Минимальный радиус гибки

У гол пружинения. Так как при гибке в холодном состоянии в материале возникают как пластические, так и упругие деформации, радиус гибки детали после проведения операции всегда оказывается больше радиуса инструмента. Разность между величиной угла между плоскостями детали после гибки и углом инструмента называется углом пружинения.

Фиг. 42. Определение

угла пружинения (а_п)

при гибке скобы.

Фиг. 41. Схема гибки: р — угол между гибочными плоскостями инструмента; а_п—угол пружи­нения.

Величина угла пружинения зависит от свойств материала, от отно­шения величины внутреннего радиуса изгиба к толщине материала , от величины угла гибки, а также от условий проведения гибки.

Различают свободную гибку и гибку с калибровкой. Для расчета угла пружинения при свободной гибке рекомендуется пользоваться формулами:

а) для одноугловой гибки (фиг. 41)

от Е

tga_n = ;

б) для двуугловой гибки (фиг. 42).

,

где a_n — угол пружинения;

К — коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя в зависимости от ; К=(1-х) (см. табл. 15);

Таблица 15

Значения коэффициента х в зависимости от отношения

Rг/	5,0	3,0	2,0	1,2	0,8	0,5
X	0,48	0,45	0,4	0,35	0,3	0,25

l — расстояние между опорными точками инструмента в мм;

l₁ — плечо гибки в мм; l₁ = r_м+r_n +1,2;

r_м — радиус скругления матрицы в мм;

Г_n —радиус скругления пуансона в мм; г_п = ;

К_о — коэффициент гибки; К_о ',

Е — модуль упругости в кг/мм²;

— предел текучести в кг/мм².

Средние численные значения углов пружинения для некоторых материалов даны в табл. 16.

Угол пружинения малоуглеродистых сталей определяется по фор­муле

град.

В тех случаях, когда необходимо получить радиус гибки меньше минимального, а также для снижения расходуемой мощности гибоч­ного оборудования применяют гибку в горячем состоянии.

Таблица 16

Величина угла пружинения некоторых материалов

Материал	Угол пружинения в градусах при отношении Rг/
	Менее 1	1-5	>5
Мягкая латунь, в = 22 кг/мм2 . . Твердая латунь, в = 35 кг/мм2 . Алюминий: до 0,8 мм от 0,8 до 2 мм свыше 2 мм Кислостойкая сталь (IX18H9T) . . .	2 6 4 2 0 1,5	3 3 5 3 1 3	4 1 6 4 2

Профилирование. Профилированием называется получение из листовых заготовок жестких и легких профилей, имеющих различ­ную форму сечения.

Профилирование производят в штампах или в специальных роли­ковых машинах.

Первый способ используется для обеспечения жесткости деталей (крышек, боковин ящиков, стенок тонкостенных кожухов и т. п.).

Фиг. 43. Различные виды ребер жесткости на деталях из тонколи­стового материала.

При профилировании в штампах с помощью ложных пуансонов и мат­риц, имеющих различной формы выступы и канавки, выдавливаются на поверхности деталей зиги (фиг. 43). Выдавливание производят за один или несколько переходов.

Сущность профилирования на роликовых машинах заключается в том, что длинная ленточная заготовка последовательно про­пускается через несколько пар фасонных роликов, расположенных друг за другом в одной плоскости и вращающихся с одина­ковой скоростью в противоположных направ­лениях. Образующие каждой пары роликов имеют сопряженные контуры, между кото­рыми оставляется зазор. Окружные ско­рости роликов в отдельных точках поверх­ности различны. Это дает возможность заго­товке проскальзывать. Проскальзывание позволяет вести процесс профилирования непрерывно.

Если изгиб на ленте производится не в продольной, а в поперечной плоскости, процесс профилирования называют гофрированием. Гофрирование осуществляется с помощью специальных роликов (фиг. 44). Гофрирование произ­водят как поперек заготовки, так и под некоторым углом.

Гибка труб. Для многих деталей аппаратов в качестве заготовок применяются трубы самых различных диаметров.

В процессе гибки на внутренней стороне трубы под влиянием сжатия могут возникнуть складки; внешняя сторона, наоборот, растягивается, что приводит к утонению стенки. Гибочные деформации, действующие в направлении, перпендикулярном к линии изгиба, приводят к овализации сечения (фиг. 45).

Величина указанных деформаций резко возрастает с уменьшением толщины стенки, поэтому наибольшую трудность представляет гибка тонкостенных труб. Тонкостенными обычно называют трубы, у кото­рых толщина стенки  меньше 0,06 наружного диаметра трубы (D_H).

Гибка труб производится как в холодном, так и в горячем состоя­нии.

Фиг. 45. Дефекты, образующиеся при гибке тонко­стенных труб.

Для предотвращения образования дефектов применяются раз­личные способы, позволяющие поддерживать стенки трубы с вну­тренней стороны во время гибки. Наиболее распространенным спосо­бом является наполнение внутренней полости труб сыпучим или лег­коплавким материалом: сухим чистым речным песком, канифолью, свинцом и т. п. При заполнении труб песком рекомендуется его уплот­нять сжатым воздухом или вибраторами. С торцовых сторон трубы должны быть прочно закрыты деревянными или металлическими проб­ками. Кроме того, при гибке труб на трубогибочных станках при­меняются специальные калибровочные пробки-дорны. Дорн перед гибкой вводится внутрь трубы и поддерживает стенки при изгибе вокруг гибочного сегмента. Существуют дорны различных конст­рукций (фиг. 46). Наиболее широкое распространение получили дорны, имеющие ложкообразную или шаровую форму.

На качество гибки оказывает влияние взаимное расположение дорна и гибочного сегмента. Дорн должен быть установлен с некото­рым опережением по отношению к точке начала изгиба. Это дости­гается при помощи тяги, закрепленной на неподвижной опоре. Длина тяги должна быть больше длины трубы.

Напряжения, возникающие в сечениях труб, зависят как от фи­зико-механических свойств материала, так и от величины отношения толщины стенки к диаметру трубы.

Для стальных труб минимальный радиус гибки должен быть не менее 20 толщин стенки.

Минимальный радиус гибки может быть значительно уменьшен при нагреве заготовок. Нагревание можно проводить открытым пламенем горелок или индукционным током. Нагревание труб из пластических масс прово­дят в жидкостных ваннах при температуре 100— 200° С.

Во избежание пережога и нарушения структуры материала во время нагре­ва следует следить за тем­пературой на поверхности трубы. Температуру изме­ряют термочувствитель­ными карандашами. Наша промышленность выпус­кает комплекты каранда­шей (по 11 шт.); с их по­мощью можно измерять температуры от 140 до 600° С.

Оборудование для гибоч­ных работ. Гибку деталей можно производить вруч­ную или на станках.

Фиг. 46. Схема гибки с применением калибро­вочных пробок:

а — ложкообразный дорн, б — шаровой дорн, в — составной дорн.

Ручная гибка малопро­изводительна и применяет­ся только в исключитель­ных случаях в единичном производстве или при ре­монтных работах. Ручную гибку производят с помощью деревян­ных киянок и металлических кувалд на плитах или в гибочных приспособлениях. Машинная гибка в зависимости от радиуса гибки и формы заготовки может проводиться на различных станках:

а) прессах;

в) роликовых машинах;

г) трубогибочных станках.

Гибка на прессах. Для проведения процесса гибки могут быть использованы пресса самых различных конструкций: кривошипные, эксцентриковые, фрикционные и гидравлические. Гибка произво­дится в штампах, пуансон и матрица которых имеют профиль, соот­ветствующий профилю детали. Этим способом изготовляют некруп­ные детали: ушки, скобы, крюки, уголки

Усилие гибки может быть найдено по эмпирическим формулам: а) при одноугловой гибке

кг

б) при гибке скобы

кг

где l — ширина изгибаемого изделия в мм;

d— толщина материала в мм;

s_в — предел прочности при растяжении в кг/мм²;

R_г — радиус гибки в мм.

При гибке с прижимом или с калибровкой необходимое усилие слагается из усилия гибки и усилия прижима или калибров. Усилие

калибровки значительно превышает усилие гибки.

Кромкогибочные станки. При гибке деталей ящиков, коробов и плоскостенных сосудов применяют кромкогибочиые станки с пово­ротной траверсой, обеспе­чивающей угол загиба заго­товки по прямой до 180°. Кромкогибочные станки (фиг. 47) состоят из непо­движной плиты

Фиг47. Кромкогибочный станок. 2, укреп­ленной в массивных стой­ках станины /; прижимной траверсы 3, прижимающей изгибаемый лист к плите с помощью винтов 4, и подвижной траверсы, обеспе­чивающей гибку материала на заданный угол при вращении по дуге вокруг оси 5. Движение траверсе передается от электродвигателя 6 через редуктор 7 и зуб­чатый сектор 8.

Перед гибкой заготовка размещается между нажимной траверсой и плитой таким образом, чтобы линия изгиба совпадала с краем плиты. С помощью винтов 4 прижимают заготовку, а затем приводят в движение зубчатый сектор, соединенный с подвижной траверсой. Заготовку освобождают обратным ходом подвижной траверсы.

В техническую характеристику кромкогибочных станков входят: максимальная ширина изгибаемого листа, его толщина, наибольший угол поворота подвижной траверсы, мощность электродвигателя.

Роликовые гибочные станки. Отгибку борта на деталях из тонко­листового материала удобнее всего производить на простых двух-роликовых станках, которые состоят из станины с укрепленными в ней двумя параллельными роликами с механическим приводом. Во время работы станка ролики вращаются в разные стороны, благодаря чему заго-

Фиг. 48. Отгибка борта на роликах.

товка силой трения затягивается в зазор между ними и одновременно изгибается в соответствии с профилем роликов (фиг. 48).

Многороликовые станки, предназначенные для образования слож­ного устройству сходны с листоправильными машинами. В таких станках

Фиг. 49. Схема профилирования полосового материала на многороли­ковом станке.

вместо гладких роликов устанавли­вают ролики с выточками и выступами. Сечение роликов соот­ветствует профилю образующейся заготовки. Глубина выточек и высота выступов изменяются от минимальных на входе заго­товки до максимальных на выходе (фиг. 49). Количество переходов и связанное с этим количество пар роликов зависят от сложности формы изготовляемого изделия. Образование профиля происходит за один проход ленты через станок в одну сторону.

Фиг. 51. Трубогибочный станок:

/ — труба; 2 — электродвигатель; 3 — муфта; 4 — малая червячная пара; 5 — опорный гибочный сектор; 6 — большая червячная пара; 7 — гибочное устройство; 8 — прижим; 9 — концевой выключатель.

Фиг. 50. Схема станка для гофриро­вания ленты:

/ — катушки для намотки гофрированной ленты; 2 — ролики; 3 — паразитные ше­стерни; 4 — ременный привод катушек; 5 — лента; 6 — зубчатая передача; 7 — электродвигатель; 8 — катушки для глад­кой ленты.

На фиг. 50 показана схема роликового станка для гофрирования ленты, предназначенной для изготовления дисков кислородных реге­нераторов. Станок состоит из станины, на которой установлены гибочные ролики и укреплены катушки для рулонной заготовки и гофрированной ленты.

В техническую характеристику роликовых станков входят: рас­стояние между осями гибочных роликов, ширина роликов, скорость их вращения и мощность электродвигателя.

Трубогибочные станки. Трубогибочные станки (фиг. 51) состоят из станины коробчатого типа, опорного сектора, механизмов пово­рота сектора и подачи детали, прижима, каретки, гибочного устрой­ства и приводов. На станках, предназначенных для гибки металли­ческих труб в нагретом состоянии, монтируются дополнительно высокочастотный трансформатор, индуктор и система охлаждения. Станки изготовляют с двумя видами приводов: электромеханическим или электрогидравлическим.

Основными деталями трубогибочного станка, выполняющими роль гибочного инструмента, являются сменные опорные и гибочные сектора или ролики. Опорный сектор соединяется с ведущей осью привода и во время работы станка приводится в движение, увле­кая за собой обрабатываемую деталь (трубу), закрепленную на нем с помощью винтового или пневматического прижима. Гибочное уст­ройство состоит из гибочных секторов или роликов, имеющих выточку по форме сечения трубы, и натяжного винтового механизма, обеспе­чивающего поджатие трубы к сектору и воспринимающего изгибаю­щие усилия. Во время работы гибочное устройство остается непо­движным, а опорный сектор поворачивается на заданный угол. Для предупреждения аварий и брака на периферии опорного сектора, устанавливают конечные выключатели.

Сменные опорные и гибочные сектора изготовляют разных диаме­тров и с различной формой канавки в зависимости от диаметров изги­баемых труб и необходимых радиусов гиба. Применение гибочных роликов вместо секторов позволяет уменьшить комплекты гибочного инструмента, так как при разных радиусах гиба можно применять одни и те же ролики.

Технологический процесс гибки на трубогибочном станке состоит из следующих операций: а) подбор опорных и гибочных приспособ­лений и установка их на станке; б) укладка обрабатываемой детали (трубы) в канавку опорного сектора и ее прижим; в) гибка детали на заданный угол по диаметру опорного сектора; г) выемка детали из приспособления.

Для тонкостенных труб одновременно с операцией гибки необ­ходимо производить подогрев заготовки до температуры текучести материала. Наиболее рациональным является индукционный нагрев токами высокой частоты (2000—3000 гц). Индуктор крепят на каретке гибочного устройства перед гибочными роликами. Между трубой и индуктором оставляется зазор в 5—8 мм. Благодаря воздействию интенсивного электромагнитного поля небольшой кольцевой участок трубы под индуктором (10—15 мм) разогревается до требуемой тем­пературы. Для получения узкой полоски нагрева труба, пройдя через зону индуктора и зону гибки, охлаждается водой. Такой спо­соб нагрева обеспечивает хорошее качество обработки, предохраняя трубу от сплющивания, даже без заполнения ее песком.

В техническую характеристику трубогибочных станков входят: наибольший угол загиба трубы, наибольший радиус гибки, наиболь­ший и наименьший диаметры обрабатываемых труб, мощность элек­тродвигателя, габариты станка.

Определение размеров заготовок при гибке. Размер заготовки, подвергаемой гибке, определяется по длине нейтральной линии.

Длина нейтральной линии в месте закругения плоской заготовки может быть подсчитана по формуле

где а — угол гибки в градусах;

R_н∙л — радиус нейтральной линии изогнутой заготовки в мм;

 — толщина заготовки в мм;

R_г — радиус гибки по внутренней поверхности в мм.

Если R_г > 20, то можно считать, что нейтральная линия прохо­дит по середине сечения листа. При R_г < 20 нейтральная линия смещается в сторону сжатых волокон. В этом случае расчетный ра­диус нейтрального слоя определяется по формуле

R_н∙л=R_г+х мм

где х - поправочный коэффициент, зависящий от отношения

( см. табл. 15).

При гибке двуслойной стали ней­тральная линия смещается в сторону кислотостойкого слоя. На положение нейтральной линии оказывают влияние отношение радиуса гибки к толщине заготовки, различия механических свойств основного металла и кислото­стойкого слоя.

Фиг. 52. Расположение нейт­ральной линии при гибке дву­слойной стали:

/ — кислотостойкий слой; 2 — основной металл.

Радиус нейтральной линии при гибке двуслойной стали определяется по сле­дующим формулам:

а) при гибке кислотостойким слоем внутрь

R_н∙л = R_г + m - 0,5 + z;

б) при гибке кислотостойким слоем наружу

R_н∙л = R_г + m - 0,5 - z;

где т — коэффициент, учитывающий отношение радиуса гибки к толщине заготовки и утонение металла в зоне гибки; значения коэффициента т приведены в табл. 17;

z— расстояние от внешней поверхности кислотостойкого слоя до нейтральной линии в мм (фиг. 52 табл. 18).

Таблица 17