การคำนวณแรงดัดระหว่างการดัดแบบอิสระของเครื่องดัดโลหะแผ่น

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องดัดเบรกโลหะมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ และมีการขยายช่วงการประมวลผลของเครื่องดัดงอ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการอภิปรายอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับการคำนวณแรงดัด ปัจจุบันมีสูตรคำนวณแรงดัดงอประมาณ 2 แบบที่แนะนำในคู่มือของผู้ผลิตเครื่องดัดงอแบบกดเบรกต่างๆ

P - แรงดัด KN;

S - ความหนาของแผ่น mm;

l - ความยาวดัดของแผ่น m;

V - ความกว้างของช่องเปิดด้านล่าง mm;

σb - ความต้านทานแรงดึงของวัสดุ MPa

ตารางพารามิเตอร์แรงดัดที่ผู้ผลิตแนะนำยังคำนวณตามสูตรข้างต้น

กระบวนการได้มาและขอบเขตการใช้งานของสูตรคำนวณแรงดัด

รูปที่ 1 เป็นแผนผังของงานระหว่างการดัดแผ่น ข้อมูลต่อไปนี้จะอธิบายกระบวนการที่มาของสูตรคำนวณแรงดัดงอและเงื่อนไขพารามิเตอร์เพิ่มเติม 2 เงื่อนไข อันดับแรก มีคำแนะนำดังกล่าวในคู่มือผลิตภัณฑ์ ในการดัดแบบอิสระ ความกว้างของการเปิดดายด้านล่างที่เลือก V คือ 8 ถึง 10 เท่าของความหนาของแผ่น S ในที่นี้ เราจะใช้อัตราส่วนกว้างยาว

รูปที่ 1 แผนผังไดอะแกรมของการดัด

P - แรงดัด

S - ความหนาของแผ่น

V - ความกว้างของการเปิดดายล่าง

r - รัศมีภายในเมื่อแผ่นงอ

K - ความกว้างของการฉายแนวนอนของโซนการดัดงอ=9

ประการที่สอง ผู้ผลิตแสดงรายการค่าที่สอดคล้องกันของความกว้างของแม่พิมพ์ V และเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน r ของชิ้นงานดัดโค้งบนตารางพารามิเตอร์แรงดัด โดยทั่วไป r=(0.16~0.17)V. ในที่นี้ อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความกว้าง =0.16.

ในระหว่างกระบวนการดัดงอของแผ่นโลหะ วัสดุในเขตการเสียรูปจะอยู่ในสถานะการเปลี่ยนรูปที่เป็นพลาสติกสูง และจะงอเป็นมุมรอบเส้นกึ่งกลาง บนพื้นผิวด้านนอกของโซนดัด อาจมีรอยแตกขนาดเล็กปรากฏขึ้นในบางกรณี บนหน้าตัดของโซนการเสียรูป ยกเว้นบริเวณใกล้เคียงกับชั้นกลาง ความเค้นที่จุดอื่นๆ จะใกล้เคียงกับค่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุ ส่วนบนของชั้นที่เป็นกลางถูกบีบอัดและส่วนล่างถูกทำให้ตึง รูปที่ 2 แสดงภาพตัดขวางและแผนภาพความเค้นที่สอดคล้องกันในเขตการเปลี่ยนรูป

รูปที่ 2 แผนภาพความเค้น

S - ความหนาของแผ่น

l - ความยาวดัดแผ่น

โมเมนต์ดัดบนหน้าตัดของโซนการเสียรูปคือ:

โมเมนต์ดัดที่เกิดจากแรงดัดของเครื่องในเขตการเปลี่ยนรูปคือ (ดูรูปที่ 1):

จาก

เมื่อใช้แม่พิมพ์เอนกประสงค์สำหรับการดัดฟรีบนเครื่องดัด โลหะแผ่นส่วนใหญ่จะงอ 90° ดังแสดงในรูปที่ 3 K คือ:

แทน K เป็นสมการ (1) เราได้รับ:

ความต้านทานแรงดึงของวัสดุธรรมดา σb=450N/mm2 สูตรแทนที่ (2) เป็น:

จะเห็นได้จากกระบวนการหารากศัพท์ว่าเมื่อใช้สมการ (2) หรือสมการ (3) คำนวณหาแรงดัดโค้งทั้งสองเพิ่มเติม

ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขพารามิเตอร์ที่กล่าวถึงข้างต้น นั่นคืออัตราส่วนภาพ=9, อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความกว้าง=0.16 มิฉะนั้น จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดใหญ่

รูปที่ 3 ดัดฟรี

S - ความหนาของแผ่น

r - รัศมีภายในเมื่อแผ่นงอ

K - ความกว้างของการฉายแนวนอนของโซนการดัดงอ

วิธีการและขั้นตอนใหม่ในการคำนวณแรงดัด

เนื่องจากข้อกำหนดด้านการออกแบบหรือกระบวนการ บางครั้งจึงเป็นเรื่องยากที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดเพิ่มเติมสองข้อข้างต้นพร้อมกัน ในขณะนี้ ไม่ควรใช้สูตรการคำนวณที่แนะนำในการคำนวณแรงดัด แต่ควรดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้

(1) ตามความหนาของแผ่น S รัศมีการดัด r และช่องเปิดของแม่พิมพ์ด้านล่าง V อัตราส่วนความกว้างต่อความหนาและอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความกว้างจะคำนวณตามลำดับ

(2) คำนวณความกว้างฉายของโซนการเปลี่ยนรูปตามความผิดปกติของแผ่น

(3) ใช้สูตร (1) เพื่อคำนวณแรงดัด

ในกระบวนการคำนวณ จะพิจารณาความแตกต่างของรัศมีการโค้งงอและการเปลี่ยนแปลงของเขตการเปลี่ยนรูปที่สอดคล้องกัน แรงดัดที่คำนวณได้จากสิ่งนี้มีความแม่นยำและเชื่อถือได้มากกว่าผลลัพธ์ที่คำนวณโดยสูตรที่แนะนำโดยทั่วไป ตอนนี้ให้ตัวอย่างเพื่อแสดงดังแสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 วิธีการคำนวณใหม่

หรือเป็นที่รู้จัก: ความหนาของแผ่น S=6mm, ความยาวแผ่น l=4m, รัศมีการดัด r=16mm, ความกว้างของช่องเปิดแม่พิมพ์ด้านล่าง V=50mm และค่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุ σb=450N/mm2 ค้นหาแรงดัดที่จำเป็นสำหรับการดัดแบบอิสระ

ขั้นแรก ให้หาอัตราส่วนกว้างยาวและอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความกว้าง:

ประการที่สอง คำนวณความกว้างฉายของโซนความผิดปกติ:

สุดท้าย ใช้สมการ (1) เพื่อหาแรงดัด:

หากใช้สูตรปกติที่แนะนำในการคำนวณแรงดัด:

จาก = 1.5 จะเห็นได้ว่าความแตกต่างระหว่างทั้งสองคือ 1.5 เท่า สาเหตุของข้อผิดพลาดนี้คือรัศมีการโค้งงอในตัวอย่างนี้ค่อนข้างใหญ่ และพื้นที่การเสียรูปที่สอดคล้องกันจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นต้องใช้แรงดัดที่มากขึ้นในระหว่างการดัด ในตัวอย่างนี้ อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความกว้าง=0.32 ซึ่งเกินเงื่อนไขเพิ่มเติมของพารามิเตอร์ที่แนะนำข้างต้น เห็นได้ชัดว่าไม่เหมาะสมที่จะใช้สูตรที่แนะนำโดยปกติในการคำนวณแรงดัด คุณสามารถเห็นข้อดีของวิธีการคำนวณใหม่ได้จากตัวอย่างนี้

บทสรุป

ขั้นตอนและสูตรสำหรับการคำนวณแรงดัดงอที่แนะนำในที่นี้ ไม่เพียงแต่ใช้ได้กับการดัดงอของแผ่นโลหะเท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับการดัดโค้งด้วย (พูดอย่างเคร่งครัด ควรเรียกว่าการดัดงอด้วยรัศมีการดัดที่ใหญ่พิเศษ) ควรสังเกตว่ารูปร่างของแม่พิมพ์นั้นพิเศษเมื่อแผ่นโค้งงอเป็นรูปโค้ง เมื่อคำนวณการฉายภาพของเขตการเปลี่ยนรูปจะต้องคำนวณตามพารามิเตอร์ทางเทคโนโลยีที่กำหนดในกระบวนการทางเทคโนโลยีซึ่งไม่สามารถแสดงด้วยสูตรง่ายๆ

เมื่อออกแบบแม่พิมพ์รูปทรงโค้งโดยใช้วิธีการที่แนะนำในบทความนี้เพื่อคำนวณแรงดัด ผลลัพธ์ที่น่าพอใจจะได้รับ