Практическое инженерное руководство по припуску на изгиб, вычету из припуска на изгиб, коэффициенту K, внутреннему радиусу и точности производства на листогибочном прессе.

Управляющее резюме

В обработке листового металла точная развертка является основой для получения точной готовой детали.

Листогибочный пресс может обеспечить правильный угол изгиба. Инструмент может быть выбран правильно. Оператор может правильно выполнить настройку. Но если длина развертки неправильная, окончательные размеры детали все равно будут неправильными.

Это одна из самых распространенных проблем в производстве листогибочных прессов. Деталь может выглядеть правильно после гибки, но на самом деле... длина фланцаОбщие размеры, расположение отверстий или габариты сборки не соответствуют чертежу. Во многих случаях причина кроется не в станке, а в расчете развертки.

Надбавка за наклон, вычет за изгибK-фактор и K-фактор — три наиболее важных понятия, используемых для расчета плоских металлических шаблонов. Они тесно связаны, но не являются одним и тем же.

· Припуск на изгиб описывает длину материала в развернутом состоянии в зоне изгиба.

· Показатель вычета длины описывает, какую длину необходимо вычесть из внешних размеров, чтобы получить длину развертки в разложенном виде.

· К-фактор описывает положение нейтральной оси внутри толщины материала и напрямую влияет на припуск на изгиб.

Точные развертки создаются не только с помощью программного обеспечения САПР. Они зависят от толщины материала. внутренний радиусвыбор оснастки, метод гибки, свойства материала, настройка листогибочного пресса и проверка в реальных производственных условиях.

Почему важна точность развертки

Во многих цехах по изготовлению металлоконструкций проблемы с изгибом впервые обнаруживаются на контрольно-измерительном столе или во время сборки.

Угол изгиба может быть приемлемым, но деталь все равно выйдет из строя из-за неправильных размеров. Фланец может быть слишком длинным. Отверстие может находиться слишком близко к изгибу. Две детали могут не совпадать во время сварки. Корпус может не закрываться должным образом. Кронштейн может не соответствовать сопрягаемой детали.

Эти проблемы часто возникают из-за неправильного составления развертки.

· Неправильные размеры фланца

· Некачественная сборка и подгонка деталей.

· Регулировка сварки

· Смещение отверстий после изгиба

· Увеличение количества брака

· Дополнительное время на настройку оборудования

· Многократное испытание на изгиб

· Более высокие затраты на рабочую силу

· Задержка доставки

Реальная стоимость включает в себя не только листовой металл. материалНаибольшие затраты связаны с доработкой, проверкой, многократными корректировками программного обеспечения, временем работы операторов и задержками в последующем производстве.

Почему настроек САПР по умолчанию не всегда достаточно

Современное программное обеспечение САПР может автоматически создавать развертки листового металла. Это полезно, но не гарантирует точности изготовления.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) обычно требуют ввода таких значений, как толщина материала, угол изгиба, внутренний радиус, коэффициент K, припуск на изгиб, вычет при изгибе и данные таблицы изгиба.

Если эти значения не основаны на реальных производственных условиях, развертка может быть неправильной, даже если CAD-модель выглядит идеально.

Распространенная ошибка заключается в предположении, что коэффициент K по умолчанию в САПР-программах применим ко всем материалам, любой толщине, любому инструменту и любому методу гибки.

· Марка материала и допуск по толщине

· Предел текучести и пружина обратно поведение

· Внутренний радиус и V-образное отверстие матрицы

· Радиус пуансона и состояние инструмента

· Управление воздухом, достижение дна, или чеканка монет

· Настройка оператором и повторяемость работы оборудования

Рисунок 1. Ключевые факторы, влияющие на точность развертки листового металла.

Что такое допуск на изгиб?

Припуск на изгиб — это длина материала, необходимая для формирования зоны изгиба.

При изгибании листового металла материал не просто складывается по острой линии. Изгиб имеет радиус. Материал с внутренней стороны изгиба сжимается, а материал с внешней стороны изгиба растягивается.

Между внутренней и внешней поверхностями находится слой, который не подвергается значительному растяжению или сжатию. Этот слой называется нейтральной осью.

Припуск на изгиб рассчитывается вдоль нейтральной оси, проходящей через изгиб. Проще говоря, припуск на изгиб представляет собой длину развернутой дуги зоны изгиба.

Если припуск на изгиб слишком велик, развертка получается слишком длинной. Если припуск на изгиб слишком мал, развертка получается слишком короткой. В деталях с несколькими изгибами мелкие ошибки могут накапливаться и становиться серьезными.

Что такое вычет за изгиб?

вычет за изгиб Это еще один метод, используемый для расчета длины развертки.

Вместо того чтобы добавлять длину изогнутой детали к прямым участкам, расчет длины изгиба начинается с внешних размеров формованной детали и вычитает влияние изгиба на материал.

В практической работе с листовым металлом многие чертежи определяют детали по внешним размерам. Вычет гибочных размеров помогает преобразовать эти внешние размеры в правильную развертку.

Проще говоря, вычет на изгиб — это величина, которая вычитается из общих внешних размеров для получения длины развертки в разложенном виде.

Метод вычета изгиба широко используется, поскольку он практичен для цехового производства. После проверки диаграммы вычета изгиба могут помочь операторам и инженерам быстрее производить повторяемые детали.

Что такое K-фактор?

К-фактор описывает расположение нейтральной оси внутри толщины материала.

Он выражается в виде отношения: K-фактор = Расстояние от внутренней поверхности до нейтральной оси / Толщина материала.

Коэффициент K напрямую влияет на припуск на сгиб. Если коэффициент K изменяется, то изменяется и рассчитанный припуск на сгиб, а также длина развертки.

K-фактор не является универсальной константой. На него могут влиять тип материала, толщина, внутренний радиус, угол изгиба, метод изгиба, геометрия инструмента, V-образное отверстие матрицы, радиус пуансона, твердость и т. д. пружина обратно поведение.

Рисунок 2. K-фактор описывает положение нейтральной оси внутри толщины материала.

Доплата за изгиб против вычета за изгиб против К-фактора

Припуск на изгиб, вычет за изгиб и коэффициент К взаимосвязаны, но служат разным целям.

· Ответы по припуску на изгиб: Какая длина материала используется на протяжении изгиба?

· Ответы на вопрос о вычете изгиба: Сколько нужно вычесть из внешних размеров, чтобы получить развертку?

· Ответы на вопрос о K-факторе: Где находится нейтральная ось внутри толщины материала?

Рисунок 3. Взаимосвязь между припуском на изгиб, вычетом из стоимости изгиба и коэффициентом K.

Как внутренний радиус влияет на длину развертки

Внутренний радиус — одна из важнейших переменных при расчете развертки.

Если фактический внутренний радиус отличается от предположения, заложенного в САПР, длина развертки может оказаться неточной.

Например, если в САПР предполагается небольшой внутренний радиус, а фактический радиус изгибание воздуха В результате процесса образуется больший внутренний радиус, поэтому рассчитанная развертка может не соответствовать реально сформированной детали.

Это распространенная ситуация при гибке воздуха, поскольку внутренний радиус сильно зависит от... V-образное отверстие матрицыБольший V-образный проем обычно обеспечивает больший внутренний радиус. Меньший V-образный проем обычно обеспечивает меньший внутренний радиус, но требует большего тоннажа и может увеличить разметку поверхности.

Как V-образное отверстие матрицы влияет на точность плоского рисунка

V-образное отверстие матрицы влияет на процесс гибки несколькими способами. Оно оказывает влияние на внутренний радиус, необходимый тоннаж, упругое восстановление формы, маркировка поверхности, устойчивость углов, припуск на изгиб и вычет при изгибе.

Именно поэтому развертка, рассчитанная для одного V-образного отверстия матрицы, может быть неточной, если оператор использует на станке другое отверстие матрицы.

Проблема не только в операторе. Проблема заключается в отсутствии связи между предположениями, заложенными в CAD-модели плоского шаблона, и фактическим выбором инструмента.

Рисунок 4. Изменение радиуса V-образного отверстия кристалла влияет на расчет плоской структуры.

Как метод гибки влияет на расчет развертки

изгибание воздуха, доводка до упора и чеканка монет. может приводить к различным внутренним радиусам и различному поведению материала при деформации.

При гибке на воздухе внутренний радиус часто контролируется скорее отверстием V-образной матрицы, чем радиусом пуансона. Это приводит к... изгибание воздуха Это гибкий подход, но он также означает, что расчет плоской структуры должен отражать фактическое отверстие штампа, используемое в производстве.

При формовке до упора материал обрабатывается ближе к углу инструмента, и геометрия инструмента оказывает более сильное влияние на конечный изгиб.

При чеканке материал под высоким давлением вдавливается глубже в геометрию инструмента, что может изменить поток материала и уменьшить упругое восстановление.

Практическое правило: не используйте одно правило развертки для каждого метода сгибания.

Как тип материала влияет на точность развертки

Различные материалы ведут себя по-разному при изгибе.

Низкоуглеродистая сталь, нержавеющая стальоцинкованная сталь, алюминийЛатунь и высокопрочная сталь не растягиваются, не сжимаются и не возвращаются в исходное состояние совершенно одинаково.

Различия в материалах могут влиять пружина обратновнутренний радиус, требуется тоннажнейтральное положение оси, допуск на изгиб, вычет за изгиби окончательные размеры детали.

Именно поэтому профессиональные производители часто создают внутренние системы. базы данных материаловСо временем эти данные становятся более ценными, чем общие значения из учебников, поскольку они отражают реальные условия производства.

Распространенные ошибки при расчете развертки.

Ошибка №1: Доверие к настройкам САПР по умолчанию без проверки в процессе производства.

Программное обеспечение САПР — это инструмент, а не гарантия. Значения коэффициента K по умолчанию могут не соответствовать вашему материалу. инструментили методом изгиба.

Ошибка №2: Использование одного K-фактора для каждого материала.

Разные материалы ведут себя по-разному. Низкоуглеродистая сталь, нержавеющая стальКроме того, при работе с алюминием не всегда следует использовать одни и те же предположения относительно плоской структуры.

Ошибка №3: ​​Игнорирование фактического внутреннего радиуса

Если фактически сформированный внутренний радиус отличается от радиуса, заданного в САПР, развертка может быть неправильной.

Ошибка №4: Изменение размера V-образного отверстия матрицы без обновления данных плоской развертки.

Изменение V-образного отверстия может изменить внутренний радиус и, следовательно, повлиять на припуск на изгиб и вычеты по изгибу.

Ошибка №5: Смешивание данных о воздушном изгибе и данных о формировании нижней части изделия.

Таблица гибки, разработанная для гибки в воздухе, может не подходить для гибки до упора или чеканки.

Ошибка №6: Коррекция угла при игнорировании размеров.

Оператор может регулировать угол сгиба до тех пор, пока он не станет правильным, но если длина развертки будет неправильной, окончательные размеры все равно окажутся неудовлетворительными.

Ошибка №7: Не регистрируются данные об успешном завершении производства.

Многие заводы постоянно сталкиваются с одной и той же проблемой, потому что не регистрируют проверенные данные о настройке оборудования.

Ошибка №8: Игнорирование вариаций партий материалов.

Даже один и тот же сорт материала может различаться у разных поставщиков или в разных партиях. Проверка качества производства остается важной.

Пример из практики производства №1: Ошибка при изготовлении плоского шаблона корпуса из нержавеющей стали.

Производитель электрических корпусов из нержавеющей стали столкнулся с повторяющимися погрешностями в размерах после гибки.

Углы изгиба были близки к заданным, но окончательные размеры корпуса не соответствовали требованиям сборки. Операторы несколько раз корректировали угол изгиба, но проблема сохранялась.

В ходе расследования инженерная группа обнаружила, что в CAD-модели плоского шаблона использовался стандартный K-фактор, изначально подходящий для низкоуглеродистой стали. Фактический материал из нержавеющей стали показал иное поведение при упругом восстановлении и изменении радиуса.

Корректирующие действия заключались в создании специального стола для гибки нержавеющей стали на основе реальных производственных испытаний. Команда измерила отформованные детали, обновила значения вычета при гибке и задокументировала рекомендуемые условия работы оснастки.

Вывод очевиден: данные о плоскостной структуре материала имеют решающее значение для высокоточной обработки листового металла.

Пример из практики производства №2: Неверное предположение о внутреннем радиусе.

В цехе изготовили партию кронштейнов методом гибки воздухом. В CAD-модели предполагался небольшой внутренний радиус, но в реальном производстве использовалось большее V-образное отверстие.

Готовые детали имели правильные углы, но размеры фланца немного отличались от чертежа. Проблема стала серьезной во время сборки, поскольку отверстия в кронштейнах перестали правильно совпадать.

Первопричиной стало несоответствие между предположениями о радиусе, заданными в САПР, и фактическим инструментом.

Решение заключалось в обновлении расчета плоской развертки с использованием фактического внутреннего радиуса, сформированного из выбранного V-образного отверстия матрицы. Инженерная группа также добавила к чертежу примечание с указанием рекомендуемого размера отверстия матрицы для будущего производства.

Вывод: точность плоской развертки зависит от фактического инструмента, а не только от геометрии, созданной в САПР.

Пример из практики производства №3: ​​Угол правильный, размеры неправильные.

Компания по изготовлению металлоконструкций произвела деталь из листового металла, требующую многократного изгиба. Оператор успешно отрегулировал углы изгиба в соответствии с чертежом. Однако конечная общая длина все еще оказалась некорректной.

Первоначально команда подозревала ошибку в показаниях заднего упора, но проверка показала, что задний упор был точным.

Реальная проблема заключалась в накопленной ошибке развертки по нескольким изгибам. Каждый изгиб приводил к небольшому несоответствию размеров. Один изгиб сам по себе был приемлемым, но накопленная ошибка по всей детали приводила к несоответствию окончательным размерам.

Корректирующие действия заключались в проверке значений вычета за изгиб с помощью тестового образца и обновлении таблицы изгибов.

Вывод: для деталей, имеющих несколько изгибов, необходимы проверенные данные о припусках и вычетах на изгиб, поскольку небольшие ошибки могут накапливаться.

Как повысить точность развертки

Подтвердите фактический материал.

Не полагайтесь только на номинальные названия материалов. По возможности уточняйте марку материала, толщину и поставщика.

Измерьте фактический внутренний радиус.

Внутренний радиус, используемый в САПР, должен соответствовать радиусу, полученному с помощью выбранного инструмента и метода гибки.

Стандартизация выбора V-образного отверстия матрицы

Если операторы используют разные V-образные отверстия для одной и той же детали, результаты раскроя могут измениться.

Подтвердите K-фактор с помощью производственных данных.

Используйте значения CAD в качестве отправной точки, а затем скорректируйте их на основе результатов измерений в процессе производства.

Создайте таблицы вычета расходов на ремонт.

Для распространенных материалов и толщин проверенные таблицы вычета изгибных потерь могут сократить количество повторных проб и ошибок.

Используйте тестовые купоны

Перед началом крупномасштабного производства тестовые образцы могут помочь подтвердить припуск на изгиб, вычет при изгибе, внутренний радиус и т.д. пружина обратно поведение.

Запись об успешной настройке

После успешного изготовления детали необходимо зафиксировать материал, оснастку, V-образное отверстие, радиус, коэффициент K, вычет за изгиб и результат контроля качества.

Объедините проектирование и производство.

Инженеры САПР и операторы листогибочных прессов должны использовать одни и те же предположения. Чертеж, программа, оснастка и настройка станка должны быть взаимосвязаны.

Практический контрольный список точности плоской развертки

· Подтвержденный класс материала

· Толщина материала подтверждена.

· Угол изгиба подтвержден.

· Внутренний радиус проверено

· Выбрано V-образное отверстие матрицы

· Проверен радиус пуансона.

· Метод изгиба подтвержден.

· К-фактор проверено

· Расчетная погрешность при сгибании

· Вычет за изгиб подтвержден

· Рассматривалось поведение возврата в исходное положение.

· Запланирована проверка первого образца.

· Производственные данные, зафиксированные после успешной гибки.

Рисунок 5. Распространенные ошибки при расчете развертки и практический контрольный список мер по их предотвращению.

Изучите сопутствующие инструменты для работы с листовым металлом.

Чтобы помочь производителям улучшить расчеты развертки и точность гибки на листогибочных прессах, ZYCO Engineering Hub предоставляет практические инструменты и инженерные руководства.

· Калькулятор допустимого наклона

· Руководство по K-фактору

· Руководство по вычету штрафных санкций за изгиб

· Руководство по внутреннему радиусу

· Инструмент выбора V-образной матрицы

· Руководство по открытию V

· База данных материалов

· База данных Springback

· Калькулятор тормозной системы

· Руководство по управлению воздухом

· Руководство по выбору инструментов

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между поправкой на изгиб и вычетом из суммы компенсации за изгиб?

Припуск на изгиб — это длина развернутого материала в зоне изгиба. Вычет на изгиб — это величина, вычитаемая из внешних размеров для расчета длины развертки.

Что такое K-фактор при гибке листового металла?

K-фактор — это отношение, описывающее положение нейтральной оси внутри толщины материала. Он влияет на припуск на изгиб и длину развертки.

Почему моя развертка получается неправильной, даже если угол сгиба правильный?

Угол изгиба может быть правильным, но развертка все равно может быть неправильной, если предположения относительно припуска на изгиб, вычета при изгибе, внутреннего радиуса или коэффициента K неверны.

Влияет ли V-образное отверстие кристалла на расчет плоской структуры?

Да. V-образное отверстие матрицы влияет на внутренний радиус, упругое восстановление, усилие и длину плоской модели, особенно в изгибание воздуха.

Можно ли использовать один и тот же K-фактор для всех материалов?

Нет. Для разных материалов и методов гибки могут потребоваться разные значения коэффициента K. Рекомендуется проведение производственной проверки.

Почему значения K-фактора по умолчанию в САПР иногда дают сбой?

Настройки САПР по умолчанию могут не соответствовать фактическим свойствам материала, оснастке, методу гибки или условиям настройки листогибочного пресса.

Как можно повысить точность развертки?

Измерять фактически изготовленные детали, проверять внутренний радиус, стандартизировать оснастку, составлять таблицы вычета изгиба, использовать испытательные образцы и регистрировать данные об успешном производстве.

Лучше ли вычет за изгиб, чем допуск на изгиб?

Ни один из методов не является универсально лучшим. Это разные методы расчета. Припуск на изгиб часто используется для расчета развернутой длины, тогда как вычет при изгибе обычно используется при работе с внешними размерами.

Заключение

Точные развертки из листового металла создаются не только с помощью программного обеспечения САПР. Они создаются путем сопоставления инженерных расчетов с реальными условиями производства на листогибочном прессе.

Припуск на изгиб, вычет при изгибе и K-фактор — важные понятия для расчета длины развертки, но их необходимо правильно понимать. Припуск на изгиб описывает длину развернутого изгиба. Вычет при изгибе преобразует внешние размеры в длину развертки. K-фактор определяет положение нейтральной оси и влияет на припуск на изгиб.

В реальных производственных условиях на эти значения влияют толщина материала, внутренний радиус, размер V-образного отверстия матрицы, метод гибки, геометрия инструмента, упругое восстановление и настройка станка.

Производители, полагающиеся только на значения CAD по умолчанию, часто сталкиваются с повторяющимися ошибками в размерах. Производители, которые проверяют данные о гибке, стандартизируют оснастку, регистрируют результаты производства и создают внутренние таблицы для гибки, достигают большей точности и более стабильных результатов изготовления.

Наиболее надежная система расчета плоской развертки основана не только на теории. Она базируется на инженерных принципах, производственной проверке и постоянном совершенствовании данных.