г. Екатеринбург, Черняховского 67А, оф. 202
Развёртку детали с гибами нельзя рассчитывать простым сложением наружных размеров. При деформации наружные слои металла растягиваются, внутренние сжимаются, а между ними проходит нейтральный слой, длина которого условно сохраняется. Поэтому размер плоской заготовки определяют с учётом толщины листа, внутреннего радиуса, угла гиба и положения нейтрального слоя. Для расчёта используют K-фактор, припуск на гиб или вычет на гиб.
Фактическая развёртка зависит от материала, его фактической толщины и механических свойств, направления проката, способа гибки, раскрытия матрицы, пуансона и пружинения. Для серийного изготовления расчёт сверяют с таблицами конкретного производства и уточняют по одной или нескольким пробным заготовкам из того же материала и, желательно, той же партии проката.
При гибке металл с наружной стороны радиуса испытывает растяжение, а со стороны внутреннего радиуса — сжатие. Нейтральным называют слой между этими зонами, для которого продольная деформация принимается равной нулю. Он находится не строго посередине толщины: его положение меняется в зависимости от материала и режима формования.
K-фактор показывает положение нейтрального слоя относительно внутренней поверхности листа:
K = t / T, где t — расстояние от внутренней поверхности до нейтрального слоя, а T — толщина металла.
Одно значение K нельзя применять ко всем материалам и вариантам оснастки: развёртка из CAD должна соответствовать технологии конкретного листогибочного пресса.
Припуск на гиб (bend allowance, BA) — длина дуги нейтрального слоя в зоне деформации. Он применяется, когда прямые участки детали измерены до точек касания с радиусом. Для одного гиба расчёт выполняют по формуле:
BA = π × A / 180 × (R + K × T), где A — угол поворота листа относительно плоского состояния, R — внутренний радиус, T — толщина листа, K — K-фактор. Угол A не всегда совпадает с внутренним углом готовой детали: например, для внутреннего угла 120° угол гиба в формуле равен 60°.
Вычет на гиб (bend deduction, BD) используют при расчёте по наружным размерам до условной острой вершины: из суммы полок вычитают BD. Смешивать этот метод с расчётом по точкам касания нельзя.
| Метод | Какие размеры используются | Как получают развёртку |
|---|---|---|
| Припуск на гиб | Прямые участки до точек касания | Длины прямых участков складывают с BA |
| Вычет на гиб | Наружные полки до виртуальной вершины | Из суммы наружных размеров вычитают BD |
| Таблица гибки | Материал, толщина, радиус и угол | Используют измеренное производственное значение |
Допустим, требуется выполнить гиб 90° на листе толщиной 2 мм. Внутренний радиус принят равным 2 мм, K-фактор — 0,40. Припуск составит:
BA = π × 90 / 180 × (2 + 0,40 × 2) ≈ 4,40 мм.
Если длины двух прямых участков, измеренные до точек касания, равны 50 и 30 мм, расчётная длина плоской заготовки составит 84,40 мм. Этот пример показывает принцип, а не готовую настройку для любого заказа. Перед запуском партии коэффициент и полученную развёртку сопоставляют с применяемым инструментом и фактическим результатом пробной гибки.
При воздушной гибке естественный внутренний радиус в первую очередь зависит от раскрытия V-матрицы и свойств материала. Радиус носика пуансона обычно оказывает меньшее влияние, если он не превышает естественный радиус формования. При использовании пуансона с большим радиусом внутренний радиус детали может определяться уже геометрией пуансона. Способ гибки и выбранная оснастка также влияют на усилие, минимальную полку и расчёт развёртки.
При слишком малом радиусе возрастает риск трещин на наружной стороне гиба. Для ответственных деталей учитывают марку, сертификат на металл, направление проката и рекомендации поставщика.
После снятия нагрузки металл частично возвращается к исходной форме — это пружинение. Его компенсируют перегибом, корректировкой глубины хода или автоматическим контролем угла. Пружинение обычно возрастает с увеличением предела текучести материала, степени деформационного упрочнения, радиуса гиба и отношения раскрытия матрицы к толщине листа.
На странице услуги гибки листового металла указано, что УТК-Сервис использует прессы с ЧПУ, лазерным контролем угла и компенсацией прогиба стола. Однако даже при автоматическом контроле исходная модель должна содержать правильный материал, толщину, радиусы и конечные размеры.
Отверстие, паз или вырез, попавшие в зону растяжения возле линии гиба, могут вытянуться и потерять форму. Универсального расстояния, подходящего для всех случаев, нет: оно зависит от толщины, внутреннего радиуса, раскрытия матрицы и геометрии элемента. Если перенести отверстие невозможно, технолог может предложить разгрузочную прорезь, специальный инструмент или выполнение отверстия после гибки.
Минимальная полка зависит от оснастки: заготовка должна устойчиво опираться на матрицу. Короткая полка может потребовать специального инструмента, поэтому её проверяют до лазерной резки заготовки.
В детали с несколькими гибами отклонения угла и положения каждой полки могут накапливаться. На результат влияют выбранная база, порядок операций и возможность установить заготовку в пресс без столкновения с инструментом. Критические размеры желательно задавать от одной функциональной базы, а не длинной цепочкой последовательных размеров.
Для сложного корпуса производству передают STEP-модель готовой детали, DXF-развёртку и PDF-чертёж. В документации указывают внутренние радиусы, направление гибов, конечные размеры, допустимые отклонения и лицевую поверхность. Если развёртку должен подготовить исполнитель, это отмечают в техническом задании.
Для проверки технологичности нужны марка и толщина металла, STEP-модель конечной формы, DXF-развёртка при её наличии, PDF с размерами и допусками, количество изделий и требования к поверхности. Для деталей, которые после гибки будут соединяться, полезно приложить сборочный чертёж и указать последующую сварку металлоконструкций.
УТК-Сервис выполняет гибку листового металла в Екатеринбурге на прессах с ЧПУ с максимальной длиной гибки детали до 4 м и усилием до 300 тонн. При согласовании заказа специалисты могут оценить выбранные радиусы, минимальные полки, расположение отверстий и возможную последовательность операций. Объём инженерной проверки и подготовку развёртки следует отдельно указать в заявке. Для цилиндрических деталей применяется другой расчёт: особенности определения диаметра и заготовки рассмотрены в статье про развёртку обечаек и полуобечаек.
