Proračun sile savijanja prilikom slobodnog savijanja stroja za savijanje lima

Posljednjih godina strojevi za savijanje metalnih kočnica imaju široku primjenu u raznim industrijama, a širi se raspon obrade strojeva za savijanje. Međutim, nije bilo sustavne rasprave o proračunu sile savijanja. Trenutno postoje otprilike dvije vrste formula za izračunavanje sile savijanja koje se preporučuju u priručnicima različitih proizvođača strojeva za savijanje kočnica.

P - sila savijanja, KN;

S - debljina lima, mm;

l - duljina savijanja lima, m;

V - širina donjeg otvora matrice, mm;

σb - Vlačna čvrstoća materijala, MPa.

Tablica parametara sile savijanja koju preporučuje proizvođač također se izračunava prema gornjoj formuli.

Proces derivacije i opseg primjene formule za proračun sile savijanja

Slika 1 je shematski dijagram rada tijekom savijanja lima. U nastavku je opisan postupak izvođenja formule za izračunavanje sile savijanja i dva dodatna parametarska uvjeta. Prvo, postoje takve preporuke u priručniku proizvoda. Kod slobodnog savijanja, odabrana donja širina otvora matrice V je 8 do 10 puta veća od debljine lima S. Ovdje uzimamo omjer širine i visine .

Slika 1 Shematski dijagram savijanja

P - sila savijanja

S - debljina lima

V - donja širina otvora matrice

r - unutarnji radijus kada je list savijen

K - širina vodoravne projekcije zone deformacije savijanja=9

Drugo, proizvođač navodi odgovarajuće vrijednosti širine matrice V i unutarnjeg promjera r obratka za savijanje u tablici parametara sile savijanja. Općenito r=(0,16~0,17)V. Ovdje je omjer promjera i širine =0.16.

Tijekom procesa savijanja lima materijal u zoni deformacije je u visokoplastičnom deformacijskom stanju, a savijen je pod kutom oko središnje crte. Na vanjskoj površini zone savijanja u nekim slučajevima mogu se pojaviti mikro-pukotine. Na poprečnom presjeku zone deformacije, osim u blizini središnjeg sloja, naprezanja u ostalim točkama su blizu vlačne čvrstoće materijala. Gornji dio neutralnog sloja je komprimiran, a donji dio je zategnut. Slika 2 prikazuje poprečni presjek i odgovarajući dijagram naprezanja u zoni deformacije.

Slika 2 Dijagram naprezanja

S - debljina lima

l - duljina savijanja lima

Moment savijanja na poprečnom presjeku zone deformacije je:

Moment savijanja koji stvara sila savijanja stroja u zoni deformacije je (vidi sliku 1):

Iz

Kod korištenja kalupa opće namjene za slobodno savijanje na stroju za savijanje, većina lima je savijena pod 90°. Kao što je prikazano na slici 3. K je:

Zamjenom K u jednadžbu (1) dobivamo:

Vlačna čvrstoća običnih materijala σb=450N/mm2, zamjenjujući formulu (2) u:

Iz postupka izvođenja može se vidjeti da kada se koristi jednadžba (2) ili jednadžba (3) za izračunavanje sile savijanja, dvije dodatne

moraju biti zadovoljeni gore navedeni uvjeti parametara. Odnosno, omjer stranica=9, omjer promjera i širine=0,16, inače će uzrokovati veliku pogrešku.

Slika 3 Slobodno savijanje

S - debljina lima

r - unutarnji radijus kada je list savijen

K - širina vodoravne projekcije zone deformacije savijanja

Nove metode i koraci za proračun sile savijanja

Zbog zahtjeva dizajna ili procesa ponekad je teško istovremeno ispuniti gornja dva dodatna zahtjeva. U ovom trenutku, preporučena formula za izračun ne bi se trebala koristiti za izračunavanje sile savijanja, već se treba provesti prema sljedećim koracima.

(1) Prema debljini ploče S, polumjeru savijanja r i donjem otvoru matrice V izračunavaju se odnos širine i debljine i omjer promjera i širine.

(2) Izračunajte širinu projekcije deformacijske zone prema deformaciji lima.

(3) Primijenite formulu (1) za izračunavanje sile savijanja.

U postupku proračuna uzeta je u obzir razlika polumjera savijanja i promjena odgovarajuće zone deformacije. Iz ovoga izračunata sila savijanja točnija je i pouzdanija od rezultata izračunatog prema uobičajeno preporučenoj formuli. Sada dajte primjer za ilustraciju, kao što je prikazano na slici 4.

Slika 4 Nova metoda izračuna

Poznato: Debljina lima S=6mm, duljina lima l=4m, polumjer savijanja r=16mm, donja širina otvora matrice V=50mm i vlačna čvrstoća materijala σb=450N/mm2. Pronađite silu savijanja potrebnu za slobodno savijanje.

Prvo, pronađite omjer širine i visine i omjer promjera i širine:

Drugo, izračunajte širinu projekcije zone deformacije:

Konačno, upotrijebite jednadžbu (1) da pronađete silu savijanja:

Ako se za izračunavanje sile savijanja koristi uobičajena preporučena formula:

Iz = 1,5, može se vidjeti da je razlika između njih 1,5 puta. Razlog za ovu pogrešku je što je radijus savijanja u ovom primjeru relativno velik, a odgovarajuća površina deformacije je povećana, pa je potrebna veća sila savijanja tijekom savijanja. U ovom primjeru, omjer promjera i širine = 0,32, što je premašilo dodatne uvjete gore uvedenih parametara. Očito je neprikladno koristiti uobičajeno preporučenu formulu za izračun sile savijanja. Iz ovog primjera možete vidjeti prednosti nove metode izračuna.

Zaključak

Ovdje uvedeni koraci i formule za izračunavanje sile savijanja nisu primjenjivi samo na kutno savijanje lima, već i na lučno savijanje (strogo govoreći, treba ga nazvati kutnim savijanjem s iznimno velikim radijusom savijanja). Valja istaknuti da je oblik kalupa poseban kada se lim savija u oblik luka. Prilikom izračunavanja projekcije deformacijske zone, ona se mora izračunati prema tehnološkim parametrima postavljenim u tehnološkom procesu, koji se ne mogu izraziti jednostavnom formulom.

Prilikom projektiranja kalupa u obliku luka, korištenjem metode uvedene u ovom članku za izračunavanje sile savijanja, mogu se dobiti zadovoljavajući rezultati.