Beregning af bøjningskraften under fri bukning af pladebukkemaskine

I de senere år har metalbremsebukkemaskiner været meget brugt i forskellige industrier, og forarbejdningsudvalget af bukkemaskiner er blevet udvidet. Der har dog ikke været en systematisk diskussion om beregning af bøjningskraft. På nuværende tidspunkt er der groft sagt to typer formler til beregning af bøjningskraft, der anbefales i manualerne fra forskellige producenter af kantpressebukkemaskiner.

P - bøjningskraft, KN;

S - pladetykkelse, mm;

l - arkets bøjningslængde, m;

V - bredden af den nedre matriceåbning, mm;

σb - Materiale trækstyrke, MPa.

Bøjningskraftparametertabellen anbefalet af producenten er også beregnet i henhold til ovenstående formel.

Afledningsprocessen og anvendelsesomfanget af formlen til beregning af bøjningskraft

Figur 1 er et skematisk diagram af arbejdet under pladebukning. Det følgende beskriver udledningsprocessen for formlen til beregning af bøjningskraft og to yderligere parameterbetingelser. For det første er der sådanne anbefalinger i produktmanualen. Ved fri bukning er den valgte nedre matriceåbningsbredde V 8 til 10 gange pladetykkelsen S. Her tager vi størrelsesforholdet .

Figur 1 Skematisk diagram af bøjning

P - bøjningskraft

S - pladetykkelse

V - nedre dyseåbningsbredde

r - den indre radius, når pladen er bøjet

K - bredden af den vandrette projektion af bøjningsdeformationszonen=9

For det andet angiver producenten de tilsvarende værdier for matricebredden V og den indre diameter r af bukkeemnet på parametertabellen for bukkekraft. Generelt er r=(0,16~0,17)V. Her diameter-til-bredde-forholdet =0.16.

Under bøjningsprocessen af metalpladen er materialet i deformationszonen i en stærkt plastisk deformationstilstand, og det bøjes i en vinkel omkring midterlinjen. På den ydre overflade af bøjningszonen kan der i nogle tilfælde forekomme mikrorevner. På tværsnittet af deformationszonen, bortset fra nærheden af det centrale lag, er spændingerne på andre punkter tæt på materialets trækstyrke. Den øverste del af det neutrale lag komprimeres, og den nederste del spændes. Figur 2 viser et tværsnit og tilsvarende spændingsdiagram i deformationszonen.

Figur 2 Stressdiagram

S - pladetykkelse

l - pladebøjningslængde

Bøjningsmomentet på tværsnittet af deformationszonen er:

Bøjningsmomentet genereret af maskinens bøjningskraft i deformationszonen er (se figur 1):

Fra

Ved brug af universalforme til fri bukning på en bukkemaskine bøjes det meste af metalpladen 90°. Som vist i figur 3. K er:

Ved at indsætte K i ligning (1), får vi:

Trækstyrken af almindelige materialer σb=450N/mm2, erstatter formel (2) med:

Det kan ses fra udledningsprocessen, at når man bruger ligning (2) eller ligning (3) til at beregne bøjningskraften, vil de to yderligere

ovennævnte parameterbetingelser skal være opfyldt. Altså billedformatet=9, diameter-til-bredde-forholdet=0,16, ellers vil det forårsage en stor fejl.

Figur 3 Fri bøjning

S - pladetykkelse

r - den indre radius, når pladen er bøjet

K - bredden af den vandrette projektion af bøjningsdeformationszonen

Nye metoder og trin til beregning af bøjningskraft

På grund af design- eller proceskrav er det nogle gange vanskeligt at opfylde ovenstående to yderligere krav på samme tid. På nuværende tidspunkt bør den anbefalede beregningsformel ikke bruges til at beregne bøjningskraften, men skal udføres i henhold til følgende trin.

(1) I henhold til pladetykkelsen S, bøjningsradius r og den nedre matriceåbning V beregnes henholdsvis bredde/tykkelsesforholdet og diameter/breddeforholdet.

(2) Beregn projektionsbredden af deformationszonen i henhold til pladens deformation.

(3) Anvend formel (1) for at beregne bøjningskraften.

I beregningsprocessen er forskellen på bøjningsradius og ændringen af den tilsvarende deformationszone taget i betragtning. Bøjningskraften beregnet ud fra dette er mere nøjagtig og pålidelig end resultatet beregnet med den normalt anbefalede formel. Giv nu et eksempel til illustration, som vist i figur 4.

Figur 4 Ny beregningsmetode

Kendt: Pladetykkelsen S=6mm, arklængden l=4m, bøjningsradius r=16mm, den nederste matriceåbningsbredde V=50mm og materialets trækstyrke σb=450N/mm2. Find den bøjningskraft, der kræves for fri bøjning.

Find først billedformatet og diameter-til-bredde-forholdet:

For det andet, beregn projektionsbredden af deformationszonen:

Brug endelig ligning (1) til at finde bøjningskraften:

Hvis den sædvanlige anbefalede formel bruges til at beregne bøjningskraften:

Fra = 1,5, kan det ses, at forskellen mellem de to er 1,5 gange. Årsagen til denne fejl er, at bøjningsradius i dette eksempel er relativt stor, og det tilsvarende deformationsområde øges, så der kræves en større bøjningskraft under bøjning. I dette eksempel er diameter-til-bredde-forholdet = 0,32, hvilket har overskredet de yderligere betingelser for parametrene introduceret ovenfor. Det er naturligvis uhensigtsmæssigt at bruge den normalt anbefalede formel til at beregne bøjningskraften. Du kan se fordelene ved den nye beregningsmetode fra dette eksempel.

Konklusion

Trinene og formlerne til beregning af bøjningskraften, der er introduceret her, er ikke kun anvendelige til vinkelbøjning af metalplader, men også anvendelige til buebøjning (strengt taget bør det kaldes vinkelbøjningen med en ekstra stor bøjningsradius). Det skal pointeres, at formen er speciel, når pladen bukkes til en bueform. Ved beregning af projektionen af deformationszonen skal den beregnes i henhold til de teknologiske parametre, der er fastsat i den teknologiske proces, som ikke kan udtrykkes med en simpel formel.

Når du designer en bueformet form, ved hjælp af metoden introduceret i denne artikel til at beregne bøjningskraften, kan der opnås tilfredsstillende resultater.