - это называется пружинением . Это влияет на конечный угол и радиус изгиба, поэтому конструкции должны компенсировать его для достижения точности.

Пружинение зависит от упругих свойств материала, радиуса изгиба и метода гибки. Материалы с более высоким пределом текучести проявляют большее пружинение.

Последовательность гибки

Последовательность гибки - это порядок, в котором выполняются множественные изгибы на одном листе. Правильно спланированная последовательность позволяет избежать помех от инструмента, деформации детали и проблем с обработкой. Как правило, изгибы выполняются снаружи внутрь, а более простые или крупные изгибы формируются до более сложных. Последовательность также должна соответствовать доступному инструменту и возможностям оборудования.

Направление волокон

Металлы имеют кристаллическую зеренную структуру, образовавшуюся в процессе их изготовления (например, прокатки). Ориентация этих зерен влияет на способность к изгибу.

Для снижения риска растрескивания, особенно при крутых изгибах или с определенными материалами, линия изгиба должна быть ориентирована перпендикулярно направлению волокон. Изгиб параллельно направлению волокон увеличивает вероятность трещин.