Радиус гиба и допуск на гиб
Развёртка гнутого листа не равна сумме его полей. Внутри каждого гиба металл растягивается снаружи и сжимается изнутри, а промежуточный нейтральный слой обеспечивает дополнительную длину. На этой странице приведены формула, значения K-фактора, разница между допуском на гиб и вычитанием из развёртки, а также полный пример расчёта.
Четыре значения, которые вам нужны
| Термин | Символ | Что означает |
|---|---|---|
| Толщина материала | T | Номинальная толщина сгибаемого листа. |
| Внутренний радиус гиба | R | Радиус вогнутой стороны гиба. Он выбирается не независимо — а определяется оснасткой и толщиной. |
| K-фактор | K | Положение нейтральной оси, выраженное как доля толщины и отсчитываемое от внутренней поверхности. |
| Угол гиба | A | Угол, на который согнут материал, в градусах. 90° — типичный случай. |
Внутренний радиус нельзя выбирать произвольно. При стандартной оснастке для воздушной гибки достижимый внутренний радиус составляет примерно одну толщину материала. Запрос меньшего радиуса не просто заостряет угол — а изменяет оснастку и длину развёртки. Правила проектирования приведены в разделе проектирование листового металла.
Формула допуска на гиб
Допуск на гиб — это длина дуги материала, расходуемой на один гиб.
Длина развёртки затем рассчитывается следующим образом:
На каждый гиб — один допуск на гиб. У детали с четырьмя гибами будет четыре допуска на гиб.
Вычитание из развёртки: та же задача, но с вычитанием
Большинство CAD-инструментов работают с вычитанием из развёртки, а не с допуском на гиб, поскольку наружный отступ проще измерить на реальной детали:
OSSB — наружный отступ, расстояние от линии штампа до наружной поверхности гиба.
Путаница между этими двумя величинами — самая распространённая ошибка при расчёте развёртки. Если мастерская указывает длину развёртки на 4mm меньше для детали с четырьмя гибами, обычно причина — ошибка знака между двумя подходами — а не разногласие в значении K-фактора.
K-фактор в зависимости от материала и радиуса
K не является свойством только самого металла. Он меняется в зависимости от радиуса гиба и предела текучести, поскольку оба этих фактора определяют, сколько материала находится в растяжении и сжатии.
| Материал | R < 1×t | R = 1×t | R = 2×t | R = 4×t |
|---|---|---|---|---|
| Обычная сталь (Q235 / S235) | 0.32–0.38 | 0.38–0.42 | 0.42–0.46 | 0.46–0.50 |
| Нержавеющая сталь 304 / 316 | 0.30–0.35 | 0.36–0.40 | 0.40–0.44 | 0.44–0.48 |
| Алюминий 5052 / 6061 | 0.30–0.36 | 0.36–0.42 | 0.42–0.46 | 0.46–0.50 |
| Высокопрочная сталь (>600 MPa) | 0.22–0.28 | 0.28–0.34 | 0.34–0.40 | 0.40–0.45 |
Для указания используйте среднее значение диапазона. Если на развёртке есть элементы, положение которых важно после гибки, укажите K-фактор на чертеже, вместо того чтобы позволять каждому поставщику выбирать его самостоятельно — см. правила расстояния между отверстиями , чтобы понять, почему итоговые различия в миллиметрах важны.
Пример расчёта: обычная сталь 2mm, гиб 90°
П-образный канал с двумя полями 50mm и стенкой 60mm из обычной стали Q235 толщиной 2mm, сформированный стандартной оснасткой с внутренним радиусом 2mm.
| Шаг | Расчёт | Результат |
|---|---|---|
| Внутренний радиус R | Стандартная оснастка при 1×t для 2mm | 2.0 mm |
| Толщина материала T | Номинальная | 2.0 mm |
| K-фактор K | Обычная сталь при R = 1×t, среднее значение 0.38–0.42 | 0.40 |
| Угол гиба A | Каждый из двух гибов | 90° |
| Допуск на один гиб | π × (2.0 + 0.40 × 2.0) × (90/180) | 4.40 mm |
| Общая длина прямых полей | 50 + 50 + 60 | 160.0 mm |
| Длина развёртки | 160.0 + (2 × 4.40) | 168.80 mm |
Теперь проверьте чувствительность. Если бы мастерская приняла K = 0.33 вместо 0.40, допуск на гиб составил бы 4.18mm, а длина развёртки — 168.36mm — на 0.44mm больше для детали с двумя гибами. На кронштейне с четырьмя гибами это различие примерно удвоится, и последний элемент окажется примерно на 1mm дальше от положения, указанного на чертеже.
Пружинный эффект
Листовой металл упруг, поэтому после снятия нагрузки он частично восстанавливает свою деформацию, и деталь раскрывается. Производства компенсируют это перегибом и последующим релаксированием, поэтому повторяемость пресс-гидравлической машины указывается как диапазон, а не как точный угол.
| Материал | Ожидаемый пружинный эффект при 90°, R = 1×t | Порядок работы |
|---|---|---|
| Алюминий 5052 | 3° to 5° | Выполните перегиб и проверьте первую деталь; состояние отжига различается в зависимости от рулона. |
| Алюминий 6061-T6 | 4° to 6° | Состояние термообработки важнее сплава. Проверяйте для каждой партии. |
| Обычная сталь Q235 | 1° to 3° | Стабильный и простой в обработке материал; его легче всего гнуть с высокой повторяемостью. |
| Нержавеющая сталь 304 / 316 | 4° to 7° | Большой пружинный эффект и более высокая сила формовки. Состояние отжига изменяет его величину. |
| Высокопрочная сталь >600 MPa | 5° to 8° | Узкий технологический диапазон; требуется более строгий контроль входного материала. |
Воздушная гибка, полная формовка и чеканка
| Метод | Как работает | Когда применяется | Влияние на стоимость |
|---|---|---|---|
| Воздушная гибка | Пуан продавливается в отверстие матрицы; материал никогда не касается дна матрицы | Стандартный метод для работ по лазерной резке с последующей гибкой; прототипов и малосерийного производства | Наименьшая — стандартная оснастка |
| Полная формовка | Материал полностью вдавливается в углы матрицы | Более тугие внутренние радиусы, повторяемость между партиями | Умеренный — требует согласованного инструмента |
| Чеканка | Полные плоские поверхности прижаты друг к другу для контроля толщины | Высокопрочный или критически важный для пружинности материал, где необходимо контролировать толщину | Высокий — требует специального инструмента и большей силы |
Наши работы на прессе выполняются методом воздушной гибки на прессе грузоподъёмностью 100t / 3200mm с повторяемостью ±1°. Тугие радиусы или контролируемая толщина рассчитываются индивидуально.
Распространённые ошибки
| # | Ошибка | Последствие | Правильный подход |
|---|---|---|---|
| 1 | Использование допуска на гибку там, где инструмент рассчитан на вычитание из develops | Длина развёртки короче примерно на 2×OSSB для каждой гибки | Согласуйте обозначение с поставщиком до выпуска развёртки. |
| 2 | К-фактор принят допущением, а не указан | Отверстия смещаются; детали бракуются при сборке | Укажите K на чертеже или задайте размеры в готовом виде. |
| 3 | Канал или коробка складывается; детали не собираются | Один допуск на каждую гибку, посчитанный индивидуально. | Один допуск на каждый изгиб, учитываемый отдельно. |
| 4 | Игнорирование пружинности | Фланец выходит за пределы сопрягаемой детали | Учитывайте пружинность материала; проверьте на первом образце. |
| 5 | Запрошен тугой радиус без примечаний к инструменту | Стоимость инструмента на деталь неожиданно указана в предложении | Проектируйте при 1×t или больше, если только внешний вид не требует меньшего. |
| 6 | Высота фланца менее 1×t | Помехи инструмента, трещины в углах, доработка | Не менее 1.5×t, 2×t для функциональных или видимых фланцев. |
| 7 | Развёртка без указания линий гиба | Положение гиба неоднозначно; каждая гибка выполняется по-разному | Укажите линию гиба как размерный ориентир на развёртке. |
| 8 | Допуск на гибку округлён слишком рано | Накопление погрешности при нескольких гибах | Сохраняйте полную точность на протяжении расчёта; округляйте один раз в конце. |
Связанные страницы по листовому металлу
- Проектирование листового металла — правила минимальных фланцев, радиусов и расстояний между отверстиями
- Выбор материала листового металла — какой сплав указать и почему
- Допуски и качество поверхности — как отклонение при гибке учитывается в вашей цепочке допусков
- Услуги по изготовлению листового металла — грузоподъёмность прессов и сроки выполнения
Есть развёртка, которую приходится постоянно обновлять? Отправьте чертёж с указанием марки материала, и мы вернём длину развёртки, использованный К-фактор и все элементы, положение которых изменяется после гибки.
Запросить проверку развёрткиКакова формула допуска на гибку?
Допуск на гибку (BA) = pi x (R + K x T) x (A / 180), где R — внутренний радиус гиба, K — К-фактор, T — толщина материала, а A — угол гиба в градусах. Он определяет длину дуги материала, расходуемой на один гиб. Добавьте допуск на гибку к сумме длин прямых участков фланцев, и получите длину развёртки.
Что такое К-фактор?
К-фактор показывает, где внутри гиба находится нейтральная ось, в долях толщины. K = 0.33 означает, что нейтральная ось проходит на одну треть от внутренней поверхности через толщину материала; 0.5 соответствует математическому центру. Он меняется в зависимости от радиуса гиба и предела текучести материала: меньшие радиусы снижают K, а высокопрочные сплавы снижают его ещё больше, поскольку меньшая доля материала находится в растяжении или сжатии.
Что такое вычет при гибке и чем он отличается от допуска на гибку?
Вычитаемое при сгибании (BD) — это величина, которую вы вычитаете; допуск на сгибание — это величина, которую вы прибавляете. BD = 2 x наружный отступ - BA. Использование неверной величины — классическая ошибка при построении развертки. Вычитаемое при сгибании обычно удобнее для производства, поскольку наружный отступ является измеримым значением на готовой детали, поэтому укажите формулу в соответствии с соглашением, используемым в вашем CAD-инструменте, и проверьте ее по первой детали.
Почему две мастерские получают разную длину развёртки для одного и того же чертежа?
Почти всегда из-за допущения о К-факторе. При использовании K = 0.33 и K = 0.42 для одного и того же материала 2mm при одинаковом радиусе расхождение длины развёртки составит несколько миллиметров, и вместе с ней сместятся все отверстия. Решение — указать К-фактор на чертеже или задать размеры элементов в готовом виде, а не на развёртке.
Насколько пружинность влияет на конечный угол?
Пружинность — это упругое восстановление материала после снятия нагрузки, при котором деталь раскрывается. У мягкой стали при радиусе 1x t пружинность обычно составляет от 1 до 3 градусов, у алюминиевых сплавов — от 3 до 5, у нержавеющей или высокопрочной стали — от 4 до 8. Перегиб с учётом ожидаемой пружинности и последующее релаксирование являются стандартной практикой, поэтому повторяемость указывается как плюс или минус 1 градус, а не как точный угол.
Чем отличаются воздушная гибка, полная гибка и чеканка?
При воздушной гибке пуансон вдавливается в раскрытие матрицы без контакта материала с дном — это наиболее распространённый метод с высокой гибкостью и большим допуском по радиусу. При полной гибке материал полностью вдавливается в углы матрицы, обеспечивая меньший радиус при большей силе. При чеканке полные плоские поверхности прижимаются друг к другу для точного контроля толщины, что применяется для высокопрочного или критически важного для пружинности материала. Большинство работ с лазерной резкой и гибкой выполняется методом воздушной гибки.
Влияет ли радиус гиба на длину развёртки так же сильно, как толщина?
Да, но это менее очевидно. Для мягкой стали 2mm под углом 90 градусов переход от радиуса 1x t (2mm) к радиусу 3x t (6mm) увеличивает допуск на гибку с 4.40mm до 10.68mm — примерно на 6mm для одного только гиба. Это неочевидно при суммировании размеров полок, и поэтому большие радиусы не всегда обходятся дешевле: они увеличивают длину развёртки, а при раскладке на листе эта длина является материалом.
Как следует задавать размеры гнутой детали, чтобы избежать споров о развёртке?
Задавайте размеры готовой детали, а не развёртки. Используйте длины фланцев после гибки, указывайте линию гиба как размерный ориентир, а если отверстие после формовки должно располагаться в определённом месте, либо укажите используемый К-фактор, либо перенесите операцию после гибки. Правила DFM для этого приведены на странице рекомендаций по проектированию листового металла.