Усилие при гибке металла

Деформация металла | Пружинение | Воздушная гибка | Гибка в упор | Чеканка | Усилие

Усилие

Разбирая технические основы гибки на станках типа Press Brake , мы постоянно сталкивались с этим словом. Оно может быть использовано как абсолютная величина, измеряемая в тоннах (т) или килоньютонах (кН), так и удельная величина, измеряемая в тоннах на метр (тонн/метр) или килоньютонах на метр (кН/м). Усилие может быть как фиксированным ограничением, которое нельзя превзойти так и функцией нескольких переменных. В этом параграфе мы разберем несколько важных понятий, так или иначе связанных с усилием.

Максимальное усилие пресса (тонн) — постоянная величина, задаваемая производителем при разработке и производстве пресса. Она ограничена не реальными возможностями оборудования, которые несколько выше, а электроникой, не позволяющей превзойти заданное значение. Это создает некоторый запас на износ оборудования. Электромеханические листогибочные прессы в процессе эксплуатации не теряют своих возможностей, и с высокой вероятностью можно считать, что во время всего срока службы максимально развиваемое усилие электромеханического пресса остается неизменным. С гидравлическими листогибочными прессами сложнее. По мере износа помпы, клапанов и гидроцилиндров возможности пресса снижаются и, со временем, реально развиваемое усилие может стать меньше заявленного для нового оборудования.

Максимальная нагрузка на систему крепления (тонн/метр) — удельная величина, определяемая производителем. Как правило, это значение, умноженное на максимальную длину гиба станка, существенно превосходит максимальное усилие пресса. Пример: станок с максимальным усилием 100 тонн и максимальной длиной гиба 3 метра оборудован системой крепления Promecam. Стандартно система Promecam имеет максимальную нагрузку 100 тонн/метр. Т.е. система крепления Promecam на длине 3 метра может воспринимать РАСПРЕДЕЛЕННУЮ нагрузку 300 тонн, что в 3 раза превышает максимальное усилие пресса. Вместе с тем, нельзя ориентироваться только на максимальное усилие пресса. Пример: имеется пресс с теми же характеристиками, системой крепления и матрица с V-раскрытием 60 мм. Предполагается согнуть стальную полосу толщиной 10 мм и шириной 300 мм. Расчетное необходимое усилие составит менее 40 тонн, однако удельное усилие будет более 110 тонн/метр. Гибка в заданных условиях легко обеспечивается прессом, однако система крепления может не выдержать.

Максимальная нагрузка на инструмент (тонн/метр) — удельная величина, определяемая производителем для каждого инструмента. Для пуансона это значение постоянно. Для матрицы зависит от угла гиба. Чем острее угол, тем меньше это значение. Как правило, производитель указывает максимальное усилие для угла гиба 90° независимо от того, какой угол V-раскрытия имеет матрица. Здесь также важно понимать особенности РАСПРЕДЕЛЕННОЙ нагрузки. Чаще всего, инструмент имеет максимальную нагрузку меньшую, чем у системы крепления. Однако здесь бывают исключения. Пример: система Wila New Standard геометрически однотипна, однако имеет различные исполнения. Держатель радиусных вставок HU-124 (серия New Standard Premium) рассчитан на максимальное усилие 250 тонн/метр и может быть установлен с систему крепления New Standard Pro, которая рассчитана «всего» на 160 тонн/метр.

Описанные ранее определения относятся к постоянным величинам, определяемым конструкцией и не зависящим от условий гибки.

Усилие гибки является функцией нескольких переменных. Крайне сложно точно рассчитать какое усилие потребуется в заданных условиях. Однако необходимо проводить оценку, чтобы не повредить станок, систему крепления и инструмент. Здесь помогут таблицы, полученные опытным путем или ориентировочные сравнения со значениями для известных условий.

Для воздушной гибки под углом 90° функцию можно описать эмпирической формулой

из которой вытекают следующие зависимости.

• Чем жестче металл, тем больше усилие. Сюда следует отнести и зависимость от направления проката. Гибка вдоль проката требует меньшего усилия по сравнению с гибкой поперек проката.
• Усилие гибки имеет прямую зависимость от толщины металла и обратную от ширины V-раскрытия матрицы.

Для предварительной оценки воздействия на металл для различных типов гибки можно воспользоваться следующими соотношениями:

• необходимое усилие гибки в упор превосходит таковое для воздушной гибки в 2-4 раза;
• для чеканки потребуется в 5–10 раз большее усилие по сравнению с воздушной гибкой.

На практике удобно пользоваться таблицей или специальной линейкой для примерного определения необходимого усилия гибки.