Усилие гибки на листогибочном прессе: как рассчитать безопасную и эффективную тоннажность.

Расчет усилия на листогибочном прессе — один из важнейших этапов перед гибкой листового металла. Необходимое усилие зависит от предела прочности материала на растяжение, толщины листа, длины гибки, раскрытия V-образной матрицы и метода формовки. Неверная оценка может привести к неполной гибке, чрезмерному прогибу, преждевременному износу инструмента или перегрузке станка.

В этом руководстве объясняется, как оценить усилие изгиба, необходимое для воздушного изгиба на 90°, рассчитать практическую производительность станка и проверить факторы, которые могут изменить конечную требуемую тоннажность.

Что определяет усилие, необходимое для работы на листогибочном прессе?

Требуемая изгибающая сила в основном определяется пятью переменными:

• Предел прочности материала на растяжение: Для материалов с более высокой прочностью требуется больше усилий, чем для низкоуглеродистой стали.
• Толщина листа: Изгибающая сила возрастает приблизительно пропорционально квадрату толщины материала.
• Длина изгиба: Для более длинного изгиба требуется пропорционально большая суммарная сила.
• V-образное отверстие матрицы: Меньшее отверстие увеличивает требуемую силу, а большее — уменьшает её.
• Способ формования: Для гибки в воздухе, гибки нижней части изделия и чеканки требуются существенно разные усилия.

Приведенная ниже формула и пример предназначены для предварительного расчета изгиба трубы на 90° с помощью пневматического пресса. Окончательный выбор станка всегда следует сверять с таблицей тоннажа производителя листогибочного пресса и грузоподъемностью выбранного пуансона и матрицы.

Формула силы изгиба листогибочного пресса

Когда предел прочности на растяжение выражается в кгс/мм², для оценки необходимой силы изгиба в воздухе можно использовать следующую метрическую формулу:

P = (1,42 × σb × S² × L) ÷ (1000 × V)

Где:

• P = Требуемая изгибающая сила в метрических тоннах
• σb = Предел прочности материала на растяжение в кгс/мм²
• S = Толщина листа в миллиметрах
• L = Длина изгиба в миллиметрах
• V = Отверстие V-образной матрицы в миллиметрах

Если предел прочности на растяжение указан в Н/мм², не подставляйте значение в формулу кгс/мм² без преобразования. Практический способ преобразования:

1 кгс/мм² ≈ 9,81 Н/мм²

Например, предел прочности на растяжение 45 кгс/мм² приблизительно равен 441 Н/мм². Смешивание двух систем единиц измерения может привести к результату, который будет почти в десять раз завышен или занижен.

Пример расчета: углеродистая сталь толщиной 3 мм.

Рассмотрим заготовку из углеродистой стали типа Q235 со следующими предварительными условиями гибки:

• Предел прочности материала на растяжение: 45 кгс/мм²
• Толщина листа: 3 мм
• Длина изгиба: 2000 мм
• V-образное отверстие матрицы: 24 мм
• Способ формования: изгиб воздуха на 90°

Вставьте эти значения в формулу:

P = (1,42 × 45 × 3² × 2000) ÷ (1000 × 24)

P = 47,925 метрических тонн

Таким образом, рассчитанная сила изгиба составляет приблизительно 48 тонн.

Добавление практического резерва мощности

Для предварительного расчета размеров станка можно добавить практический запас на случай отклонения материала, состояния инструмента, допуска по толщине листа и стабильности производства. В этом примере используется запас 25%:

48 тонн × 1,25 = 60 тонн

Таким образом, для данного применения может быть рассмотрен листогибочный пресс с номинальной грузоподъемностью не менее 60 тонн, при условии, что рабочая длина станка, грузоподъемность инструмента, распределение нагрузки и таблица гибки производителя также соответствуют требованиям.

Запас прочности — это допуск, определяемый выбором станка, а не разрешение на превышение номинальной мощности листогибочного пресса или оснастки.

Как форма V-образного отверстия матрицы влияет на тоннаж

При традиционной гибке низкоуглеродистой стали на воздухе в качестве исходного эталонного значения обычно используется V-образное отверстие матрицы, приблизительно в восемь раз превышающее толщину листа:

V ≈ 8 × S

Для листа толщиной 3 мм это дает предварительное отверстие 24 мм. Однако окончательное V-образное отверстие также должно удовлетворять требуемому внутреннему радиусу, минимальной длине фланца, пластичности материала, требованиям к качеству поверхности и наличию необходимой оснастки.

• A меньшее V-образное отверстие Получается более малый радиус изгиба, но требуется большая грузоподъемность.
• A более широкое V-образное отверстие уменьшает требуемую силу, но увеличивает естественный внутренний радиус.
• Слишком узкие отверстия могут увеличить риск появления следов износа, растрескивания и нагрузки на инструмент.
• Выбранное отверстие должно соответствовать требуемым размерам фланца.

Прочность материала и метод формования

В приведенном выше примере используется углеродистая сталь с предполагаемым пределом прочности на растяжение 45 кгс/мм². Нержавеющая сталь, высокопрочная сталь и алюминиевые сплавы могут требовать различных усилий, даже если толщина листа и длина изгиба одинаковы.

Для получения достоверных результатов используйте значение предела прочности на растяжение из фактического сертификата материала или от поставщика материала. Фиксированный множитель материала следует использовать только в качестве предварительной оценки.

Необходимо также подтвердить метод формования. Для гибки в воздухе требуется меньшее усилие, поскольку лист не полностью соприкасается со стенками матрицы. Для гибки снизу и чеканки требуется значительно большее усилие, и расчеты не следует производить, используя только результаты гибки в воздухе.

Проверка безопасности перед выбором листогибочного пресса

Расчетное значение тоннажа — это лишь один из факторов при выборе листогибочного пресса. Перед началом производства необходимо подтвердить все следующие параметры:

• Номинальная грузоподъемность машины превышает расчетную производственную потребность.
• Требуемая длина изгиба соответствует рабочей длине станка.
• Пуансон, матрица, переходники и система зажима способны выдерживать нагрузку.
• Предельный тоннаж на метр инструмента не превышен.
• V-образное отверстие подходит для заданной толщины листа, внутреннего радиуса и длины полки.
• Нагрузка распределена правильно и не создает опасных смещений от центра.
• Ход поршня, ширина светового потока, глубина зева и высота раскрытия соответствуют обрабатываемой детали.
• Компенсация выпуклости учитывается при больших длинах изгиба.
• В процессе гибки заготовка и инструмент не должны сталкиваться друг с другом.

Для тяжелых листов, длинномерных деталей или высокопрочных материалов необходимо учитывать конструкцию рамы, прогиб стола, систему оснастки, погрузочно-разгрузочные работы и требования к фундаменту, а также рассчитанный тоннаж.

Выбор подходящего листогибочного пресса ZYMT

Компания Anhui ZYMT CNC Machine Tool Co., Ltd., производственное подразделение группы компаний PREF, поставляет листогибочные прессы различных конфигураций для традиционной гибки, производства с ЧПУ и изготовления деталей для тяжелых условий эксплуатации.

Выбор станка должен основываться на фактическом материале, максимальной толщине, длине гибки, требованиях к чертежу, объеме производства, оснастке и необходимых функциях ЧПУ, а не только на тоннаже.

Для серийного производства и деталей, изготавливаемых в несколько этапов, ознакомьтесь с доступными вариантами. листогибочные прессы с ЧПУ. Толстые пластины и длинные конструктивные элементы могут потребовать изготовления специальных конструкций. листогибочный пресс большой грузоподъемности.

Часто задаваемые вопросы

Требуется ли большее усилие при использовании матрицы меньшего диаметра?

Да. При неизменной толщине листа, материале и длине изгиба уменьшение зазора V-образной матрицы увеличивает требуемое усилие изгиба. Также необходимо проверить нагрузку на оснастку и минимальные требования к фланцу.

Всегда ли V-образное отверстие, в восемь раз превышающее толщину стенок проема, является правильным решением?

Значение V ≈ 8 × толщина листа является полезной отправной точкой для многих применений в области гибки низкоуглеродистой стали с помощью воздуха. Требуемый радиус изгиба, длина фланца, прочность материала, качество поверхности и наличие оснастки могут потребовать другого размера отверстия.

Может ли рассчитанная сила сравняться с максимальной грузоподъемностью машины?

Непрерывное производство при точном соблюдении максимальной номинальной мощности, как правило, не является предпочтительным подходом к выбору оборудования. Следует учитывать вариативность процесса, но окончательный запас мощности необходимо оценивать совместно с производителем оборудования и с учетом предельных нагрузок на оснастку.

Окончательная рекомендация

Расчет тоннажа листогибочного пресса является важной отправной точкой, но не заменяет таблицы нагрузок станка и оснастки. Перед выбором листогибочного пресса необходимо подтвердить предел прочности материала на растяжение, толщину листа, длину гибки, V-образное раскрытие, радиус гибки, метод формования и возможности оснастки.

Для получения рекомендаций, соответствующих конкретному применению, отправьте в PREF Group информацию о марке материала, толщине, максимальной длине гибки, чертежи деталей, необходимых углах и объеме производства. страница контактов. Техническая команда ZYMT может проверить требуемый тоннаж, рабочую длину, оснастку, систему ЧПУ и дополнительные параметры конфигурации.