Proračun sile savijanja prilikom slobodnog savijanja mašine za savijanje lima

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

P - sila savijanja, KN;

S - debljina lima, mm;

l - dužina 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 izvođenja i opseg primjene formule za proračun sile savijanja

Slika 1 je šematski dijagram rada tokom savijanja lima. U nastavku je opisan proces izvođenja formule za proračun 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 Šematski dijagram savijanja

P - sila savijanja

S - debljina lima

V - donja širina otvora matrice

r - unutrašnji radijus kada je list savijen

K - širina horizontalne projekcije zone deformacije savijanja=9

Drugo, proizvođač navodi odgovarajuće vrijednosti širine matrice V i unutrašnjeg prečnika r radnog komada za savijanje u tabeli parametara sile savijanja. Generalno r=(0,16~0,17)V. Ovdje je omjer prečnika i širine =0.16.

Tokom procesa savijanja lima, materijal u zoni deformacije je u visokoplastičnom deformacijskom stanju i savijen je pod kutom oko središnje linije. Na vanjskoj površini zone savijanja u nekim slučajevima se mogu 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 - dužina savijanja lima

Moment savijanja na poprečnom presjeku zone deformacije je:

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

Od

Kada se koriste opće namjene kalupi za slobodno savijanje na mašini za savijanje, većina lima je savijena pod 90°. Kao što je prikazano na slici 3. K je:

Zamjenom K u jednačinu (1) dobijamo:

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

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

moraju biti ispunjeni gore navedeni parametri parametara. Odnosno, odnos stranica=9, odnos prečnika i širine=0,16, inače će uzrokovati veliku grešku.

Slika 3 Slobodno savijanje

S - debljina lima

r - unutrašnji radijus kada je list savijen

K - širina horizontalne projekcije zone deformacije savijanja

Nove metode i koraci za proračun sile savijanja

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

(1) Prema debljini ploče S, radijusu savijanja r i donjem otvoru matrice V, izračunavaju se odnos širine prema debljini i omjeru prečnika prema širini.

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

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

U procesu proračuna uzeta je u obzir razlika polumjera savijanja i promjena odgovarajuće zone deformacije. Sila savijanja izračunata na osnovu ovoga je preciznija 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 proračuna

Poznato: Debljina lima S=6mm, dužina lima l=4m, poluprečnik 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 prečnika 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:

Od = 1,5, može se vidjeti da je razlika između njih 1,5 puta. Razlog za ovu grešku je što je radijus savijanja u ovom primjeru relativno velik, a odgovarajuća površina deformacije je povećana, pa je potrebna veća sila savijanja tokom savijanja. U ovom primjeru, odnos prečnika i širine = 0,32, što je premašilo dodatne uslove parametara uvedenih gore. Očigledno je neprikladno koristiti uobičajeno preporučenu formulu za izračunavanje sile savijanja. Prednosti nove metode proračuna možete vidjeti iz ovog primjera.

Zaključak

Ovdje uvedeni koraci i formule za izračunavanje sile savijanja nisu primjenjivi samo na kutno savijanje lima već i na lučno savijanje (strogo govoreći, trebalo bi ga nazvati savijanjem pod kutom sa izuzetno velikim radijusom savijanja). Treba istaći da je oblik kalupa poseban kada se lim savija u lučni oblik. Prilikom izračunavanja projekcije zone deformacije, ona se mora izračunati prema tehnološkim parametrima postavljenim u tehnološkom procesu, koji se ne mogu izraziti jednostavnom formulom.

Prilikom projektovanja kalupa u obliku luka, koristeći metodu uvedenu u ovom članku za izračunavanje sile savijanja, mogu se dobiti zadovoljavajući rezultati.