Пошаговое руководство по гибке листового металла
Гибка листового металла от концепции до готового продукта требует продуманного, продуманного дизайна и целенаправленного производства. Существует несколько основных шагов к успешному изгибе:
Шаг 1 : начальный дизайн
Шаг 2 : Подготовка вашего файла
Шаг 3 : Процесс изгиба
Шаг 4 : процессы отделки
У нас есть множество полезных ресурсов по гибке, но давайте рассмотрим эти ключевые шаги, чтобы вы могли добиться наилучших результатов с помощью SendCutSend.
Основные термины гибки листового металла
Прежде чем мы перейдем к нашему пошаговому руководству, есть несколько основных терминов гибки, которые вам следует знать. В видео ниже рассматриваются все эти определения, и оно поможет вам подготовиться к созданию успешного изделия из гнутого листового металла.
Мы рассмотрим некоторые общие принципы проектирования для гибки, но обязательно ознакомьтесь с нашими руководствами по программному обеспечению, чтобы увидеть конкретные примеры.
Вычет изгиба
Одним из наиболее важных моментов, которые следует учитывать при проектировании гнутого листового металла, является вычет изгиба. Вычет изгиба используется для учета «растяжения», которое происходит в материале при его изгибе. Вывод изгиба изменяется в зависимости от материала, толщины и угла создаваемого изгиба, но по сути это просто делает вашу деталь немного меньше, чтобы освободить место для растянутого материала вокруг изгиба.
Лучший способ узнать, какие размеры следует использовать для гнутых деталей, — воспользоваться нашим онлайн-калькулятором гибки.
Длина фланца
Вам также необходимо знать, какая длина фланца вам потребуется и подойдет ли эта длина для выбранного вами материала. (Фланец — это край детали, отогнутой от неподвижного основания.) Для гибки листового металла с помощью SendCutSend длина фланца должна быть не менее 0,500 дюйма или 4-кратной толщины материала, в зависимости от того, что больше (для некоторых материалов и углов изгиба требуется более длинные минимумы полки).
Максимальная длина фланца, которую мы предлагаем, составляет 24 дюйма.
Чтобы увидеть полный список минимальных и максимальных значений для службы гибки SendCutSend, ознакомьтесь с нашей таблицей мин./макс. гибки.
Разгрузочные выемки на изгибах
Чтобы уменьшить выпуклость в углах гнутых деталей и предотвратить их разрыв, вы можете включить в свою конструкцию прорези для разгрузки изгибов. Выемки на изгибах — это просто узкие выемки или круги, нанесенные в углах вашего дизайна. Эти насечки должны составлять не менее 50% толщины материала по ширине, а глубина должна равняться Радиус изгиба + Толщина материала +.020 ”. Эти выемки обеспечивают меньшую нагрузку на внутренние радиусы фланцев и помогают предотвратить соприкосновение углов изгибов с основным материалом.
Элементы на расстоянии от линии штампа
Наконец, убедитесь, что все отверстия и элементы расположены на достаточном расстоянии от линии штампа. Все вырезаемые элементы должны находиться на расстоянии 0,255–1,150 дюйма от центра линии штампа.
Для каждого материала и толщины существует свое рекомендуемое расстояние между элементами и линией штампа, поэтому свяжитесь с нашей службой поддержки, чтобы убедиться, что ваша изогнутая деталь не будет деформироваться.
Шаг 2. Подготовка напильника к гибке
Чтобы подготовить напильник для гибки листового металла, сначала убедитесь, что он лежит ровно. Программы САПР, такие как Fusion 360, упрощают это с помощью функции листового металла. Деталь должна быть выложена плоской, потому что нам требуются 2D-файлы для гибки здесь, в SendCutSend, хотя мы рекомендуем вам также прикрепить изображение детали в 3D, когда вы проверяете, чтобы мы могли точно увидеть, как ваша деталь предназначена для функция.
Индикаторы линии изгиба
Перед загрузкой файла для цитирования убедитесь, что вы используете правильные линии для обозначения изгибов. Индикатор линии сгиба, который мы предпочитаем, меняется в зависимости от того, какую программу вы используете для проектирования своих деталей, и мы представили все это в этой таблице:
dxfЕсли вы разрабатываете свои детали в Adobe Illustrator, отправьте нам исходный (собственный) файл ai. Мы позаботимся о преобразовании с нашей стороны. Для максимально быстрого выполнения вашего заказа мы рекомендуем проектировать ваши детали в программном обеспечении САПР.
Предполетный контрольный список
Наконец, просто следуйте нашему предполетному контрольному списку для подготовки файла, и вы будете готовы к работе:
- Файл представляет собой файл в двумерном векторном формате.
- Все отверстия и вырезы имеют толщину материала не менее 50 % и расположены на достаточном расстоянии от линии штампа
- Линии сгиба отображаются с использованием правильного индикатора для вашей программы
- Файл создан в масштабе 1:1, предпочтительно в дюймах
- Все объекты находятся на одном слое
- Все случайные точки, повторяющиеся линии, пустые объекты и текстовые области были удалены
- Нет форм с открытыми контурами
- Все фигуры объединены, объединены или объединены
- Весь текст преобразован в контуры или контуры
- Вырезанный текст (перевернутый текст) имеет перемычки или нанесен трафаретом
Этап 3: Процесс гибки
- Острые углы не превышают 130°
- Без уступов/изгибов со смещением
- Без скручивания, выпуклости или скручивания
- Без чеканки
- Без оконных изгибов
- Без подшивки
Радиус изгиба инструмента регулируется в зависимости от материала и его толщины, но вы можете проверить, каким будет радиус изгиба, еще раз воспользовавшись нашим калькулятором гибки.
И ознакомьтесь с нашими полными рекомендациями по гибке, чтобы увидеть все возможности и ограничения гибки с ЧПУ.
Гибка также добавит немного времени к вашему заказу, поэтому ознакомьтесь с политикой обработки и доставки SendCutSend, чтобы оценить время обработки ваших деталей.
Шаг 4: Финишная обработка гнутого листового металла
Изгиб может оставить следы штампа на ваших деталях, но эти следы носят чисто косметический характер и никак не повлияют на вашу деталь. Хотя мы не предлагаем никакой защиты от следов штамповки, их легко удалить с помощью орбитальной шлифовальной машины DA после того, как вы получите свои детали.
Вы также можете покрыть порошковым покрытием гнутые детали из листового металла, и это просто добавить порошковое покрытие к вашему заказу SendCutSend. Важно отметить, что следы штамповки могут быть видны сквозь порошковое покрытие, поэтому, хотя оно не полностью скроет дефекты обработки, порошковое покрытие придаст вашим деталям защитный и эстетичный вид.
Наш онлайн-сервис порошкового покрытия в настоящее время требует индивидуального предложения, поэтому наша команда поддержки будет работать с вами, чтобы убедиться, что ваши изогнутые детали с порошковым покрытием изготовлены в соответствии с вашими спецификациями.
Упрощение гибки листового металла
Наша цель в SendCutSend — сделать гибку простым и понятным процессом, и мы постоянно расширяем нашу библиотеку ресурсов, чтобы сделать это реальностью. Ознакомьтесь с часто задаваемыми вопросами по гибке и свяжитесь с нашей службой поддержки, если у вас возникнут дополнительные вопросы.
После того, как вы закончите свой дизайн и подготовите файл, загрузите его в наш инструмент мгновенного расчета стоимости и начните свой индивидуальный проект из гнутого листового металла!
Искусство и наука гибки листового металла
Опора двигателя. Прочный корпус. Кронштейн 43,7°. Для среднего взлома требуется по крайней мере одна угловая металлическая деталь, и лучшим инструментом для ее изготовления по-прежнему является старый добрый листогибочный пресс.
Гибка деталей требует некоторых дополнительных мыслей при проектировании и компоновке плоских шаблонов, поэтому, если вы хотите узнать о допусках на изгиб, вычете изгиба и о том, как согнуть точные детали даже без пресса, читайте дальше.
Методы гибки
Листогибочный пресс (источник)Наиболее распространенными методами гибки, но, конечно, не единственными, являются гибка воздухом и дно. Они могут выполняться на одном и том же листогибочном прессе и обычно не требуют давления более 25 тонн для общего использования в мастерских. Листогибочный пресс также поставляется с ручным или управляемым ЧПУ задним упором, который позволяет точно позиционировать линию сгиба. Как и все прессы, гибочные прессы немного обманчивы в отношении их потенциальной опасности. Они выглядят спокойными и двигаются медленно, но в тот момент, когда их сила достигает материала, все может произойти очень быстро.
Однако, если вы не можете получить доступ к листогибочному прессу, вам не совсем повезло.
Существуют методы прорезания пазов, при которых материал ослабляется на линии изгиба ровно настолько, чтобы сделать хороший изгиб в стали толщиной до 1/4 дюйма, используя только слесарные тиски.
Воздушная гибка
Воздушная гибка Анимация — (источник) Воздушная гибка использует перфоратор и часто V-образную нижнюю матрицу. Профиль пуансона определяет радиус изгиба, а глубина хода определяет угол изгиба. Поскольку глубина хода регулируется на станке, гибка на воздухе позволяет сгибать листовой материал под произвольным углом без замены штампа или пуансона. Отверстие нижней матрицы должно быть выбрано адекватно в зависимости от толщины материала и радиуса изгиба, и хорошее эмпирическое правило: от 6 до 12 раз больше толщины материала. Это обеспечит хорошие результаты и долгий срок службы инструмента. Однако вы быстро заметите, что даже профессиональные мастерские используют свои 3/4-дюймовые нижние штампы практически для чего угодно, вот и все. После отпускания пуансона материал немного отпружинивает, что необходимо компенсировать перегибанием материала.
Воздушная гибка не очень хороша с точки зрения угловой точности, но может работать с различными материалами, толщиной материала и углами изгиба без переоснащения.
Нижняя часть
Нижняя анимация – (отредактировано, источник) Так же, как и воздушная гибка, нижняя часть использует пуансон и V-образный нижний штамп. Однако пуансон будет прижимать материал к внутренним поверхностям нижнего штампа, поэтому угол нижнего инструмента определяет угол изгиба. Таким образом, этот метод требует отдельных нижних штампов и переналадки для каждого угла изгиба, а также значительно большего давления. Однако он более точен и имеет меньшую пружинистость, чем изгиб на воздухе. То, что вы обычно найдете в мастерской общего назначения или на рабочем месте, – это тормозной пресс, оснащенный 9Нижняя матрица с углом наклона 0° для запрессовки дна, а для любого угла изгиба менее 90° будет использоваться та же матрица для гибки на воздухе. Тем не менее, поскольку дно требует больших усилий, также более важно использовать правильные штампы.
Эмпирическое правило гласит, что 8-кратная толщина материала обеспечивает хорошее раскрытие дна штампа. Однако, поскольку геометрически правильный проем также зависит от радиуса изгиба, существуют более эффективные способы расчета ширины проема.
Прорезь
Пример сгибаемого вручную кронштейна от Crown International (источник изображения) Чтобы определить область сгиба и уменьшить усилие, необходимое для сгибания детали из листового металла до состояния, с которым можно справиться без тормозного пресса, на линии сгиба можно прорезать прорези, чтобы выборочно ослабить материал. Это похоже на сгибание пропила, но менее хрупкое. Прорезка — отличный метод изготовления нестандартных металлических корпусов и рам для небольших роботизированных проектов и даже больших ненагруженных конструкций. Однако, поскольку это явно ослабляет материал, это недопустимо для тяжелых несущих деталей, которые зависят от структурной целостности области изгиба. Существуют даже запатентованные методы с использованием определенных шаблонов слотов, и даже если их идея достаточно проста, они могут быть весьма изобретательными.
Геометрия изгиба
В зависимости от угла и радиуса изгиба материал в области изгиба деформируется. Чтобы получить окончательные размеры детали, к которым мы стремимся, мы должны принять это во внимание заранее. Большинство профессиональных инструментов САПР, таких как Solidworks или Rhino, сделают за вас всю математику гибки, но, к сожалению, многие другие хорошие инструменты, такие как Fusion 360, OpenSCAD или FreeCAD, требуют от вас установки дополнительных плагинов, использования онлайн-калькуляторов или посчитать вручную.
листов
Начнем с предположения, что вы хотите построить 90-градусный кронштейн из бесконечно тонкого листа материала или, если быть практичным, из листа бумаги. Поскольку он такой тонкий, он на самом деле не содержит никакого материала, поэтому он будет гнуться без деформации материала. Чтобы сделать это еще проще, мы выбираем радиус изгиба 0, что делает его складкой. В этом теоретическом случае длина полосы L, которую нам нужно вырезать, будет суммой двух сторон скобки, A и B.
Если мы теперь добавим радиус изгиба, наша скобка будет состоять уже не из двух прямых сторон А и В, а из двух укороченных сторон, которые я назову а и б. Ноги соединены дугой длиной c. Все идет нормально.
Прямоугольный параллелепипед
Чтобы представить себе сгибание металлического листа значительной толщины, сосредоточьтесь на воображаемом центральном листе, так называемой нейтральной линии или нейтральной оси, в пределах толщины. Эта нейтральная линия ведет себя точно так же, как тонкий лист выше, оставаясь недеформированным при изгибе. Единственные две вещи, которые мы должны иметь в виду, это то, что толщина материала t смещает радиус изгиба r’ нейтральной линии на половину толщины материала, и наши ноги a и b становятся немного короче. Реальные материалы, такие как сталь и алюминий, ведут себя не совсем так, как эта центральная линия, но концепция нейтральной линии по-прежнему полезна для их описания.
Допуск на изгиб и k-фактор
Как всегда, реальные материалы ведут себя не так просто, как наши модели.
После того, как материал примет свою новую форму между инструментами из закаленной стали пресса, эта центральная нейтральная линия будет изрядно испорчена взаимодействием. Мы не можем точно знать ход нейтральной линии после изгиба без подробной и довольно сложной модели характеристик материала. Для упрощения можно использовать воображаемую нейтральную линию, основанную на упрощенном приближении, для предсказания длины развертки:
Для этого вводится поправочный коэффициент k. Коэффициент смещает нейтральный участок линии в области изгиба от его центральной траектории до тех пор, пока он не станет длиной соответствующей области развертки. Коэффициент k определяется эмпирически для данного материала, толщины материала, радиуса изгиба и метода изгиба. Он отражает все реальные, но неизвестные искажения в области изгиба.
Поскольку k-фактор зависит от нескольких факторов, используются таблицы эмпирически определенных k-факторов для заданных установок. Используя k-фактор, теперь мы можем рассчитать допуск на изгиб «BA», который представляет собой длину плоского материала, который входит в область изгиба.
Это просто длина дуги «воображаемой» нейтральной линии, которая была компенсирована k-фактором:
Конечно, аппроксимация реалистична только в том случае, если используется коэффициент k, и имеет смысл вести собственную таблицу со значениями k для материалов, с которыми вы собираетесь работать. Однако хорошей отправной точкой являются следующие значения:
Таблица k-фактора «Правила большого пальца» (источник: Википедия)Припуск на изгиб для гибов с прорезями
При прорези листового металла по оси сгиба средняя плотность материала на изгибе область уменьшилась. Не существует конкретного правила относительно того, насколько материал должен быть ослаблен, но, как правило, хорошим выбором является плотность 20% для стали толщиной до 1/8 дюйма. При плотности 20% ширина перемычки w составляет 1/4 длины паза s, как показано на рисунке ниже. Для ширины моста w я предлагаю не опускаться ниже 3/4 толщины материала T.
Прямые пазы
При использовании прямых пазов область изгиба в развертке будет такой же ширины, как ширина паза d, поэтому для всех практических целей ширина паза в этом случае равна допуску на изгиб.
В зависимости от желаемого радиуса изгиба можно рассчитать ширину паза:
Однако радиус не должен быть слишком большим и, как правило, не должен превышать 2/3 толщины материала.
Инженерные прорези
Схема прорезей в форме смайлика (от Industrial Origami Inc. — источник патента)Прорези могут быть сформированы таким образом, чтобы контролировать изгиб более предсказуемым и независимым от материала способом. Хотя вырезание непрямых пазов в металле может показаться тривиальным, в этой области до сих пор имеется множество патентов. Для использования в образовательных целях и проектах «сделай сам» соответствующие патенты Industrial Origami Inc. могут по-прежнему быть отличным ресурсом. Они содержат целый каталог более продуманных шаблонов слотов, таких как форма смайлика, самоиндексирующийся шарнир, скрученный шарнир и другие методы, подобные оригами.
Большинство выкроек сконструированы таким образом, что материал может самоиндексироваться относительно самого себя после изгиба.
Например, диагональные перемычки рисунка смайлика будут укорачиваться по мере того, как они скручиваются из-за изгиба, эффективно стягивая две плоские стороны вместе от края до края, поэтому практически отсутствует радиус изгиба и не требуется учитывать допуск на изгиб, зависящий от материала. Этот метод позволяет выполнять очень точные изгибы с незначительными деформациями и чрезвычайно прочными деталями. Формулу для внешнего отступа все еще можно использовать, а поскольку OSSB является чисто геометрическим, таблицы k-фактора не требуются.
Внешний отступ «OSSB»
Чтобы получить длину развертки L, мы должны знать длину наших прямых участков a и b. Конечно, если вы проектируете деталь с помощью САПР, вы можете просто прочитать размеры в своем инструменте САПР. Однако, если у вас есть только технический чертеж с основными размерами или набросок на салфетке, вам придется делать это вручную.
Разница между длиной стороны (A или B) изгиба и его отрезком (a или b) называется внешним отступом или «OSSB».
Таким образом, длина ноги определяется как:
a = A – OSSB
b = B – OSSB
На данный момент обычно используются два различных определения длины сторон A и B, и это зависит от угла изгиба. Для углов сгиба менее 90° их обычно определяют как длину от вершины до края, для углов сгиба больше 90° их обычно измеряют от касательной изгиба к краю. Для угла изгиба 90° эти два параметра одинаковы. Во всех формулах и примерах для угла изгиба α используются градусы.
OSSB для α
< 90°Для угла изгиба α меньше 90° и, как правило, когда A и B измеряются от вершины до края, формула для внешнего отступа всегда зависит от изгиба угол:
OSSB для α >= 90°
Для углов изгиба больше 90° и, как правило, когда A и B измеряются от касательной изгиба к кромке, внешний отступ не зависит от изгиба угол:
Свобода выбора
Если вы не привязаны к определенной норме, вы все равно можете измерить А и В от вершины до края и использовать первую формулу, даже если ваш угол изгиба больше 90°, если он меньше 180° .
Тем не менее, для больших углов это становится крайне непрактичным, учитывая, что вершина уходит далеко от изгиба.
Длина развертки
Наконец, мы можем собрать все воедино и рассчитать длину развертки L, до которой нам нужно разрезать металл, сложив части вместе:
Вычет изгиба «BD»
На практике длина развертки всегда меньше суммы A и B, поэтому все вышеперечисленное можно сжать в разнице между A + B и L, которая называется вычет изгиба „BD“.
For α
<= 90°
and for α >= 90°
Разработайте свою деталь прямо сейчас
Итак, зная основы припусков на изгиб и уменьшения изгиба, вы должны быть в состоянии построить свой собственный стальной корпус, раму робота или монтажный кронштейн, используя тормозной пресс или метод прорези и тиски. И вам не нужно иметь лазерный или плазменный резак, чтобы получить нестандартные формы из нержавеющей стали или алюминия.
