Как производится расчет гибки металла

В технологии холодной ковки для обработки металлических изделий используется специальное оборудование, которое производит деформацию заготовки. На металлический лист или профиль действуют усилия, которые одновременно сжимают материал с внутренней стороны и растягивают его по внешнему контуру.

Пример расчета радиуса профильной трубы

При гибке металла могут возникать деформации, которые приводят к искривлению соосности и появлению разрывов в структуре металла. Чтобы избежать потери свойств материала, специалисты производят расчет гибки металла.

ВАЖНО: При гибке металла учитывается предельное соотношение толщины материала, длина профиля и радиуса изгиба заготовки. Если выйти за предельные значения в соотношении этих параметров, происходит потеря механических свойств.

Предельное значение удлинения металла при холодном изгибе металла без потери свойств на основе эмпирических данных составляет всего 7%.

Пример расчета по формулам

Чтобы наглядно показать, как специалисты создают заготовки, рассмотрим пример расчета максимального значения гибки профильной трубы по радиусу.

Радиус, при котором наступает предельно-допустимая деформация, определяется по формуле:

Rmin = 20 × S

где S – толщина стенки профильной трубы, мм.

По значению минимально возможного радиуса определяют радиус по центральной оси трубы:

R = Rmin + 0,5 × D

где D – расчетный диаметр трубы, мм.

Чтобы использовать универсальную формулу для нахождения максимально допустимого радиуса изгиба трубы, следует найти критерий тонкостенности трубы. Определяется он по формуле:

KT = S × D

Посчитав коэффициент, можно подставить его в универсальную формулу:

R = 20 × KT × D + 0,5D

Если значение R получилось больше значения, установленного специалистом для гибки заготовки по радиусу, можно смело использовать холодную ковку. Металл при деформации сохранит свою структуру, а стенки не разрушатся под давлением. Если значение R оказывается меньше, необходимо применить предварительный нагрев заготовки, чтобы сохранить механические свойства.

Зависимость критерия тонкостенности к расчету гибки металла

Специалисты обязательно используют правки для заготовок, у которых параметр тонкостенности находится в пределах 0,03 < KT < 0,2. Если параметр попадает в этот диапазон, должно дополнительно выполняться условие:

R ≥ 9,25 × ((0,2 – KT) × 0,5

Если правильно произвести расчет гибки металла, заготовке можно будет придать частичную или полную форму с изогнуто-плавными элементами. При этом будет отсутствовать зависимость от сечения профиля.

Дополнительные рекомендации

Если не выполнять предварительные расчеты допустимых радиусов, а также силы и скорости деформации, тогда произойдут критические деформации:

  • внутренняя сторона профильной трубы при сдавливании сомнется неравномерными складками;
  • на участке с максимальным радиусом произойдут разрывы стенок из-за предела радиальной силы.

Для выполнения холодной ковки оптимальным вариантом становится использование листовых или профильных заготовок с толщиной до 10 мм. На практике, когда выбранный листовой материал или профильные трубы не позволяют выполнить изгиб по заданному радиусу, специалисты принимают решение об использовании другого металла или используют технологии предварительного нагрева до высоких температур.



Есть вопросы? Закажите обратный звонок!