Процесс гибки листового материала в штампе

1. Цель работы

Ознакомление с операцией гибки листового материала, с явлением пружинения; а также исследование влияния радиуса изгиба на величину угла пружинения.

2. Теоретические положения

Гибка - операция листовой штамповки, в результате которой из плоской заготовки при помощи штампов получается изогнутая деталь. Гибка - одна из наиболее распространенных формоизменяющих операций листовой штамповки. Это процесс упругопластической деформации, протекающий различно с обеих сторон изгибаемой заготовки. Гибка характеризуется растяжением наружных (со стороны матрицы) и сжатием внутренних (со стороны пуансона) слоев металла заготовки. Гибка осуществляется на специальных гибочных машинах, а также в штампах на универсальном прессе (рис. I), состоящих из таких частей: 1 – плита нижняя, 2 – установочный винт, 3 – обойма, 4 - зажимная планка, 5 – упорная планка, 6 - матрица, 7 - заготовка, 8 - пуансон, 9 - пуансонодержатель.

Процесс пластической деформации изгибом сопровождается упругой деформацией, которая исчезает при разгрузке. Деформированная заготовка, в этом случае, частично восстанавливает свою форму. Это явление называется упругим последствием или пружинением. При гибке, в отличие от других процессов листовой штамповки, упругая деформация составляет значительную часть полной деформации, в результате этого при разгрузке наблюдаются заметные изменения в геометрии изогнутой заготовки.

Рис. 1. Схема штампа для гибки: 1-плита нижняя, 2-винт установочный, 3-обойма, 4-зажимная планка, 5-планка упорная, 6-матрица, 7-заготовка, 8-пуансон, 9-пуансонодержатель

Упругое пружинение обычно выражается в угловом измерении и является той величиной, на которую следует изменить угол гибки, чтобы получить требуемый угол изогнутой детали. Величина угла пружинения может быть определена аналитическим расчетом величины упругой деформации или путем испытаний и замеров. . При свободной гибке величина упругого пружинения зависит от упругих свойств материала, степени деформации при гибке (соотношения ), угла гибки и способа гибки (одноугловая V-образная или двухугловая U-образная)

Для приближенного определения величин угла упругого пружинения при свободной гибке можно воспользоваться следующими формулами:

для одноугловой V-образной гибки:

(1)

для двухугловой U-образной гибки:

, ( 2)

где - угол пружинения (односторонний);

- коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя в зависимости от ,

- расстояние между опорами - губками матрицы,

- плечо гибки, равное ,

- предел текучести изгибаемого материала, МПа;

- модуль упругости изгибаемого материала, МПа;

- толщина материала, мм.

Практически угол пружинения определяется как разность между величиной угла детали (после штамповки) и угла пуансона гибочного штампа для зависимости .

,

где - радиус скругления пуансона; - угол пружинения, - угол изогнутой заготовки после разгрузки; - угол изогнутой заготовки до разгрузки (угол инструмента) (рис. 2).

При гибке с большими радиусами закругления необходимо определять не угловое пружинение, а упругое изменение радиуса после гибки. Так, если , показателями пружинения являются угол пружинения и радиус пружинения.

, (4)

где - радиус изогнутой заготовки после разгрузки; - радиус изогнутой заготовки до разгрузки (радиус инструмента).

Рис. 2. Угол пружинения при гибке

На основании исследований установлено, что на величину пружинения влияют: механические свойства материала, радиус изгиба, способ гибки (свободная гибка или несвободная гибка). Чем выше предел текучести материала ичем больше радиус изгиба,тем больше пружинение.