Листовой металл в промышленности и других областях — это широко используемый интегрированный процесс холодной обработки. Объектом обработки обычно является листовой металл толщиной менее 6 мм. Процесс включает в себя такие ключевые операции, как фальцовка, сварка, клепка, сращивание и формовка.
Технологии включают лазерную резку, плазменную резку, гидроабразивную резку, резку проволокой, штамповку, профилирование, гибку листового металла, ковку, сварку металлов, волочение металлов и прецизионную сварку.
Проблемы традиционной гибки листового металла
Традиционные процессы гибки выявляют различные проблемы, такие как недостаточная точность при развертывании, зависимость от механической резки и сложный процесс, включающий припуски, корректировку размеров и окончательное выполнение отверстий или канавок.
Эти методы часто приводят к низкой точности, неэффективному использованию материала, неравномерному получению продукции и плохой стабильности, что влияет на качество последующей сборки.
Основные преимущества современного процесса
Современная гибка листового металла использует лазерную резку, Штамповка с ЧПУи передовые технологии автоматизации, позволяющие достичь высокой точности в процессе раскладывания.
Это устраняет необходимость в механической резке и обеспечивает плавный переход к гибке и формовке.
Однако для максимизации этих преимуществ решающее значение имеют высокоточные схемы развертки листового металла, подчеркивающие важность точных чертежей для достижения оптимальных результатов.
Распространенные методы разворачивания
Методы трехмерной развертки поверхностей листового металла часто являются графическими, вычислительными, экспериментальными и комплексными.
Традиционным методом развертки гнутой детали из листового металла является расчетный метод.
Пластическая деформация при гибке в основном концентрируется в зоне изгиба листовой детали, что приводит к тому, что размеры диаграммы развертки отличаются от геометрически рассчитанных размеров. В результате инженерам приходится проводить самостоятельные расчеты.
На развертку гнутой детали из листового металла влияет ряд факторов, таких как толщина листовой детали.
При расчете разверток обычной гнутой детали из листового металла одним из основных факторов является угол изгиба, как показано на рисунках 1, 2, 3 и 4, при этом выполняется независимый расчет каждой детали.
Вы можете рассчитать размер развертки L, следуя процедуре, описанной ниже (с приведенными цифрами).
Угол изгиба α.
(1) Для 0°<α<90°, L=A+B-2(R).
L=A+B-2(R+T)+(R+T/3)×(180-α)π/180
(2) В случае α=90°, L=A+B-0.42%.
Л=А+В-0.429Р-1.47Т
(3)90°<α≤150° случай
L=A+B-2(R+T)tan[(180-α)/2]+(R+T/2)
(180-α)π/180
(4) Случай 150°<α≤180°
Л=А+Б
Рисунок 10° ≤ α < угол изгиба 90° Рисунок 2 α = угол изгиба 90°
Рисунок 390°<α≤150° угол изгиба Рисунок 4150°<α≤180° угол изгиба
Как видно из анализа, традиционный метод в основном основан на ручных расчетах, при этом объем работы огромен, проверка сложна, а точность развертывания, отвечающая требованиям, не может быть достигнута.
Метод развертки САПР и коэффициент изгиба
Чтобы обеспечить требуемый размер детали после окончательной гибки, инженеры-проектировщики деталей из листового металла и продавцы листового металла используют различные алгоритмы для расчета фактической длины материала в развернутом состоянии.
Наиболее распространенным методом является простое «правило щипка», т. е. алгоритм, основанный на собственном опыте.
Обычно эти правила учитывают тип и толщину материала, радиус и угол изгиба, тип машины и скорость шага и т. д.
Первый шаг — использование САПР-моделирования.
Прежде всего, САПР-моделирование включает в себя построение основной модели и базовой поверхности.
Выбор поверхности для разворачивания зависит в основном от коэффициента изгиба.
Конкретные операции основываются на расчетах, основанных на реальном процессе гибки.
Это обеспечивает достижение масштаба развертки плана этажа 1:1.
САПР позволяет выводить многоформатные двумерные графические файлы для лазерной резки с ЧПУ.
Эти файлы можно напрямую применять к вырубному оборудованию.
Коэффициент изгиба — это величина пластической усадки листового металла при изгибе.
В реальном производстве изделия очень сложны, не единичные, с одной или двумя поверхностями, угол изменения требует разнообразных требований, и даже собираются из ряда компонентов, поэтому необходимо объединить фактические потребности повседневной производственной работы.
Коэффициенты изгиба, как показано в таблице 1.
В процессе гибки деталей из листового металла многие расчеты и схемы можно упростить.
Это позволяет исключить многочисленные вспомогательные линии в процессе.
В результате интерфейс развёрнутой диаграммы становится более лаконичным и удобным.
Это также сокращает необходимость в проведении вспомогательных линий и сводит к минимуму ошибки в расчетах.
Метод разворачивания Solidwork
Развертка листового металла в SolidWorks подразумевает использование модуля Sheet Metal. Вот пошаговое руководство:
Шаги по развертке листового металла в SolidWorks:
Включить инструменты для листового металла
Перейдите в Инструменты > Надстройки.
Установите флажок SolidWorks Sheet Metal, чтобы включить инструменты листового металла.
Импортировать или создать деталь
Откройте деталь из листового металла или создайте новую с помощью инструмента «Базовый фланец/вкладка» на панели инструментов «Листовой металл».
Убедитесь, что деталь определена как листовой металл
Если деталь не распознается как листовой металл, ее необходимо преобразовать:
Используйте команду «Вставить изгибы» или «Преобразовать в листовой металл» (находится на панели инструментов «Листовой металл»), чтобы определить деталь как листовой металл.
Укажите такие параметры, как толщина материала, радиус изгиба и К-фактор.
Доступ к инструменту Flatten
На панели инструментов «Листовой металл» найдите и нажмите «Выровнять».
Это позволит развернуть все изгибы вашей детали, показав плоский рисунок.
Разверните определенные изгибы
Используйте инструмент «Развернуть», если вы хотите развернуть определенные изгибы, а не всю деталь:
Выберите команду «Развернуть» на панели инструментов «Листовой металл».
Укажите фиксированную грань (опорную поверхность).
Выберите изгибы, которые вы хотите развернуть, в менеджере свойств.
При необходимости отредактируйте плоский шаблон.
Добавьте вырезы, отверстия или другие элементы по мере необходимости в плоском состоянии. Эти правки отразятся в сложенной части.
Сложите часть заново
После внесения изменений используйте инструмент «Сложить», чтобы повторно согнуть выбранные сгибы, или нажмите кнопку «Сгладить» еще раз, чтобы вернуться к сложенному виду.
Экспортировать плоский шаблон
Если вам необходимо экспортировать развертку для производства (например, в файл DXF или DWG):
Щелкните правой кнопкой мыши элемент Flat-Pattern в дереве элементов.
Выберите Экспорт в DXF/DWG.
Советы
Убедитесь, что деталь спроектирована с одинаковой толщиной материала по всей длине.
Определите правильный допуск на изгиб или К-фактор, чтобы обеспечить точность плоских рисунков.
При работе со стандартными толщинами листового металла используйте таблицы размеров.
Источники коэффициентов изгиба на основе развертки деталей из листового металла.
Согласно использованию гибочной машины «LVD» в производстве, станкам и таблице параметров ее станка, на практике, различные толщины пластины имеют относительно точные коэффициенты гибки, при отсутствии особых требований к деталям из листового металла для достижения быстрого расширения, в целях обеспечения требований к качеству продукции, достижения высокой эффективности и точности, с тем чтобы получить угол листового металла 90°. Коэффициенты гибки для углов 90° листового металла показаны в таблице 1.
Примечания к выбору:
1) В таблице 1 приведены коэффициенты изгиба углов 90° листового металла.
2) Таблица 1 суточного производства в Бельгии в соответствии с производственными параметрами гибки «LVD», гибочная машина под формой, как показано на рисунке 5.
Параметры, обобщенные из ежедневного производства, имеют некоторую практическую направленность, без указания угла параметров 90°.
ss/st- обозначает материал - нержавеющая сталь и углеродистая сталь; al- обозначает материал - алюминий; M- обозначает метрический дюбель.
Преимущества и недостатки этого параметра коэффициента изгиба
Преимущества: При реальном производстве деталей из листового металла правильной формы и с малым углом R без особых требований можно быстро и эффективно развернуть, можно напрямую выбрать соответствующую форму и коэффициент гибки, простота в эксплуатации, сокращение традиционного метода разворачивания нейтрального значения угла R утомительной расчетной работы и уменьшение человеческой ошибки в расчетах, косвенное снижение затрат, подходит для единичного, сложного и многокомпонентного производства мелких партий.
Недостаток: Эту таблицу нельзя напрямую выбрать для деталей из листового металла с особыми требованиями к углу R и форме.
Развернутые примеры приложений
В данной статье мы выбрали часть, раскрывающую процесс вывода, чтобы подробно объяснить применение коэффициента изгиба.
Подробности см. на рисунке 6, процесс разворачивания описан ниже.
а. Проанализируйте рисунок, прежде чем разворачивать исследование.
Это листовые металлические детали из материала, номер материала для обычной нержавеющей стали SUS304, толщина 1.00 мм, название детали для крышки «LIGHTCOVER», этот вид с использованием «ПРОЕКЦИИ ПОД ТРЕТЬИМ УГЛОМ».
Проекция третьего угла, все размеры в миллиметрах, шероховатость поверхности Ra1.6, рисунок не в масштабе, примечания: если не указано иное, все фаски 0.2 × 45 °, необходимо вручную зажать круг 3.2 мм, небольшое круглое отверстие для формовки.
б, выбрать гибочный станок
Для демонстрации поверхности трехмерной развертки поверхности выбора аналогичной адаптации номера штампа гибочной машины в соответствии с вышеописанной ситуацией мы можем выбрать номер штампа для «V4».
Принимая во внимание, что это значение должно быть ближе к внутреннему значению R, предпочтительный выбор параметра коэффициента изгиба 4° для матрицы с номером 'V90' составляет 1.5.
Из-за отверстий Φ3.2 первым шагом перед развертыванием является использование метода расчета развертывания для вычисления длины развернутой плоскости, а затем создание развернутого плана после вычитания значения
коэффициент изгиба графическим методом, для достижения точности детали при разворачивании в плоскость.
Методы: Схематический чертеж показан на рис. 7, а длина, полученная в результате расчета (уравнение 1), составляет 11.28 мм.
L=π(d+T)-[π(d+T)/360]xα°
L=3.14(3.2+1)-[3.14(3.2+1)/360]×52
Л=13.188-1.90
Л=11.28(1)
c, рассчитать значение
в целом до расширения графической поверхности за вычетом значения коэффициента изгиба, полученного, как показано на следующем плане.
г. Вывод графического файла после разворачивания
С точки зрения станков с ЧПУ для обработки листового металла, развертка несущественных элементов на чертеже в основном включает размер метки, центральную линию гиба, необходимо отфильтровать эту часть элементов, а затем ввести в формат DXF, чтобы можно было развернуть программирование и резку материала.
Резюме
Обработка листового металла в развернутых параметрах выбора, будет ли точность напрямую влиять на успешность или неудачу изготовления деталей, что показывает, что коэффициент изгиба в производстве листового металла расширяет важность производственного процесса и практичность выпуска производственного процесса.
Правильный выбор коэффициентов гибки в процессе производства также экономит значительную часть рабочей силы, материальных ресурсов и времени, а также значительно повышает качество продукции.
Какова цель развёртки листового металла в производстве?
Развертка используется для создания плоских шаблонов 3D-дизайна листового металла. Эти плоские шаблоны направляют процессы резки, гибки и формовки.
Что такое развертка в конструкции из листового металла?
Развертка — это двухмерное изображение детали из листового металла, включающее в себя все элементы, такие как разрезы и линии сгиба, до того, как она будет согнута в окончательную форму.
Какое программное обеспечение обычно используется для развёртки конструкций из листового металла?
К популярным программам относятся SolidWorks, AutoCAD, Fusion 360, CATIA и Inventor, в которых имеются специальные инструменты для работы с листовым металлом, позволяющие разворачивать конструкции.
Как учитывать допуски на изгиб при развертывании?
Допуски на изгиб или вычеты на изгиб рассчитываются на основе толщины материала, угла изгиба и радиуса инструмента. Эти значения обеспечивают точные размеры плоской модели.
Что такое К-фактор и почему он важен при развёртывании листового металла?
Коэффициент K — это отношение, которое показывает, какая часть толщины листа подвергается деформации при изгибе. Он помогает рассчитать точную развернутую длину.
Каких распространенных ошибок следует избегать при развертке листового металла?
- Игнорирование толщины материала и радиусов изгиба.
- Неправильные настройки К-фактора или допуска на изгиб.
- Пропускные вырезы для изгибов или отверстия вблизи изгибов.
Как различные материалы влияют на процесс разворачивания?
Такие материалы, как алюминий, сталь или медь, имеют разные свойства изгиба (эластичность, толщина и твердость), которые влияют на К-фактор, допуск на изгиб и оснастку.
Можно ли разворачивать конструкции из листового металла со сложными изгибами и кривыми?
Да, но для точной развертки конструкций со сложной геометрией, таких как сложные кривые или нелинейные изгибы, часто требуются передовые инструменты и методы САПР.
Что такое рельефные разрезы и почему они необходимы при разворачивании?
Рельефные надрезы предотвращают разрывы и деформации по краям сгиба, обеспечивая более плавные сгибы и точный развернутый рисунок.
Соломон Янг — профессионал в производственной отрасли с обширным опытом работы в производстве электронных, механических и промышленных компонентов. Занимая различные должности в американских и тайваньских производственных компаниях, он приобрел всестороннее понимание производственных процессов, управления производством, контроля качества и операций в глобальных цепочках поставок.
Обладая опытом в развитии бизнеса, организации продаж, международной торговле, управлении взаимоотношениями с клиентами и поддержке инженерных проектов, Соломон сочетает технические знания с коммерческой стратегией для предоставления инновационных и экономически эффективных производственных решений. Он увлечен передовыми производственными технологиями, совершенствованием процессов и непрерывным профессиональным ростом, твердо привержен созданию ценности для клиентов и партнеров по всему миру.
