Lực uốn của máy ép thủy lực: Cách tính toán tải trọng an toàn và hiệu quả

Tính toán lực ép cần thiết cho máy uốn kim loại là một trong những bước quan trọng nhất trước khi uốn tấm kim loại. Lực cần thiết phụ thuộc vào độ bền kéo của vật liệu, độ dày tấm, chiều dài uốn, độ mở của khuôn chữ V và phương pháp tạo hình. Ước tính không chính xác có thể dẫn đến uốn không hoàn toàn, độ võng quá mức, mòn dụng cụ sớm hoặc quá tải máy.

Hướng dẫn này giải thích cách ước tính lực uốn cần thiết cho một đoạn uốn cong không khí 90°, tính toán công suất máy thực tế và kiểm tra các yếu tố có thể làm thay đổi yêu cầu tải trọng cuối cùng.

Điều gì quyết định tải trọng của máy ép thủy lực?

Lực uốn cần thiết chủ yếu được kiểm soát bởi năm biến số:

• Độ bền kéo của vật liệu: Các vật liệu có độ bền cao hơn cần lực tác động lớn hơn so với thép thông thường.
• Độ dày tấm: Lực uốn tăng xấp xỉ theo bình phương độ dày vật liệu.
• Chiều dài uốn cong: Độ cong càng dài thì tổng lực cần phải tác dụng càng lớn.
• Lỗ mở khuôn chữ V: Khe hở nhỏ hơn làm tăng lực cần thiết, trong khi khe hở rộng hơn làm giảm lực đó.
• Phương pháp tạo hình: Uốn cong bằng không khí, uốn cong đáy và dập nổi có yêu cầu về lực khác nhau đáng kể.

Công thức và ví dụ dưới đây dùng để tính toán sơ bộ góc uốn khí 90°. Việc lựa chọn máy cuối cùng luôn cần được xác nhận dựa trên bảng tải trọng của nhà sản xuất máy ép uốn và khả năng chịu tải của khuôn đột đã chọn.

Công thức lực uốn của máy ép phanh

Khi cường độ kéo được biểu thị bằng kgf/mm², công thức hệ mét sau đây có thể được sử dụng để ước tính lực uốn cong trong không khí cần thiết:

P = (1,42 × σb × S² × L) ÷ (1.000 × V)

Ở đâu:

• P = Lực uốn cần thiết tính bằng tấn
• σb = Độ bền kéo của vật liệu tính bằng kgf/mm²
• S = Độ dày tấm tính bằng milimét
• L = Chiều dài uốn cong tính bằng milimét
• V = Độ mở của khuôn chữ V tính bằng milimét

Nếu cường độ kéo được cung cấp bằng N/mm², không được đưa giá trị đó vào công thức kgf/mm² mà không chuyển đổi. Cách chuyển đổi thực tế là:

1 kgf/mm² ≈ 9,81 N/mm²

Ví dụ, độ bền kéo 45 kgf/mm² xấp xỉ bằng 441 N/mm². Việc trộn lẫn hai hệ đơn vị này có thể tạo ra kết quả cao hơn hoặc thấp hơn gần mười lần.

Ví dụ minh họa: Thép cacbon 3 mm

Xét một phôi thép cacbon loại Q235 với các điều kiện uốn sơ bộ như sau:

• Độ bền kéo của vật liệu: 45 kgf/mm²
• Độ dày tấm: 3 mm
• Chiều dài uốn cong: 2.000 mm
• Lỗ mở khuôn chữ V: 24 mm
• Phương pháp tạo hình: Uốn cong không khí 90°

Hãy chèn các giá trị này vào công thức:

P = (1,42 × 45 × 3² × 2.000) ÷ (1.000 × 24)

P = 47,925 tấn

Do đó, lực uốn được tính toán xấp xỉ bằng 48 tấn.

Bổ sung thêm nguồn dự trữ năng lực thực tế

Để tính toán kích thước máy ban đầu, có thể thêm một lượng dự trữ thực tế để bù đắp cho sự biến đổi vật liệu, tình trạng dụng cụ, dung sai độ dày tấm và độ ổn định sản xuất. Ví dụ này sử dụng lượng dự trữ 25%:

48 tấn × 1,25 = 60 tấn

Do đó, có thể xem xét sử dụng máy ép uốn có công suất định mức ít nhất 60 tấn cho ứng dụng này, với điều kiện chiều dài làm việc, khả năng dụng cụ, phân bố tải trọng và biểu đồ uốn của nhà sản xuất cũng đáp ứng yêu cầu.

Mức dự trữ là mức cho phép lựa chọn máy móc, chứ không phải là sự cho phép vượt quá công suất định mức của máy ép uốn hoặc dụng cụ.

Ảnh hưởng của khe hở khuôn chữ V đến trọng tải

Đối với phương pháp uốn thép mềm bằng khí nén thông thường, khe hở khuôn chữ V có kích thước xấp xỉ tám lần độ dày tấm thép thường được sử dụng làm điểm tham chiếu ban đầu:

V ≈ 8 × S

Đối với tấm kim loại dày 3 mm, điều này cho phép tạo ra một lỗ mở sơ bộ là 24 mm. Tuy nhiên, lỗ mở hình chữ V cuối cùng cũng phải đáp ứng bán kính bên trong yêu cầu, chiều dài mặt bích tối thiểu, độ dẻo của vật liệu, yêu cầu về chất lượng bề mặt và các dụng cụ hiện có.

• A lỗ chữ V nhỏ hơn Tạo ra bán kính uốn cong nhỏ hơn nhưng cần nhiều lực hơn.
• A khe hở hình chữ V rộng hơn Giảm lực cần thiết nhưng tăng bán kính bên trong tự nhiên.
• Các khe hở quá hẹp có thể làm tăng nguy cơ trầy xước, nứt vỡ và tải trọng lên dụng cụ.
• Lỗ được chọn phải tương thích với kích thước mặt bích yêu cầu.

Độ bền vật liệu và phương pháp tạo hình

Ví dụ trên sử dụng thép cacbon với độ bền kéo giả định là 45 kgf/mm². Thép không gỉ, thép cường độ cao và hợp kim nhôm có thể yêu cầu các lực khác nhau ngay cả khi độ dày tấm và chiều dài uốn cong là như nhau.

Để có kết quả đáng tin cậy, hãy sử dụng giá trị độ bền kéo từ chứng nhận vật liệu thực tế hoặc từ nhà cung cấp vật liệu. Hệ số nhân vật liệu cố định chỉ nên được sử dụng như một ước tính sơ bộ.

Phương pháp tạo hình cũng cần được xác nhận. Uốn bằng không khí cần ít lực hơn vì tấm kim loại không tiếp xúc hoàn toàn với các cạnh của khuôn. Uốn đáy và dập nổi cần lực lớn hơn đáng kể và không nên tính toán chỉ dựa trên kết quả uốn bằng không khí.

Kiểm tra an toàn trước khi chọn máy ép phanh

Giá trị trọng tải tính toán chỉ là một phần trong việc lựa chọn máy ép thủy lực. Trước khi sản xuất, hãy xác nhận tất cả những điều sau:

• Tải trọng định mức của máy vượt quá yêu cầu sản lượng đã tính toán.
• Chiều dài uốn cong cần thiết nằm trong phạm vi chiều dài làm việc hữu ích của máy.
• Cơ cấu đột dập, khuôn dập, bộ chuyển đổi và hệ thống kẹp có thể chịu được tải trọng.
• Giới hạn tải trọng trên mỗi mét của dụng cụ không bị vượt quá.
• Khe hở hình chữ V phù hợp với độ dày tấm, bán kính bên trong và chiều dài mặt bích.
• Tải trọng được phân bổ hợp lý và không tạo ra tình trạng tải lệch tâm nguy hiểm.
• Hành trình máy, khoảng cách giữa hai điểm tiếp xúc, độ sâu họng máy và chiều cao khe hở phù hợp với phôi gia công.
• Việc bù độ cong vênh được xem xét đối với các đoạn uốn dài.
• Trong quá trình uốn, phôi và dụng cụ không được va chạm với nhau.

Đối với các tấm dày, các chi tiết dài hoặc vật liệu có độ bền cao, cần xem xét lại kết cấu khung, độ võng của bàn máy, hệ thống dụng cụ, việc vận chuyển vật liệu và các yêu cầu về nền móng cùng với trọng tải đã tính toán.

Lựa chọn máy ép phanh ZYMT phù hợp

Công ty TNHH Máy công cụ CNC Anhui ZYMT, một công ty con sản xuất của Tập đoàn PREF, cung cấp các cấu hình máy ép phanh cho uốn truyền thống, sản xuất CNC và gia công hạng nặng.

Việc lựa chọn máy móc nên dựa trên vật liệu thực tế, độ dày tối đa, chiều dài uốn, yêu cầu bản vẽ, khối lượng sản xuất, dụng cụ và các chức năng CNC cần thiết—chứ không chỉ dựa vào tải trọng.

Đối với sản xuất lặp lại và các bộ phận nhiều bước, hãy xem xét các tùy chọn có sẵn. Máy ép phanh CNC. Các tấm dày và các cấu kiện kết cấu dài có thể cần đến thiết kế chuyên dụng. máy ép phanh tải trọng lớn.

Câu hỏi thường gặp

Liệu khe hở V-die nhỏ hơn có cần lực ép lớn hơn không?

Đúng vậy. Khi độ dày tấm, vật liệu và chiều dài uốn không thay đổi, việc giảm độ mở khuôn chữ V sẽ làm tăng lực uốn cần thiết. Cần kiểm tra cả tải trọng dụng cụ và yêu cầu về mặt bích tối thiểu.

Liệu khe hở hình chữ V có độ dày gấp tám lần có phải lúc nào cũng đúng?

Giá trị V ≈ 8 × độ dày tấm là điểm khởi đầu hữu ích cho nhiều ứng dụng uốn thép mềm bằng khí nén. Bán kính uốn yêu cầu, chiều dài mặt bích, độ bền vật liệu, độ hoàn thiện bề mặt và khả năng sẵn có của dụng cụ có thể đòi hỏi một khe hở khác.

Lực tính toán có bằng tải trọng tối đa của máy không?

Việc sản xuất liên tục ở công suất tối đa chính xác thường không phải là phương pháp lựa chọn ưu tiên. Cần xem xét đến sự biến động của quy trình, nhưng mức dự trữ cuối cùng phải được đánh giá cùng với nhà sản xuất máy móc và giới hạn tải trọng của dụng cụ.

Khuyến nghị cuối cùng

Tính toán tải trọng máy ép phanh cung cấp điểm khởi đầu thiết yếu, nhưng nó không thay thế biểu đồ tải trọng máy và dụng cụ. Trước khi chọn máy ép phanh, cần xác nhận độ bền kéo của vật liệu, độ dày tấm, chiều dài uốn, độ mở chữ V, bán kính uốn, phương pháp tạo hình và khả năng của dụng cụ.

Để nhận được đề xuất phù hợp với ứng dụng cụ thể, hãy gửi cho PREF Group thông tin về loại vật liệu, độ dày, chiều dài uốn tối đa, bản vẽ chi tiết, góc uốn yêu cầu và khối lượng sản xuất thông qua hệ thống của chúng tôi. trang liên hệ. Đội ngũ kỹ thuật của ZYMT có thể xem xét tải trọng yêu cầu, chiều dài làm việc, dụng cụ, điều khiển CNC và cấu hình tùy chọn.