Выполнение работы

Данная лабораторная работа состоит из двух частей. В первой части работы изучается устройство и принцип действия гидравлических гильотинных ножниц HACO 3006, а также расчет необходимого усилия реза. Во второй части производится выбор и настройка параметров гильотинных ножниц HACO 3006 с помощью контрольной панели SP 9для осуществления раскроя материала предлагаемых заготовок; резка заготовок из листового материала.

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

- Краткие сведения о видах резки листового материала.

- Краткие сведения об устройстве и принципе действия гильотинных ножниц HACO 3006.

- Рассчитанные в ходе лабораторной работы усилия реза для различных типов ножниц.

- Анализ качества реза в зависимости от задаваемых настроек оборудования.

- Выводы, полученные при сравнении различных видов резки материалов, в т.ч. по усилию резки и качества реза материалов для листовой штамповки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Формоизменяющие операции листовой штамповки

Цель работы: изучить устройство и принцип действия гидравлического листогибочного пресса, научиться рассчитывать развертку предлагаемого гнутого профиля, научиться подбирать необходимый инструмент (матрицу), рассчитать усилие, необходимое для осуществления гибки листового материала.

Оборудование: Гидравлический листогибочный пресс SMD PBA-110/3100

Образцы: листовой материал;

Измерительный инструмент: штангенциркуль 0–250 мм, с точностью измерения 0,05 мм; микрометр 0–25 мм, с точностью измерения 0,01 мм.

Рис. 1. Гидравлический листогибочный пресс SMD PBA-110/3100

Прессы серии PBA, оснащенные современными электронными и гидравлическими устройствами, обеспечивают высокоточную и скоростную гибку листового металла. Силовые гидроцилиндры работают независимо друг от друга и имеют электронную синхронизацию. Синхронизация работы гидроцилиндров обеспечивается электромагнитными клапанами, контролируемые системой ЧПУ. Простота конструкции и вместе с тем высокие показатели рабочих параметров делают пресса этой серии высокоэффективными в производстве серийных и мелкосерийных изделий сложной конфигурации. При этом пресса серии PBA являются наиболее доступными среди линейки прессов с ЧПУ. Прессы серии PBA имеют упрощенную систему компенсации прогиба рабочего стола (бомбирование) — электромеханическую или с ручным приводом. Системы ЧПУ Cybelec DNC-60 или DNC-600S позволяют программировать перемещение задних упоров в осях X и R (вперёд-назад и вверх-вниз). Два линейных кодирующих устройства перемещения верхней траверсы установлены таким образом, что деформации рамы пресса не влияют на точность его работы, которая составляет 0,01 мм.

Особенности и преимущества

Рама изготовлена из специальной стали и собрана в коробчатую конструкцию что позволяет обеспечивать высокую жесткость с хорошими показателями точности станка при высокой скорости работы;

Рис. 2. Устройство гидравлического листогибочного пресса

Электрогидравлическая система, состоящая из мотор-помпы производства Германии и электромагнитных клапанов, полностью контролируемых системой ЧПУ, а так же наличие оптических линеек;

Измерительные датчики Heidenhain по оси Y1 и Y2 позволяют достигать полной синхронности работы гидроцилиндров с точностью позиционирования ползуна 0,01 мм;

Управляемые оси:

Рис. 3. Координатные оси пресса (ЧПУ)

Система компенсации прогиба рабочего стола, для обеспечения постоянной величины ввода пуансона в матрицу по всей длине гибки, что обеспечивает выполнение заданных параметров сгибания;

На прессе установлен задний упор с комплектом упорных блоков, перемещение которого обеспечивается за счет высокоточных ШВП и двигателя переменного тока, контролируемых системой ЧПУ;

Пресс оснащен удобной в эксплуатации и многофункциональной системой ЧПУ, производство Швейцария, оборудованная мощным и интуитивно понятным графическим интерфейсом, идеальное сочетание простоты и технологической мощности. Система ЧПУ – автоматически вычисляет и оптимизирует работу пресса, показывая на графическом дисплее последовательность гибки, выводя на дисплей для оператора каждый шаг работы и сообщает о возможных ошибках, которые может совершить оператор;

Рис. 4. Пульт управления прессом (ЧПУ)

Простое использование интерфейса, предполагает быструю и простою переналадку на новый производственный процесс. Все что должен знать оператор – это основные характеристики материала (длина, толщина, вид материала), необходимый профиль изгиба и инструмент которым пользуется;

Обеспечивает автоматические циклы гибки листового материала;

Позволяет использовать систему быстрой смены инструмента. Обеспечен современной системой защиты рабочей зоны.

Технические характеристики станка PBA-110/3100:

Габаритные размеры (Д×Ш×В): 3600×1500×2500 мм

Глубина зева: 410 мм

Длина рабочего стола: 3100 мм

Масса станка: 7500 кг

Мощность главного двигателя: 7.5 кВт

Наличие системы ЧПУ: Да

Расстояние между стойками: 2600 мм

Расстояние от пуансона до стола: 480 мм

Скорость хода пуансона (подвод / рабочая / отвод): 110 / 10 / 110 мм/сек

Усилие: 1100 kH

Ход пуансона: 215 мм

Рис. 5. Получение профиля в открытом штампе:

1- ползун пресса; 2- пуансон; 3- регулировочные винты;

4- универсальная матрица; 5- стол пресса

Расчет развертки профиля производится согласно таблице:

где значение коэффициента х, определяющего положение нейтрального слоя

листового материала при гибке на 90⁰ находится из рисунка:

Рис. 6. Значение коэффициента х.

Выбор матрицы:

Рис. 7. Схема гибки

Рекомендуемое значение раскрытия матрицы (V)=8-10 значений толщины материала (S), см. Приложение А

*Расчет приводится для стали с прочностью 450 Н/мм²; для других материалов вводятся коэффициенты:

мягкая медь - 0,5;

бронза (мягкая) - 0,5;

мягкий алюминий - 0,5;

твердый алюминий - 2,0:

нержавеющая сталь - 1,5;

хромированная сталь - 2,0.

Расчет необходимого усилия гибки:

Исходные данные:

Заготовка детали:

L – длина заготовки детали (длина линии сгиба);

B – ширина заготовки детали;

s – толщина заготовки детали;

a – половина угла изгиба детали;

σ_т – предел текучести металла заготовки;

σ_в – предел прочности металла заготовки;

W_x – момент сопротивления сечения заготовки;

b_max – коэффициент, показывающий во сколько раз должна возрасти нагрузка от момента появления текучести в заготовке до момента исчерпания заготовкой несущей способности.

Рис. 8. Расчет схемы гибки

Матрица листогиба:

A – ширина зева;

R – радиус кромок зева.

Пуансон листогиба:

r – радиус пуансона;

h – ход пуансона.

1. Вывод формулы для расчета усилия гибки (F) через условие равенства работ внешних и внутренних сил (без учета силы трения):

Для прямоугольного сечения, каковым является сечение листа, коэффициент:

b_max = 1,5

Момент сопротивления:

Wx = (L*s²)/6

Изгибающий момент:

М = Wx*σ_т*b_max

Условие равенства работ внешних и внутренних сил (без учета силы трения):

F_i*dh_i= 2*M*da_i

Ход пуансона:

h = (R— R*cosa)+(r+s)*(1-cosa)+(A/2- (R+r+s)*sina)*tga

h = (R+r+s)*(1-1/cosa)+A/2*tga

где

dh_i – ход пуансона на «i-том» участке процесса гибки:

dh_i = (R+r+s)*(1/cos (a_i-da_i) -1/cosa_i)+A/2*(tga_i-tg (a_i-da_i))

a_i – начальный угол изгиба детали на «i-том» участке

da_i – изменение начального угла изгиба детали на «i-том» участке

F_i – среднее значение усилия гибки на «i-том» участке процесса:

Fi = 2*M*da_i/dh_i

Усилие из условия равенства работ сил:

Fi = 2*Wx*σ_т*b_max*da_i/dh_i

2. Вывод формулы для расчета усилия гибки (F) через условие равновесия системы сил:

Дополнительные данные:

f – коэффициент трения (заготовка-матрица)( принять f=0,15 - 0,2).

Сила трения:

Fтр = N*f

Уравнение равновесия:

F/2- N*cosa— Fтр*sina = 0

F/2- N*cosa— N*f*sina = 0

F/2- N*(cosa+f*sina) = 0

Сила реакции опоры:

N = F/(2*(cosa+f*sina))

Размер на заготовке между точками касания матрицы и пуансона:

K = (A/2- (R+r+s)*sina)/cosa

Момент внешних сил в сечении гибки (начало размера К) относительно точки касания пуансона и детали:

M = N*K+Fтр*s

M = N*K+N*f*s

M = N*(K+f*s)

Момент внутренних сил в сечении гибки (начало размера К):

М = Wx*σ_т*b_max

Из условия равенства моментов внутренних и внешних сил:

N = Wx*σ_т*b_max/(K+f*s)

Усилие гибки в любой из моментов процесса:

F = 2*Wx*σ_т*b_max*(cosa+f*sina)/((A/2- (R+r+s)*sina)/cosa+f*s)

*Значения усилий гибки, рассчитанные по формулам, следует умножить двумя коэффициентами:

k₁ = 1,25 – коэффициент запаса;

k₂ = 1,80 – коэффициент, учитывающий упрочнение металла при изгибе.

Учебное задание 1.

Гибка двойного угольника из полосы.

Учебное задание 2. Гибка прямоугольной скобы.