3. Гибка.

Это превращение срединной поверхности плоской заготовкой путем изменения ее кривизны в заданную линейчатую поверхность. При развертывании линейная поверхность без складок и разрывов может быть наложена на плоскость заготовки при совпадении контуров.

Линейчатая поверхность – поверхность, образующаяся перемещением линии.

Различают:

-одноугловую гибку;

-многоугловую гибку.

Различают гибку листов, труб, проверенных и специальных профилей.

Схема одноугловой гибки листа.

Физически гибка представляет собой упруго-пластическую деформацию сжатия волокон листа, расположенных с внутренней стороны угла и растяжения – с внешних сторон. Волокна на средней поверхности свободны от напряжения и деформации. Срединная поверхность только меняет свою кривизну в процессе гибки. Все напряжения локализованы в секторе, ограниченном углом гибки. Зоны, свободные от деформации и напряжения, называются полками. Растяжение в секторе гибки вызывает утонение заготовки а. имеет место в осевом сечении и плавно уменьшается до нуля при движении к границам сектора гибки. Утонение вызывает смещение срединной поверхности в сторону сжатых волокон.

Различают гибку: узких полос (b/S<2) и широких полос (b/S>2).

При гибке узких полос имеет место искажение поперечного сечения.

Допустимые деформации при гибке.

Попытаемся связать макропараметры заготовки и величину допустимой деформации ( ). Для этого примем допущение:

1. Пренебрегаем кривизной заготовки.

2. Не будем учитывать смещение нейтральной оси в сторону сжатия волокон.

3. Используем гипотезу плоских сечений.

При гибке происходит растяжение наружных волокон. II сечение, оставшееся плоским, будет поворачиваться относительно деформированного наружного волокна: . Выразим ее через макропараметры детали. Для этого рассмотрим два треугольника.

Из малого:

- условие неразрушения детали при гибке.

Получен чертеж детали, необходимо проверить выполнение неравенства путем подстановки величин , S, . Если неравенство не выполняется следует:

1. изменить параметры детали;

2. ввести гибку в два этапа:

а) изготовить деталь на , при котором не произойдет разрушение;

б) термообработать деталь и согнуть на нужный радиус .

Определение усилия гибки.

Рассмотрим схему 1 угловой гибки.

По схеме гибку останавливают на том моменте, когда изгибаемая деталь своими полками коснется пуансона. На деталь действует пара сил или изгибающий момент.

- момент от внешних сил

Для того чтобы гибка производилась, необходимо, чтобы был сил сопротивления. Условие совершения гибки.

Чтобы определить , необходимо знать эпюру внутреннего напряжения при гибке. Из-за различия свойств изгибания материалов эпюры будут отличаться между собой. Следовательно, формулы для расчета не существует. Все материалы по виду эпюр можно разделить на следующие группы:

1. пластическая (нет упругой стадии деформации Рb);

2. упруго-пластические (без упрочнения) Cu;

3. упруго-пластические с упрочнением;

4. пластические с упрочнением;

5. зависимо-степенные (нет ярко выраженных зон).

Зная реальную характеристику материала, ее относят к одной из пяти групп, и решают задачу по определению как частную задачу.

Пример.

Рассмотрим решение для 4-й группы материалов.

y - линейная характеристика по длине материала.

Для определения необходимо произвести испытания образцов на разрыв и провести касательную к зависимости в точке начала перегиба (начало образования шейки образца). Касательная отсечет на величину .

Тогда , где

Следовательно,

Для расчета величины Ргибки подставляют найденные величины в формулу и решают относительно Ргибки. Найденная величина Ргибки используется при выборе оборудования для осуществления гибки, должно выполняться неравенство:

Рассмотрим на примере схемы 1 угловой гибки.

При расчете длины заготовки воспользуемся тем, что длина нейтрального слоя при гибке остается постоянной.

Разобьем деталь на 3 участка.

1. - сектор гибки (ограничен углом гибки)

2.и3. и – отгибаемые полки.

,

где ;

x – коэффициент, учитывающий смещение н.с. в сторону сжатых волокон.

Упругое пружинение при гибке

Т.к. гибка является процессом упруго-пластичнеской деформации, то наличие упругого состояния в деформации снижает точность формообразования тем в большей степени, чем более упругий материал. Физически это выражается в том, что после снятия нагружения изменяется радиус и угол.

В зависимости от отношения - относительно радиуса гибки при прочих равных условиях, поведение детали будет отличаться по следующим схемам:

1. , после снятия нагревания β>0 и r>0/

2. , следовательно, β=0,

3. , следовательно, β<0, (const).

Для каждой группы материалов созданы номограммы – графические зависимости и , следовательно для определения и сначала подсчитывают , чтобы при проектировании пуансона и матрицы откорректировать величины .