Гибочные операции

Гибка – листоштамповочная операция, в результате которой происходит образование или изменение углов между частями заготовки или придание ей криволинейной формы.

Гибку осуществляют преимущественно в штампах, закрепляемых на кривошипных или гидровлических прессах, реже на специализированном оборудовании – гибочных машинах, оснащенной специальной оснасткой.

В зависимости от конструктивных признаков гибочного штампа различают следующие виды гибки:

а) свободная гибка

Рис 3.22 Одноугловая свободная гибка:

1 – пуансон; 2 – деталь; 3 – матрица; 4 – заготовка

Усилие одноугловой свободной гибки Р определяется по формуле [2, с.72]:

,

где В – ширина заготовки, мм;

l – расстояние между центрами полуматриц, мм;

δ_в – предел прочности штампуемого материала, МПа;

n = 1,8 – коэффициент, характеризующий влияние упрочнения.

Пример. Определить усилие свободной гибки полосы размерами

48 х 4 мм из латуни ЛС – 59 в матрице со створом 40 мм.

По [3, с. 480] определяют δ_в для латуни ЛС59: δ_в = 350 МПа.

По формуле (19) определяют Р, Н:

Р = 48·4²/40·350·1,8 = 6048.

Ответ: Р = 6,05 кН.

Рис. 3.23 Зависимость усилия свободной гибки от хода пуансона

б) Двухугловая гибка

Рис. 3.24 Двухугловая гибка:

1 – пуансон; 2 – деталь; 3 – заготовка;

4 – матрица; 5 – прижим выталкиватель

Рис. 3.25 Зависимость усилий двухугловой гибки и прижима от хода пуансона

Усилие двухугловой гибки Р определяют по формулам [2, с.72]:

Двухугловая гибка без калибровки (рис. 3.24) (отсутствует жесткое смыкание пуансона и прижима в крайнем нижем положении ползуна пресса)

(20)

Усилие изгиба, Н [2, с.72]:

(21)

где k₂ - коэффициент для угловой гибки.

Усилие прижима, Н [2, с.72]:

(22)

2. Двухугловая гибка с калибровкой (рис. 3.24) (в крайнем нижнем положении ползуна пресса зазор между торцом пуансона и прижимом равен или меньше толщины заготовки)

Усилие изгиба с калибровкой [2, с.72]:

(23)

Пример. Определить усилие двухугловой гибки без калибровки

полосы с размерами 5 х 80 мм из алюминия А3 в штампе с радиусами закругления матрицы R_м = 5 мм, пуансона Rn = 5мм.

По [3, с.481] определяют δ_В для алюминия А3:

δ_В = 110 МПа.

По формуле (21) определяют Р_изг, Н:

по табл. 25 [2, с.73] определяют k₂ = 0,21.

Р_изг = 2·80·5·110·0,21 = 18480.

По формуле (20) определяют Р, Н:

Р = 0,3·18480+18480 = 24024.

Ответ: 24,02 кН.

в) Одноугловая односторонняя гибка с прижимом (без калибровки)

Усилие одноугловой гибки с прижимом Р определяют по формуле (20), где Р_изг следует определить по формуле (24):

Усилие изгиба Р_изг,Н [2, с.72]:

(24)

где k₂–коэффициент для одноугловой гибки [2, с.73].

Усилие прижима Q определяют по формуле (22). Зависимость усилия одноугловой гибки от хода пуансона аналогична зависимости на рис. 3.25.

Рис. 3.26 Схема одноугловой гибки с прижимом:

1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – заготовка;

4 – деталь; 5 – выталкиватель

Пример. Определить усилие одноугловой гибки полосы размером

3 х 60 мм из стали 3 в штампе с радиусами пуансона и матрицы

R = 3.

По [3, с. 478] определяют δ_В для стали 3: δ_В = 470 МПа.

По табл. 25 [2, 73] определяют k₂ = 0,21.

По формуле (24) определяют Р_изг, Н:

Р_изг = 60·3·470·0,21 = 17766.

По формуле (20) определяют Р, Н:

Р = 0,3·17766+17766 = 23096.

Ответ: Р = 23,1 кН.

г) Одно – и двухугловая гибка с калибровкой

Рис. 3.27 Одно – и двухугловая гибка с калибровкой:

1 – пуансон; 2 – деталь; 3 – заготовка; 4 – матрица

Усилие одно- и двухугловой гибки Р определяют по формуле

[2, с.72]:

(25)

где q – давление калибровки (правки), Н/мм² [3, с.221];

F – площадь калибруемой заготовки (под пуансон), мм.

Рис.3.28. Зависимость одноугловой гибки с калибровкой от хода пуансона

Пример. Определить усилие одноугловой гибки полосы размерами

2 х 20 мм из стали 10.

По [3, с.212] определяют q для стали 10: q = 80 Н/мм²

Площадь калибруемой заготовки под пуансоном F, мм² (при глубине матрицы 7 мм) [2, с.74]:

F = 20·(2·10) = 400.

P = q·F = 400·80 = 32000.

Ответ: Р = 32 кН.

Завивка – листоштамповочная операция, в результате которой происходит образование закругленных бортов на краях плоской заготовки (рис. 3.29)

Рис. 3.29. Схема завивки:

1 – матрица; 2 – прижим; 3 – опорная плита; 4 – деталь

Усилие завивки Р определяют по формуле [4, с.97]:

(26)

где L ≈ 0,7 Sc/Rм ,

μ – коэффициент трения;

в – ширина заготовки, мм;

Р_сд – сила сдвига на единицу ширины полосы [4, с.82].

(27)

где е – основание натурального логарифма;

n – показатель упрочнения, равен 1,8;

ρ – радиус кривизны, мм [2, с.53]:

(28)

где У – коэффициент расположения нейтрального слоя при закатке [2,с.57].

Пример. Определить усилие закатки дверной петли шириной 50 мм из листовой стали 3 толщиной 2,5 мм и наружным радиусом закругления 10 мм при коэффициенте трения μ = 0,15.

По [3, с.478] определяют δ_В для стали 3:

δ_В = 470 МПа.

По табл. 17 [2, с.57] определяют У: для R/S_o = 10/2,5 = 2,1

У = 0,46

По формуле (28) определяют ρ, мм:

ρ = 10 – 0,46·2,5 = 8,85.

По формуле (27) определяют Р_сд , Н:

Р_сд = 0,5·2,5·470·[0,7·2,72·2,5/(1,8·(8,85+2,5))]^1,8 = 42,7.

По формуле (26) определяют Р_зав , Н:

Р_зав =42,7[sin(0,7·2,5/10)]+0,15(3+cos(0,7·2,5/10)) = 15450.

Ответ: Р_зав = 15,45 кН.