Poloměr ohybu a přídavek na ohyb

Rozvinutá délka ohýbaného plechu není součtem jeho ramen. Někde uvnitř každého ohybu se kov na vnější straně táhne a na vnitřní se stlačuje, a právě neutrální vrstva mezi nimi spotřebovává přebytečnou délku. Tato stránka uvádí vzorec, hodnoty K-faktoru, rozdíl mezi přídavkem na ohyb a odečtem ohybu a kompletní řešený příklad.

Čtyři hodnoty, které potřebujete

Pojem	Symbol	Význam
Tloušťka materiálu	T	Jmenovitá tloušťka ohýbaného plechu.
Vnitřní poloměr ohybu	R	Poloměr vyduté strany ohybu. Nevolí se nezávisle — je důsledkem nástrojů a tloušťky.
K-faktor	K	Kde leží neutrální osa, vyjádřeno jako podíl tloušťky měřený od vnitřní plochy.
Úhel ohybu	A	Úhel, o který se materiál ohne, ve stupních. Běžný případ je 90°.

Vnitřní poloměr není zadarmo. Na standardním nástroji pro ohýbání ve vzduchu je dosažitelný vnitřní poloměr zhruba jedna tloušťka materiálu. Požadavek na menší poloměr roh nejen zostří — změní nástroj i rozvinutou délku. Pravidla konstrukce najdete v části o konstrukci plechových dílů.

Vzorec přídavku na ohyb

Přídavek na ohyb je délka oblouku materiálu spotřebovaného jedním ohybem.

Délka rozvinutého tvaru je pak:

Jeden přídavek na ohyb pro každý ohyb. Díl se čtyřmi ohyby má čtyři přídavky na ohyb.

Odečet ohybu: stejná úloha, jen s odečítáním

Většina CAD nástrojů pracuje s odečtem ohybu, nikoli s přídavkem na ohyb, protože vnější odsazení se na skutečném dílu snáz měří:

OSSB = vnější odsazení, vzdálenost od teoretické hrany k vnější straně ohybu.

Záměna těchto dvou veličin je nejčastější chybou rozvinutého tvaru. Pokud dílna u dílu se čtyřmi ohyby uvede rozvinutou délku o 4mm kratší, bývá příčinou chyba ve znaménku mezi oběma konvencemi — ne rozdílný K-faktor.

K-faktor podle materiálu a poloměru

K není vlastností samotného kovu. Mění se s poloměrem ohybu a mezí kluzu, protože obojí ovlivňuje, kolik materiálu je v tahu a kolik v tlaku.

Materiál	R < 1×t	R = 1×t	R = 2×t	R = 4×t
Konstrukční ocel (Q235 / S235)	0.32–0.38	0.38–0.42	0.42–0.46	0.46–0.50
Nerez 304 / 316	0.30–0.35	0.36–0.40	0.40–0.44	0.44–0.48
Hliník 5052 / 6061	0.30–0.36	0.36–0.42	0.42–0.46	0.46–0.50
Vysokopevná ocel (>600 MPa)	0.22–0.28	0.28–0.34	0.34–0.40	0.40–0.45

Pro cenovou nabídku používejte střed intervalu. Pokud rozvinutý tvar nese prvky, jejichž poloha má po ohnutí význam, uveďte K-faktor na výkrese, místo abyste volbu nechali na každém dodavateli — najdete pravidla rozteče otvorů a vysvětlují, proč na výsledných rozdílech v milimetrech záleží.

Pásma ohýbání podle značky materiálu (SPCC / SS400)

Dvě nejčastěji požadované značky na čínských a japonských výkresech jsou obě konstrukční oceli, takže řádek „Konstrukční ocel (Q235 / S235)“ výše je výchozí konvencí pro obě:

• SPCC (JIS G 3141, válcované za studena): rovnoměrná tloušťka, čistý povrch, předvídatelnější z obou. Ohýbá se na těsné hranici praxe pro konstrukční oceli.
• SS400 (JIS G 3101, válcované za tepla, konstrukční): s okujemi, širší tolerance tloušťky, méně stejnorodý povrch. Postup ohýbání je konzervativnější a s rostoucí tloušťkou plechu nabývají pásma tloušťky na významu.

Doporučená výchozí pásma — základ 1×t vyplývá z poznámky o nástrojích výše; cokoli těsnějšího nebo silnějšího je specifické pro značku a vyžaduje zkoušky materiálu:

Značka	Pásmo tloušťky	Doporučený min. vnitřní R	Zpětný odraz při 90°, R = 1×t	Pásmo rizika (další kapitola)
SPCC (válcované za studena)	t ≤ 2.0 mm	1×t	1° až 3° (pásmo konstrukční oceli výše)	Ke kontrole
SS400 (válcované za tepla)	t ≤ 3.0 mm	1×t	1° až 3°	Ke kontrole

Silnější profily obou značek zde pásma nemají: minimální poloměr určete zkouškou ohýbání na konkrétní tloušťce a šarži a ověřený poloměr zaznamenejte do výkresu.

Konvence. (1) Pásma předpokládají, že linie ohybu vede napříč směrem válcování; minimální poloměry podél vláken jsou vyšší. (2) Zpětný odraz je pro obě značky uveden podle pásma konstrukční oceli na této stránce; rozdělení specifické pro SPCC/SS400 vyžaduje zkoušky šarže. (3) Okuje u SS400 označují poloměr a opotřebovávají nástroje — ověřujte na prvním kuse z každé šarže, podle kapitoly o zpětném odrazu níže. (4) Pro cenovou nabídku použijte výše uvedené středy K-faktoru konstrukční oceli a dolaďte je podle materiálu; K uvádějte na výkrese všude tam, kde po ohnutí záleží na poloze otvorů.

Hodnocení rizika R/T

Vydělte zadaný vnitřní poloměr tloušťkou materiálu a odečtěte pásmo rizika:

R/T	Hodnocení	Co to znamená	Požadovaný krok
< 1	Vysoké riziko	Přetvoření vnitřních vláken přesahuje to, co značka při pokojové teplotě snese; očekávaným způsobem poruchy je praskání v poloměru.	Neuvolňujte do výroby podle výkresu. Znovu posuďte: měkčí nebo žíhaný stav, dorazové ohýbání či ražení na speciálním nástroji, nebo zvětšit poloměr. Zkušební ohyb povinný; nutná poznámka o nástroji (častá chyba #5 níže).
1 – 2	Ke kontrole	Dosažitelné, ale na hranici nebo blízko limitu standardního ohýbání ve vzduchu (≈1×t podle poznámky o nástrojích výše).	Kontrola ohybu na prvním kuse; ověřit směr válcování; uvést R/T na výkrese.
≥ 2	Běžné	S rezervou v mezích standardního nástroje pro ohýbání ve vzduchu.	Standardní postup; nacenit se střední hodnotou K-faktoru.

Jak hodnocení souvisí s tabulkami na této stránce. V obecné tabulce K-faktoru výše je sloupec R < 1×t pásmem vysokého rizika, R = 1×t znamená ke kontrole a R = 2×t / 4×t jsou běžné případy. V pásmech podle značky jsou SPCC i SS400 na uvedeném základu 1×t v pásmu ke kontrole; cokoli pod 1×t u kterékoliv značky je vysoké riziko, pokud zkouška materiálu neprokáže opak, a poloměry 2×t a více jsou běžné. Vyznačení hodnoty R/T a jejího pásma na výkrese mění volbu poloměru na přezkoumatelné rozhodnutí místo překvapení ve výrobní hale — a chrání pravidlo výšky ramene (minimálně 1.5×t), které těsné poloměry rády porušují.

Řešený příklad: 2mm konstrukční ocel, ohyb 90°

U-profil se dvěma rameny 50mm a stojinou 60mm z 2mm konstrukční oceli Q235, tvarovaný standardním nástrojem s vnitřním poloměrem 2mm.

Krok	Výpočet	Výsledek
Vnitřní poloměr R	Standardní nástroj při 1×t na 2mm	2.0 mm
Tloušťka materiálu T	Jmenovitá	2.0 mm
K-faktor K	Konstrukční ocel při R = 1×t, střed 0.38–0.42	0.40
Úhel ohybu A	Každý ze dvou ohybů	90°
Přídavek na ohyb	π × (2.0 + 0.40 × 2.0) × (90/180)	4.40 mm
Součet rovných ramen	50 + 50 + 60	160.0 mm
Délka rozvinutého tvaru	160.0 + (2 × 4.40)	168.80 mm

Teď zkontrolujte citlivost. Kdyby dílna uvažovala K = 0.33 místo 0.40, přídavek na ohyb by byl 4.18mm a rozvinutá délka 168.36mm — u dílu se dvěma ohyby rozdíl 0.44mm. U držáku se čtyřmi ohyby se tento rozdíl zhruba zdvojnásobí a poslední prvek skončí téměř 1mm od místa, kam ho výkres umístil.

Zpětný odraz

Plech je pružný, takže po uvolnění zatížení část své deformace vrátí a díl se rozevře. Dílny to kompenzují přehnutím a následným uvolněním, a proto se opakovatelnost ohraňovacího lisu uvádí jako rozsah, nikoli jako přesný úhel.

Materiál	Očekávaný zpětný odraz při 90°, R = 1×t	Zacházení
Hliník 5052	3° až 5°	Přehnout a zkontrolovat na prvním kuse; stav žíhání se mezi svitky liší.
Hliník 6061-T6	4° až 6°	Stav (temper) rozhoduje víc než slitina. Ověřujte po dávkách.
Konstrukční ocel Q235	1° až 3°	Stabilní a shovívavá; nejlépe opakovatelně ohýbatelný materiál.
Nerez 304 / 316	4° až 7°	Vysoký zpětný odraz a vyšší tvářecí síla. Mění ho stav žíhání.
Vysokopevná ocel >600 MPa	5° až 8°	Úzké procesní okno; vyžaduje přísnější kontrolu vstupního materiálu.

Ohýbání ve vzduchu, dorazové ohýbání a ražení (coining)

Metoda	Jak funguje	Kdy použít	Dopad na náklady
Ohýbání ve vzduchu	Trn tlačí do otvoru matrice; materiál se nikdy nedotkne dna matrice	Výchozí pro díly řezané laserem a ohýbané; prototypy a malé série	Nejnižší — standardní nástroj
Dorazové ohýbání	Materiál se plně přitlačí do rohů matrice	Těsnější vnitřní poloměry, opakovatelnost mezi dávkami	Střední — vyžaduje sladěný nástroj
Ražení (coining)	Plné rovné plochy se stlačí k sobě pro řízení tloušťky	Vysokopevný materiál nebo materiál citlivý na zpětný odraz, kde je nutné řídit tloušťku	Vysoký — speciální nástroj a vyšší síla

Naše ohraňování probíhá ohýbáním ve vzduchu na kapacitě 100t / 3200mm s opakovatelností ±1°. Těsné poloměry nebo řízenou tloušťku naceníme individuálně podle případu.

Časté chyby

#	Chyba	Důsledek	Správný postup
1	Použití přídavku na ohyb tam, kde nástroj očekává odečet ohybu	Rozvinutá délka kratší zhruba o 2×OSSB na každý ohyb	Před uvolněním rozvinutého tvaru si u dodavatele potvrďte konvenci.
2	K-faktor předpokládaný, nikoli uvedený	Otvory padnou mimo polohu; díly zamítnuté při montáži	Uveďte K na výkrese, nebo kótujte v hotovém stavu.
3	Jeden přídavek na ohyb pro prvek s více ohyby	Profil nebo skříň se zbortí; díly se nesmontují	Jeden přídavek pro každý ohyb, počítaný jednotlivě.
4	Opomenutí zpětného odrazu	Rameno zůstane mimo protikus	Počítejte se zpětným odrazem materiálu; ověřte na prvním kuse.
5	Požadavek na těsný poloměr bez poznámky o nástroji	Neočekávaná účtovaná položka za nástroj pro daný díl	Navrhujte 1×t nebo více, pokud vzhled nevyžaduje těsnější.
6	Výška ramene pod 1×t	Kolize nástroje, praskání rohů, přepracování	Minimum 1.5×t, pro funkční nebo viditelná ramena 2×t.
7	Rozvinutý tvar bez reference linie ohybu	Poloha ohybu je nejednoznačná; každý ohyb padne jinam	Doplňte linii ohybu jako kótovanou referenci na rozvinutém tvaru.
8	Přídavek na ohyb zaokrouhlený příliš brzy	Kumulující se chyba přes několik ohybů	Počítejte s plnou přesností a zaokrouhlete jednou na konci.

Související stránky o plechových dílech

• Konstrukce plechových dílů — pravidla pro minimální rameno, poloměr a rozteč otvorů
• Výběr materiálu pro plechové díly — kterou slitinu zadat a proč
• Tolerance a kvalita povrchu — jak se odchylka ohýbání promítne do řetězení tolerancí
• Výroba plechových dílů — kapacita ohraňovacích lisů a dodací lhůty