Расчет развертки детали при гибке калькулятор: Длина развертки при гибке калькулятор

Содержание

ТЕХНОКОМ | Калькулятор усилия гибки онлайн

Калькулятор расчета необходимого усилия листогибочного пресса позволяет просчитать необходимый тоннаж. Полезен для технологов и инженеров для общей проработки возможностей своего оборудования или подбора листогибочного пресса для выполнения определенной гибки по параметрам. Позволяет получить общие справочные значения в считанные секунды без сложного обсчета, в том числе для дальнейшего подбора гибочного инструмента или размещения заказов по гибке.
Легенда
F (усилие, тоннаж), тонн - общее необходимое усилие для осуществления гиба
S (толщина), мм - толщина материала (листа) для гибки
V (открытие), мм - открытие матрицы
h (длина полки), мм - минимальная необходимая длина для прямой остаточной полки детали после гибки
L (длина гибки), мм - основная длина гибки детали (параллельна ширине листогибочного пресса)
R (радиус), мм - внутренний радиус гиба
TS (предел прочности) - предел прочности материала детали для гибки
Основная используемая формула для расчета:
Гибочное усилие F = (1,42 x TS x S2 x L)/1000 x V
Внутренний радиус R = (5 x V) / 32
Для не целых значений используйте точку, а не запятую
Внимание!
Данный калькулятор предназначен исключительно для получения ориентировочной справочной информации и не может являться эффективным инструментом для точных расчетов и составления технических заданий. Для получения точных и достоверных значений необходимо консультироваться со специалистами.
Таблица по усилиям гибки для листогибочного пресса
Нижеприведенная таблица отображает примерное справочное усилие в соответствии с открытием матрицы, минимальной полкой, толщиной металла и радиусом. Данная таблица действительна для 1 метра конструкционной стали
VH minR0,50,811,21,51,822,533,544,5
5
67891012151820
6512,56,510
861,325811
10
7
1,71,546913
12923571116
15122,74691316
20153,347101319
26184,257,5101421
302256,58121924
32235,47,511,6172330
37255,81014,5
20
2633
42296,71317232935,5
45327,51621273348
50368,31924304358
6043102025364964
705011,5
2131425569
805713,52737486075
9064153242546695
100711738486086134
1309322374666103149
18013030
334875107133
20014533436797119
250180425477
95

Расчет развертки трубы при гибке.

 

 

При определении общей длины разверт­ки необходимо трубу разбить на прямые и гнутые участки. Для опре­деления границы прямых и гнутых участков трубы из центров окружностей согнутых участков проводятся радиусы r1; r2; r3; r4 в точку их сопряжения с прямой. Тогда общая длина развертки гну­той трубы (рис. 1) будет:

 

L общее = l + s,

 

Где:

l — сумма длин прямых участков трубы;

s — сумма длин согнутых по радиусу участков трубы.

На рис. 1 видно, что:

 

l = l1 + l2 + l3.

 

Длина развертки согнутой трубы рассчитывается по средней ли­нии. За среднюю линию принимается ось симметрии трубы. Поэтому длина согнутых частей трубы рассчитывается по радиусам:

 

R1 = r1 + d/2;

R2 = r2 + d/2;

R3 = r3 + d/2;

R4 = r4 + d/2;

 

Где:

r1; r2; r3; r4 – внутренние радиусы гибки трубы;

d — наружный диаметр трубы.

 

 

Длина развертки гнутой трубы в соответствии с правилами геомет­рии равняется:

 

s = (2·π·R·α)/360,

Где:

 

R — радиус средней линии трубы;

α —угол загиба гнутой трубы.

 

Для угла в 180° s = π·R;

Для угла в 90° s = (π·R)/2.

 

Сумма длин гнутых частей трубы в данном случае равняется:

 

s = s1 + s2 + s3 + s4,

 

Где:

 

s1 = π·R1;

s2 = π·R2;

s3 = π·R3;

s4 = (2π·R4·150)/360 = 5/6·π·R4.

 

Отсюда:

 

s1 = π·(R1 + R2 +  R3  + 5/6·R4),

 

L общее = (l1 + l2 + l3) + π·(R1 + R2 +  R3  + 5/6·R4).

 

Точно так же производится расчет разверток металла кругового профиля.

 

Определение размеров заготовки при гибке

Определение размеров заготовки при гибке производится как развертка детали, при этом суммируются длины прямолинейных участков и длины закруглений, подсчитанных по нейтральному слою. Такие расчеты не представляют существенных затруднений. На практике при гибке особо сложных деталей рекомендуется получить их развертку опытным путем, так как не всегда удается точно подсчитать ее теоретически.

Различают два основных случая гибки: 1) по кривой определенного радиуса; 2) под углом закругления при r<0,3s.

Гибка по кривой определенного радиуса.

Для определения длины заготовки можно пользоваться способом развёртки детали, основанном на том, что нейтральная линия сохраняет при гибке свои первоначальные размеры и расположена в местах закруглений на расстоянии х0s от внутренней стороны изделия (рис. 2.4). Поэтому для определения длины заготовки сложной детали следует просуммировать длину прямолинейных участков загибаемого изделия с длиной закругленных участков, подсчитанных по нейтральному слою.

Для детали с одним перегибом при угле длина заготовки определяется по формуле

, (2.13)

где l1, l2 – длина прямолинейных участков загибаемого изделия, мм;

l0- длина нейтрального слоя закругленного участка, мм;

r - радиус закругления, мм;

- угол гибки, град;

х0- коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя.

Для детали с несколькими углами длина заготовки определяется по формуле

(2.14)

Рис. 2.4 Расчёт длинны заготовки

Для малых упругопластических деформаций, (при гибке заготовок с относительным радиусом закругления r/s>5) принимают, что нейтральный слой проходит по середине толщины полосы р(р0)=рср то есть его положение определяется радиусом кривизны р=r+s/2. А х0 находится по формуле:

(2.9)

Для значительных пластических деформаций, что имеет место при гибке заготовок с относительным радиусом закругления изгиб сопровождается уменьшением толщины материала и смещением нейтрального слоя в сторону сжатых волокон. В этих случаях радиус кривизны нейтрального слоя деформации следует определять по формуле:

(2.10)

где - коэффициент утонения материала (толщина материала после гибки, мм).

Коэффициент утонения при гибке зависит от рода материала, относительного радиуса гибкии угла загиба. Расстояние нейтрального слоя от внутренней поверхности загибаемой заготовки при гибке широких полос находится по формуле

(2.12)

Значения коэффициентов ихо для гибки приводятся в справочниках.

Гибка под углом без закругления.

При гибке под углом без закруглений или с закруглениями очень малого радиуса (), что сопровождается значительным утонением металла в местах перегиба, для определения размера заготовки (рис.2.5) до гибки АБ и после гибки АВГ, пользуются методом равенства масс.

Рис.2.5 Расчет длины заготовки

На практике, пользуются следующей формулой:

, (2.20)

где L – длина заготовки;

- величина прибавки (припуска) материала на образование угла.

Обычно эта величина в зависимости от твердости и толщины материала принимается равной на каждый угол. При этом, чем мягче материал, тем меньше прибавка, и наоборот.

Длина заготовки для n прямых углов, может быть определена по формуле:

(2.21)

При последовательной гибке . При одновременной гибке углов, изгиб сопровождается растяжением материала в середине и по концам участков. В этом случае растяжение материала получается на большей части изгибаемой заготовки, так что здесь образование углов идет частично за счет растяжения материала прямых участков. Поэтому для этих случаев прибавку к длине заготовки рекомендуется брать вдвое меньше, чем при последовательной гибке, то есть принимать.

Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}  

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}  

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Разворот на 180°. Проектирование деталей из листового металла и получение геометрии развертки

Александр Прокудин

Вступление

3D-проектирование в AutoPOL

Создание развертки

Все дороги ведут в AutoPOL

Заключение

Технические требования

Вступление

Давайте скажем честно: добиться отличного результата в любой работе всегда непросто. Но одно дело, когда большая часть сил расходуется на концептуальное проектирование и на собственно конструирование, и совсем другое — когда те же самые время и силы уходят на выполнение рутинной работы. Вычисление развертки конструкций из листового материала — как раз такой случай. Опытный инженер, вооружившись калькулятором и справочниками, может сравнительно быстро произвести необходимые расчеты. Но не проще ли переложить утомительные вычисления на мощные кремниевые плечи процессоров?

Словом, заинтересованным читателям, профессиональная деятельность которых связана с такими отраслями, как производство систем отопления, вентиляции и кондиционирования, фармацевтическая, перерабатывающая, пищевая промышленность, водоснабжение и канализация, машиностроение и транспорт, будет интересно узнать о программном комплексе AutoPOL for Windows шведской фирмы FCC Software AB. Этот пакет позволяет легко и просто создавать проекты конструкций из листового материала и получать их геометрическую развертку.

3D-проектирование в AutoPOL

Средства проектирования в AutoPOL продуманы до мелочей, так что проблем с их освоением у пользователя не возникает. И совсем легко придется тому конструктору, кто имел дело с пакетами Autodesk AutoCAD или Mechanical Desktop, поскольку программа легко интегрируется с ними. Можно сказать, что принцип AutoPOL — простая реализация сложных вещей.

Интерфейс спроектирован так, что пользователю не приходится постоянно вводить значения параметров в диалогах, а существующие диалоги сами «выпрыгивают» только тогда, когда в них возникает необходимость.

Разработчики AutoPOL неизменно уделяют большое внимание развитию и совершенствованию программы. Так, например, в новейшей версии AutoPOL for Windows были усовершенствованы инструменты работы с эскизом и фланцами, добавлен модуль «Перфорирование отверстий свободной формы». Кроме того, там заметно упрощена работа с конструктивными линиями и улучшена обработка кромок и срезов и др., а также упрощены инструменты измерения.

Создание развертки

Последовательность получения развертки очень проста. С инструментальной панели вызывается диалоговое окно модуля развертки, в котором указывается имя новой развертки. Далее необходимо щелкнуть мышью по разворачиваемой стороне поверхности — программа автоматически определит структуру всех поверхностей, включая цилиндрические и плоские. Затем, щелкнув мышью по кнопке Unfold в диалоговом окне, вы получите развертку в окне программы. Все гениальное просто!

Созданная развертка легко экспортируется в файл формата DXF, который далее передается в любую программу для генерации NC-кода (например, JetCAM, Tops, CAMbAL и др.) или непосредственно на станок ЧПУ (Amada, Trumpf, FinnPower, Bystronic, Ursviken и др.). Результат также может быть ассоциативно передан посредством SAT- или STEP-файла в AutoCAD (или в любую другую 2D CAD-систему) для оформления конструкторской документации и чертежей на геометрию развертки.

AutoPOL Unfolder для Windows позволяет получать геометрию развертки простых моделей с плоскими боковыми поверхностями и радиусами, моделей с самыми сложными поверхностями одиночной кривизны, моделей в виде конусов и труб и даже моделей без радиусов сопряжений. Если с разверткой простейших моделей некоторые CAD-системы еще могут справиться, то Unfolder просто незаменим для получения развертки сложных моделей с коническими, эллиптическими и даже с NURBS-ориентированными боковыми поверхностями. Поддержка NURBS-поверхностей является уникальной в области проектирования такого класса деталей и позволяет проектировать развертки переходных (Loft) и протянутых (Swept) поверхностных моделей, таких как модели AutoSurf из Mechanical Desktop.

При создании разверток деталей Unfolder использует соответствующий К-фактор, а для расчета длин развертки — метод компенсации. AutoPOL располагает файлом материалов со значениями К-фактора, позволяющими создавать точные развертки моделей изделий. Не будем забывать, что значения К-фактора зависят от таких параметров, как уменьшение прочности материала, толщины листа, и от трения инструмента, используемого для гибки листа, что может привести к уменьшению значения К-фактора. Именно поэтому в AutoPOL for Windows для пользователей реализована возможность изменять значения К-фактора и самостоятельно расширять имеющиеся библиотеки и базы знаний. Программа легко добавляет линии сгиба и углы сгиба в плоские чертежи разверток. Благодаря интеллектуальному обучаемому модулю для решения математических и логических задач, AutoPOL фактически превращается в гибкий инструмент с собственной базой знаний, уникальной для каждого предприятия.

Все дороги ведут в AutoPOL

Если по тем или иным причинам пользователю необходимо создавать конструкции в Autodesk Inventor или в SolidWorks, то эта задача также легко решается. В AutoPOL можно открывать файлы Inventor и SolidWorks, получать геометрию развертки и передавать ее обратно. Что касается AutoCAD, то, как уже было отмечено ранее, AutoPOL может ассоциативно работать с AutoCAD и с любыми другими приложениями на его основе, такими как Mechanical Desktop, AutoCAD Mechanical и др.

Кроме того, можно воспользоваться импортом проекта конструкции из файлов стандартных форматов SAT или STEP (через меню «Файл»), которые можно создавать во многих других приложениях (Pro/ENGINEER, Solid Edge, Компас 3D и др.). Опыт работы с AutoPOL показывает, что поддержка вышеуказанных стандартов — выше всяких похвал. Именно в этих форматах хранятся проекты, предназначенные для ознакомления с возможностями программы.

Заключение

Принципиальным моментом для заказчиков является скорость ввода программного продукта в эксплуатацию. Реально скорость зависит от нескольких критериев — соответствия возможностей ПО задачам предприятия, продуманности интерфейса и готовности пользователя. Несоответствие любому из этих критериев вызывает проблемы при внедрении.

Мы уже выяснили, что первым двум критериям AutoPOL полностью соответствует. Что касается третьего, то пакет AutoPOL оснащен прекрасной справочной системой, включающей как справочник по командам, так и уроки (один вводный по Designer и шесть по Unfolder). Кроме того, существует учебник по программе на русском языке, написанный специалистами «Русской Промышленной Компании». Но все это относится к самостоятельному обучению. Важность самообразования никто не отрицает, но максимальный эффект достигается только в ходе непосредственного обучения у профессионалов, каковое всегда рада предоставить всем желающим Академия САПР и ГИС.

«САПР и графика» 12'2003

1.3.1 Определение размеров развертки цилиндрической обечайки. Разработка технологического процесса изготовления сварочного аппарата

Похожие главы из других работ:

Абсорбционная тарельчатая колонна для газовой смеси "метанол+воздух"

2.2 Определение толщины стенки обечайки

Из практических рекомендаций при диаметре обечайки D =1,0 м и давлении в аппарате принимаем мм, [4] т.4.3 с...

Абсорбционная тарельчатая колонна для газовой смеси Nh4 + воздух

2.2 Определение толщины стенки обечайки

Из практических рекомендаций при диаметре обечайки D =0,8 м и давлении в аппарате принимаем мм, [4] т.4.3 с...

Аппарат вертикальный с механическим перемешивающим устройством

2.2.3 Толщину стенки обечайки, нагруженной наружным давлением, находят из условия устойчивости обечайки от наружного давления

Рисунок 2 - К расчету высоты обечайки корпуса Для корпуса аппарата наружным давлением является давление в рубашке Рн =Рруб = 0,5 МПа. 2.2.3.1 Расчетная длина (высота) обечайки ?=h2-?-??...

Вертикальный аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВКЭ-2110

1.1.2 Определение высоты обечайки

...

Вертикальный аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВКЭ-2110

2.2.1 Расчет цилиндрической обечайки

+ Po + Pk 6мм. [Р]в = = 0.58Мпа. Рр.в. < [Р]в (0.58<0.7) Условие прочности выполняется...

Вертикальный аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВКЭ-2110

2.3.1 Расчет цилиндрической обечайки нагруженной внешним давлением

Sц1 = К2Da10-2 + Со + Ск 10мм (с учетом округления). Sц2 = 6мм. К1 = 3.95 К3 = 1.1 Sц = 10 - наибольшее. [PH] = = 1.13 > 1.09 [P]p = [P]E = = 1.3МПа Условие прочности выполняется...

Изучение особенностей протекания теплового процесса при сварке из заданного сплава

1.4 Учет ограниченных размеров обечайки

Отражения теплоты от боковых кромок учитываются путем суммирования тепловых потоков от реального и фиктивных источников...

Разработка технологии изготовления цилиндрического аппарата

3.2 Расчет развертки рубашки обогрева цилиндрической (813-РЦ)

Длина заготовки: Высота цилиндрической части рубашки обогрева составляет 3000 мм, а внутренний диаметр 2200 мм. Определяем длину заготовки: Для изготовления цилиндрической рубашки необходима заготовка размерами 3040?6976...

Разработка технологического процесса изготовления сварочного аппарата

1.3.2 Определение размеров развертки эллиптического днища

Днище выбрали согласно ГОСТ 6533 по внутреннему диаметру аппарата согласно [4, с.117]. Таблица 3 - Геометрические размеры днища Двн, мм Sд, мм Нд, мм Hц, мм Fд, м2 Vд, м3 3000 12 750 60 10,32 3...

Расчет и разработка технологического процесса изготовления детали из листа с использованием операции гибки

3.1 Определение размеров развертки детали

В общем случае длина заготовки в любом сечении определяется по формуле: где - длина прямолинейного участка; - длина криволинейного участка; - угол изогнутости участка; - коэффициент, учитывающий смещение нейтрального слоя...

Роторно–пульсационные аппараты, их характеристика, параметры и применение

3.2 Толщина цилиндрической обечайки корпуса емкости

Рис. 3.2 - Схема корпуса емкости. Толщина цилиндрической обечайки Sp, м: а) при действии внутреннего давления. , (3.2.1) где Рр - расчетное давление, Рр = 0,1 МПа; D - диаметр цилиндрической обечайки, по заданию - коэффициент прочности сварного шва, = 0...

Технологический процесс изготовления конического редуктора

3.7 Определение припусков, межоперационных размеров и их допусков. Определение размеров исходной заготовки

Припуск - слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку...

Технологический процесс изготовления крана вспомогательного тормоза локомотива 172

3.7 Определение припусков, межпереходных размеров и их допусков. Определение размеров исходной заготовки.

Рассчитаем припуски на поверхности нижнего торца корпуса. 1. Рассчитаем минимальный припуск: Zmin = ((Rz + h)i-1 + (?2Уi-1 + е2i))1/2 Где, Rz - шероховатость поверхности...

Технология листовой холодной штамповки

3. Расчет размеров цилиндрической заготовки на этапе деформации

На рис.5 представлена промежуточная стадия процесса вытяжки, где показано разделение заготовки на простые элементы [2] . Рисунок 5. Схема разделения детали на простые элементы В процессе деформирования детали у нас измениться площадь цилиндра...

Технология производства сульфонатных присадок

2.1.1 Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки

Расчетную толщину стенки цилиндрической обечайки, работающей под внутренним избыточным давлением, найдем по формуле: (47) где - расчетная толщина - прибавка на коррозию в течение 10 лет; - технологическая прибавка...

Гибка металла - основные способы и используемое оборудование

Гибка металла, как альтернатива другим способам обработки металла, например, сварке, резке или клепке, имеет следующие преимущества:

Гибка металла представляет собой способ придать заготовке новую форму тем или иным способом. При этом отсутствует выборка материала, резка или сварка. Необходимый результат достигается только за счет его пластического деформирования.         При изгибании происходит сжатие одних слоев исходной детали и растяжение других. Такая операция близка по сути правке металла, при которой устраняются дефекты заготовок в виде выпуклостей, вогнутостей или волнистости.

Гибка металла, как альтернатива другим способам обработки металла, например, сварке, резке или клепке, имеет следующие преимущества:

  • экономия материала, так как практически полностью отсутствуют отходы;
  • сохранение механической прочности изделия, благодаря отсутствию сварных швов или других соединений;
  • антикоррозийная стойкость, поскольку в месте деформации не происходит существенного изменения структуры металла по сравнению с той же сваркой;
  • привлекательный вид изделия.

Существует несколько видов гибки металла. Все они определяются типом исходной заготовки, в качестве которой выступает, как правило, стандартный производственный сортамент. Перечислим самые распространенные из них.

Гибка листового металла


Технология гибки металла, представляющего собой лист, реализуется на специальных станках — листогибах. По способу гиба такие механизмы можно разделить на три вида:

  1. Прессовые. Лист под давлением вводится в неподвижную матрицу посредством пуансона и приобретает при этом нужную форму. Пуансоны бывают нескольких видов, различающихся по форме и радиусу гибки. Матрица, как правило, имеет форму угла или паза. Листогибочный пресс является наиболее универсальным оборудованием, поскольку легко перенастраивается на разные задачи.
  2. Поворотные.
    Главные элементы: станина, подвижная гибочная балка (траверса), прижимная балка, задний упор. Прижимная балка служит для фиксации листа на станине. Для сгибания листа производится посредством гибочной балки, которая и является основным рабочим элементом.
  3. Ротационные — двух, трех или четырехвалковые устройства, в которых рабочие элементы используют вращательное движение.
    Рабочий привод, создающий необходимое усилие на таких станках, может быть реализован одним из следующих способов:
  • ручной — используется мускульная сила человека;
  • гидравлический — используется гидроусилитель;
  • пневматический — используется сжатый воздух;
  • механический — используется энергия раскрученного маховика;
  • электромеханический — применяются электродвигатели с редукторами.

Одной из широко применяемых разновидностей листогибочного оборудования являются фальцегибочные или фальцепрокатные станки, которые предназначены для работы с тонким листом. Такое оборудование используют при изготовлении фальцевой кровли, воздуховодов, дымоходов.

Гибка металлических труб


Гибка труб из металла может выполняться горячим и холодным способами. Последний способ более технологичен и производителен. Приспособления и станки для этой операции используют разные методы гибки. Существуют следующие разновидности трубогибов:
  • рычажные — для ручной гибки труб из мягких металлов, а также стальных небольшого диаметра на угол до 180 градусов;
  • арбалетные — сгибание трубы производится приложением усилия посредине между двумя точками, на которые опирается заготовка;
  • роликовые (валковые) — классическим примером является трехроликовый вальцевый трубогиб.

Роликовые трубогибочные станки используют метод холодной деформации металла, называемой вальцовкой. Такой станок работает с металлами любой твердости: от цветных до титана и его сплавов. Угол загиба может достигать 360 градусов, а длина сгибаемой заготовки нередко превышает 5 метров.

Для гибки тонкостенных труб применяют дорновые трубогибы, в которых используется специальная оснастка, называемая дорном. Это приспособление помещается в полость трубы в месте изгиба и препятствует возникновению деформаций металлических стенок.

Гибка металлопроката


Гибка металлического профиля производится методом проката, а не изгиба, в отличие от большинства трубогибов.           Гибка стали осуществляется, главным образом, на профилегибочных валковых станках. Количество валков на них варьируется от 3-х до 5. Чем больше число валков — тем меньшего радиуса гиба можно добиться при более высоком качестве изделия.       В случае необходимости (большой площади сечения или высокой прочности материала) может производиться разогрев заготовки изгибаемого изделия, например, токами высокой частоты.

Самой сложной, но и самой востребованной у заказчиков технологической операцией, считается гибка стали, в том числе, и нержавеющей. Для того чтобы придать прочному стальному листу нужную конфигурацию, предварительно делается расчет развертки.

Затем она переносится на лист, где с помощью лазера производится его «раскрой». И только после этого заготовку из стали помещают под специальный гидравлический пресс, где по заданным параметрам выполняется процесс гибки.

Кроме нержавейки, в машиностроении часто применяют фасонные детали, выполненные из титановых сплавов. Титан более податливый материал, чем сталь, тем не менее, обработка его методом гнутья не является простым делом. Для работы с титаном используют специальные гибочные прессы. На них можно придать нужную форму титановой заготовке, причем как холодным, так и горячим способом.

Как видим, можно получить готовую деталь любой конфигурации — важно лишь правильно подобрать оборудование и выполнить точные расчеты гиба. Плюсом гибки стали является отсутствие сварных элементов, что означает и отсутствие опасности возникновения коррозии в местах сварных швов.

Как правильно рассчитать развернутую деталь

На главную / Как правильно рассчитать развернутую деталь

Понимание взаимосвязи между V-образным отверстием, радиусом, допуском на изгиб и коэффициентом К может помочь вам правильно рассчитать развернутую деталь для более точного изгиба на листогибочном прессе.

Размещено: 11 апреля 2018 г.

При гибке деталей на листогибочном прессе внутренняя часть листового металла сжимается, а внешняя часть растягивается.Часть листа, где волокна не сжаты и не растянуты, является нейтральной осью. Расстояние от внутренней части изгиба до нейтральной оси - это коэффициент K. Чем меньше коэффициент K, тем больше материал растягивается и, следовательно, выталкивается наружу, а это означает, что ножка детали станет больше.

Возможно, вы получили вырезанные лазером, перфорированные или отрезанные детали, которые кажутся слишком длинными или слишком короткими после сгибания на листогибочном прессе. Или, может быть, детали, разработанные на компьютере, оказываются не того же размера, когда их сгибают в вашем магазине.Если да, то это руководство предназначено для ознакомления вас с факторами, влияющими на достижение наилучших результатов при формовании деталей на листогибочном прессе. Начнем с простых фактов:

  • Радиус, полученный на изогнутой детали, влияет на длину, до которой мы должны обрезать эту деталь (перед гибкой).
  • Радиус, полученный при гибке, на 99 процентов зависит от V-образного отверстия, с которым мы работаем.

Отсюда простой вывод: прежде чем конструировать деталь или вырезать заготовки, мы должны точно знать, через какое V-образное отверстие мы будем гнуть деталь на листогибочном прессе.Как радиус влияет на заготовки? Больший радиус выталкивает ножки нашей детали наружу, создавая впечатление, что заготовка была вырезана слишком длинной. Для меньшего радиуса потребуется заготовка, которую нужно вырезать немного длиннее, чем если бы радиус был больше.

КАК ФАКТОР K ВЛИЯЕТ НА ЗАГОТОВКИ
При гибке деталей на листогибочном прессе внутренняя часть листового металла сжимается, а внешняя часть растягивается. Это означает, что есть часть листа, где волокна не сжимаются и не растягиваются - эта часть называется нейтральной осью .Расстояние от внутренней части изгиба до нейтральной оси - это то, что мы называем K-фактором . Эта ценность присуща материалу, который мы покупаем, и не может быть изменена. Фактор K влияет на нашу развернутую заготовку не так сильно, как радиус детали, но мы можем рассматривать его как инструмент расчета точной настройки для заготовок: чем меньше коэффициент K, тем больше материала расширяется и, следовательно, выталкивается наружу, что значит наша нога станет больше.

ФОРМУЛА
Когда мы знаем коэффициент K и радиус изгиба, мы можем использовать эти переменные для расчета припуска на изгиб.Ниже приведена формула для расчета припуска на изгиб для изгибов 90 градусов или меньше:

BA = π × [(180− β ) / 180] × (iR + [(S × K) / 2]) - 2 × (iR + S)

Для поворотов от 90 до 165 градусов:

BA = π × [(180− β ) / 180] × (iR + [(S × K) / 2]) - 2 × (iR + S) × tan [(180− β ) / 2]

Где:

  • iR = внутренний радиус
  • S = толщина
  • β = угол
  • π = 3.14159. . .
  • K = коэффициент K

После расчета припуска на изгиб для каждого изгиба, эти числа можно добавить к длинам всех ветвей, что даст вам правильную длину для вашей детали. Может быть сложно найти все эти переменные, не говоря уже о том, чтобы завершить это уравнение. Если вам нужна помощь с вашим следующим проектом, не стесняйтесь присылать нам спецификации вашего проекта, чтобы мы могли помочь вам при вычислении развернутой детали.

Основы применения функций гибки

Рис. 1. При расчете допуска на изгиб всегда используется дополнительный угол.

Когда деталь из листового металла изгибается, она физически становится больше. Окончательно сформированные размеры будут больше, чем сумма внешних размеров детали, как показано на распечатке, если не учитывать некоторый припуск на изгиб. Многие скажут, что материал «растет» или «растягивается» при сгибании в листогибочном прессе. Технически металл не делает ни того, ни другого, но вместо этого удлиняет . Оно делает это потому, что нейтральная ось смещается ближе к внутренней поверхности материала.

Нейтральная ось - это область внутри изгиба, где материал не претерпевает физических изменений во время формовки. С внешней стороны от нейтральной оси материал расширяется; внутри нейтральной оси материал сжимается. Вдоль нейтральной оси ничего не меняется - ни расширения, ни сжатия. Когда нейтральная ось смещается к внутренней поверхности материала, больше материал расширяется снаружи, чем сжимается изнутри. Это основная причина упругого возврата.

Допуск на изгиб (BA)
BA = [(0,017453 × внутренний радиус) + (0,0078 × толщина материала)] × угол изгиба, который всегда является дополнительным

Длина нейтральной оси рассчитывается как припуск на изгиб, взятый из 50 процентов толщины материала. В справочнике Machinery, , К-фактор для мягкой холоднокатаной стали с пределом прочности при растяжении 60 000 фунтов на квадратный дюйм равен 0,446 дюйма. Этот K-фактор применяется как среднее значение для большинства расчетов допуска на изгиб.Существуют и другие значения для нержавеющей стали и алюминия, но в большинстве случаев 0,446. дюйм работает с большинством типов материалов.

Если вы умножите толщину материала на коэффициент K (0,446), вы получите положение перемещенной нейтральной оси: например, 0,062 × 0,446 = 0,027 дюйма. Это означает, что нейтральная ось перемещается от центра материала к место на расстоянии 0,027 дюйма от поверхности внутреннего радиуса изгиба. Опять же, нейтральная ось не претерпевает никаких физических структурных или размерных изменений.Он просто движется по направлению к внутренней поверхности, вызывая удлинение.

Обратите внимание на два фактора, указанные в формуле допуска на изгиб: 0,017453 и 0,0078. Первый фактор используется для обхода круга или частей круга, а второе значение применяет среднее значение K-фактора к первому фактору. 0,017453 - это частное от π / 180. Значение 0,0078 получается из (π / 180) × 0,446. Обратите внимание, что для припуска на изгиб угол изгиба всегда измеряется как дополнительные (см. рисунок 1 ).

Внешний отступ (OSSB)
OSSB = [Касательная (угол изгиба / 2)] × (Внутренний радиус изгиба + толщина материала)

Внешний отступ - это размерная величина, которая начинается от касательной к радиусу и плоскости ножки и измеряется до вершины изгиба (см. Рисунок 2 ). При 90 градусах не имеет значения, используете ли вы включенный или дополнительный угол; вы по-прежнему получаете 45 градусов и получаете тот же ответ OSSB.

Для углов изгиба (щелкните здесь, чтобы увидеть рисунок 3) обычно используют дополнительный угол.Для углов перегиба (острого изгиба) либо могут использоваться включенные или дополнительные углы. Выбор за вами, но он влияет на то, как вы применяете данные к развертке.

Уменьшение изгиба (BD)
BD = (Внешнее понижение × 2) - Допуск на изгиб

Рис. 2: Внешний отступ (OSSB) - это размерная величина, которая начинается от касательной к радиусу и плоскости ножки и измеряется до вершины изгиба.

Вычитание изгиба (BD) - это значение, вычитаемое из плоской заготовки для каждого изгиба в детали, и их может быть больше одного. Допуски на изгибы различаются в зависимости от самой детали, разных углов изгиба и / или внутреннего радиуса. Обратите внимание, что при чрезмерном изгибе и выполнении расчета OSSB с использованием включенного угла изгиба вы можете рассчитать отрицательное значение для вычета изгиба. Вам нужно будет взять отрицательное значение во внимание при расчете плоской заготовки, как обсуждается в следующем разделе.

Разработка макета плоской заготовки

Есть два основных способа разложить плоскую заготовку, и какой из них будет зависеть от информации, с которой вам дано работать. Для первого способа нужно знать размеры ножек. Ветвь - это любая плоская область детали, находится ли она между радиусами изгиба или между кромкой и радиусом изгиба. Для второго метода вам необходимо знать размер от края (сформированного или вырезанного) до вершины . изгиба или пересечения, созданного обеими плоскостями, которые проходят параллельно внешним поверхностям формованного материала.

1. Плоская заготовка = размер первой опоры + размер второй опоры + припуск на изгиб

2. Плоская заготовка = размер до вершины + размер до вершины - вычет изгиба

Есть другой способ взглянуть на второй вариант. Как упоминалось ранее, если вы используете включенный угол для OSSB, вычет изгиба может иметь отрицательное значение. Как вы, возможно, знаете, для вычитания отрицательного значения необходимо прибавить: например, 10 - (-5) = 15. Если вы работаете с формулой на своем калькуляторе, он автоматически произведет правильные вычисления.Если вы работаете по формуле Построчно, вам нужно будет отслеживать знак ответа и его положительный или отрицательный характер.

Следующие примеры проведут вас через методы плоской разработки. Они применяют функции изгиба к простой детали с одним изгибом, изогнутой на дополнительные 90 градусов, чтобы показать, как дополнительные или входящие углы применяются в OSSB и, в конечном итоге, в макете.

Деталь на фигуре , рис. 4 , дополнительно изогнута на 160 градусов.Он имеет толщину материала 0,250 дюйма и радиус внутреннего изгиба 0,250 дюйма. Каждая полка имеет длину 1000 дюймов, а размер до вершины (между кромкой детали и вершиной изгиба) составляет 3,836 дюйма. Обратите внимание, что в формулах ниже Ir представляет внутренний радиус изгиба, а Mt представляет толщина материала. Для всех методов мы рассчитываем припуск на изгиб одинаково:

Допуск на изгиб (BA)
BA = [(0,017453 × Ir) + (0,0078 × Mt)] × Угол изгиба, дополнительный
BA = [(0.017453 × 0,25) + (0,0078 × 0,25)] × 160
BA = [0,00436325 + 0,00195] × 160
BA = 0,00631325 × 160
BA = 1.010

Отсюда мы выполняем различные вычисления в зависимости от используемой развертки плоской заготовки. По первому способу разрабатываем плоскую заготовку, добавляя две ножки сгиба и припуск на сгиб.

Расчет плоской заготовки
Расчетная длина плоской заготовки = Нога + Нога + BA
Расчетная длина плоской заготовки = 1.000 + 1.000 + 1.010
Расчетная длина плоской заготовки = 3,010

Рис. 4: Эта деталь толщиной 0,250 дюйма изогнута до 160 градусов, дополняющих друг друга с внутренним радиусом изгиба 0,250 дюйма. На чертеже указано, что размер от края до вершины составляет 3,836 дюйма.

Во втором примере развертки плоской заготовки складываются два измерения (от края до вершины) и вычитается уменьшение изгиба. В этом случае в расчетах используется дополнительный угол для OSSB, а размеры называются от края до вершины - опять же, как указано на рис. 4 .

Внешнее понижение (OSSB)
OSSB = [Касательная (дополнительный угол изгиба / 2)] × (Mt + Ir)
OSSB = [Касательная (160/2)] × (0,25 + 0,25)
OSSB = [Касательная 80] × 0,5
OSSB = 5,671 × 0,5
OSSB = 2,836

Уменьшение изгиба
BD = (OSSB × 2) - BA
BD = (2,836 × 2) - 1,010
BD = 5,672 - 1,010
BD = 4,662

Расчет плоской заготовки
Расчетная плоская заготовка = Размер до вершины + Размер до вершины - Вычет изгиба
Расчетная плоская заготовка = 3.836 + 3.836 - 4.662
Расчетная длина плоской заготовки = 3,010

В этом последнем примере расчет плоской заготовки складывает размеры, а затем вычитает отрицательное значение изгиба (опять же, вы добавляете при вычитании отрицательного числа). В этом случае мы используем включенный угол для OSSB, и размеры по-прежнему называются от края до вершины.

Внешнее понижение (OSSB)
OSSB = [Касательная (угол изгиба с учетом / 2)] × (Mt + Ir)
OSSB = [Касательная (20/2)] × (0.25 + 0,25)
OSSB = [Касательная 10] × 0,5
OSSB = 0,176 × 0,5
OSSB = 0,088

Уменьшение изгиба (BD)
BD = (OSSB × 2) - BA
BD = (0,088 × 2) - 1,010
BD = 0,176 - 1,010
BD = -0,834

Расчет плоской заготовки
Расчетная плоская заготовка = Размер до вершины + Размер до вершины - Вычет изгиба
Расчетная плоская заготовка = 1,088 + 1,088 - (-0,834)
Расчетная длина плоской заготовки = 3.010

Вы можете видеть, что независимо от метода достигается один и тот же ответ. Убедитесь, что вы рассчитываете эти значения на основе фактического радиуса, достигаемого в физической части. Возможно, вам придется учесть множество смягчающих обстоятельств. Лишь немногие из них - это метод формовки (воздушная формовка, дно или чеканка), тип изгиба (острый, радиусный или глубокий радиусный изгиб), инструмент, которым вы пользуетесь. использование, а также многократный обрыв заготовки при гибке большого радиуса. Кроме того, чем дальше вы пройдете 90 градусов, тем меньше станет физический внутренний радиус.Вы можете рассчитать большинство из них, и мы обязательно рассмотрим это в будущих статьях.

Первый раз готово к работе

Существует множество различных путей для обхода поворота с использованием либо включенных, либо дополнительных углов. Мы можем легко вычислить эти значения; учитывается приложение результатов. Однако, если вы знаете, как и где применяется информация в данной ситуации, разложить по шаблону будет просто.

Так зачем же рассчитывать все эти значения? Потому что иногда вам нужно будет обойти изгиб на отпечатке, и у вас может не быть всей информации, необходимой для завершения развертки. По крайней мере, теперь вы можете рассчитать все различные части изгиба, правильно их применить и сделать это правильно с первого раза.

Более чем один способ снять шкуру с кошки

Специалисты по листогибочным прессам

могут использовать различные формулы для расчета функций изгиба. Например, в этой статье мы использовали следующее для внешнего отступа: OSSB = [Касательная (угол изгиба / 2)] × (Толщина материала + Внутренний радиус).Однако некоторые могут использовать другую формулу: OSSB = (Толщина материала + Внутренний радиус) / [Касательная (угол изгиба / 2)]. Так что правильно? Оба. если ты используйте дополнительный угол изгиба в первом уравнении и включенный угол во втором уравнении, вы получите тот же ответ.

Рассмотрим деталь с дополнительным углом изгиба 120 градусов, толщиной материала 0,062 дюйма и внутренним радиусом 0,062 дюйма. Допуск на изгиб (BA) рассчитывается как 0,187, а длина плеч равна 1.000 дюймов. Чтобы получить размер до вершины, добавьте OSSB к опоре. Как видите, обе формулы OSSB дают один и тот же результат и приводят вас к одному и тому же вычету изгиба для расчета плоской поверхности. пустой.

Первая формула OSSB
OSSB = [Касательная (дополнительный угол изгиба / 2)] × (Толщина материала + Внутренний радиус)
OSSB = [Касательная (120/2)] × (0,062 + 0,062)
OSSB = [Касательная (60)] × 0,124
OSSB = 1,732 × 0,124
OSSB = 0.214

Вторая формула OSSB
OSSB = (толщина материала + внутренний радиус) / [касательная (включая угол изгиба / 2)]
OSSB = (0,062 + 0,062) / [Касательная (60/2)]
OSSB = 0,124 / [Касательная (30)]
OSSB = 0,124 / 0,577
OSSB = 0,214

Вычитание изгиба (BD)
BD = (OSSB × 2) - BA
BD = (0,214 × 2) - 0,187
BD = 0,428 - 0,187
BD = 0,241 дюйма

Расчет плоской заготовки
Расчетная длина плоской заготовки = Размер до вершины + Размер до вершины - Вычет изгиба
Расчетная длина плоской заготовки = (OSSB + ножка) + (OSSB + ножка) - вычет изгиба

Расчетная длина плоской заготовки = (0.214 + 1.000) + (0,214 + 1.000) - 0,241
Расчетная длина плоской заготовки = 1,214 + 1,214 - 0,241
Расчетная длина плоской заготовки = 2,187 дюйма

Для углов изгиба (см. Рисунок 3) исходная формула - OSSB = [Касательная (дополнительный угол изгиба / 2)] × (толщина материала + внутренний радиус) - также может быть записана с использованием включенного угла изгиба. Но опять же, когда вы получаете отрицательное значение вычета изгиба, вам необходимо принять это во внимание при расчете плоской заготовки.

Работая с включенным углом изгиба 60 градусов, толщиной материала 0,062 дюйма, внутренним радиусом изгиба 0,062 дюйма и допуском на изгиб (BA) 0,187 дюйма, вы получаете отрицательный вычет изгиба. Это означает, что вы вычитаете отрицательный BD (опять же, то же самое, что и добавление) при выполнении вычисления с плоским бланком. Как видите, тот же результат расчета размера плоской заготовки:

Внешнее понижение (с использованием включенного угла)
OSSB = [Касательная (угол включенного угла изгиба / 2)] × (Толщина материала + внутренний радиус)
OSSB = [Касательная (60/2)] × (0.062 + 0,062)
OSSB = [Касательная (30)] × 0,124
OSSB = 0,577 × 0,124
OSSB = 0,071

Уменьшение изгиба (BD)
BD = (OSSB × 2) - BA
BD = (0,071 × 2) - 0,187
BD = 0,142 - 0,187
BD = -0,045

Расчет плоской заготовки
Расчетная длина плоской заготовки = Размер до вершины + Размер до вершины - Вычет изгиба
Расчетная длина плоской заготовки = (Leg + OSSB) + (Leg + OSSB) - BD

Расчетная длина плоской заготовки = (1.000 + 0,071) + (1,000 + 0,071) - (-0,045)
Расчетная длина плоской заготовки = 1,071 + 1,071 - (-0,045)
Расчетная длина плоской заготовки = 2,187 дюйма

Что такое допуск на изгиб?

При проектировании складываемой детали из листового металла необходимо понимать, что происходит, когда плоский лист металла изготавливается или складывается. Чтобы рассчитать фактические размеры шаблона, вы можете использовать метод допуска на изгиб или вычитания изгиба.

Когда кусок листового металла подвергают процессу холодной деформации гибки, металл на внешней стороне гибки часто растягивается, а внутренняя часть раздавливается.Когда это произойдет, вы можете получить небольшую дополнительную длину детали.

При разработке развертки необходимо учитывать разницу в длине при ее формировании, чтобы получить правильные размеры на готовом компоненте.

Как определяется допуск и уменьшение изгиба?

По определению, припуск на изгиб - это длина дуги изгиба, измеренная вдоль нейтральной оси материала, который вы используете.

По определению, вычет изгиба - это разница между допуском на изгиб и удвоенным внешним отступом.

Проиллюстрируем это ниже:

Припуск на изгиб определяет материал, который вам нужно добавить к фактической длине ножек детали, чтобы вырезать развертку нужного размера.

Ноги детали - это стороны за пределами изгиба, которые вы можете видеть на изображении ниже.

Что такое формула допуска на изгиб и как она рассчитывается?

Для расчета этого припуска на изгиб можно использовать следующую формулу:

Эта формула учитывает различную геометрию формируемой детали и ее свойства.Наиболее важными аспектами этого расчета являются толщина материала (MT), угол изгиба (B), внутренний радиус изгиба (IR) и K-фактор материала, который вы изгибаете.

Примечание. К-фактор обычно находится в диапазоне от 0 до 0,5 для большинства стандартных материалов и толщин, хотя в некоторых приложениях возможны меньшие и большие К-факторы.

Теперь вы выполнили свои расчеты. Вот наш калькулятор цен на гибку , который поможет вам подготовиться.

Загрузите нашу таблицу инструментов для гибки оправки для прецизионной гибки труб из алюминия, инконеля, нержавеющей стали и титана.

Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с одним из наших экспертов по изготовлению, позвонив по телефону +44 (0) 1844 202850 или заполнив форму запроса , и мы свяжемся с вами как можно скорее.

# bending #bendallowance #sheetmetal #folding

Компоновка и формовка авиационного листового металла

Терминология

Следующие термины обычно используются при формировании листового металла и компоновке развертки. Знакомство с этими терминами помогает понять, как расчеты изгиба используются в операции изгиба.Рисунок 1 иллюстрирует большинство из этих терминов.

Рис. 1. Терминология припуска на изгиб

Базовый размер - внешние размеры формованной детали. Базовый размер указан на чертеже или чертеже или может быть получен из оригинальной детали.

Нога - более длинная часть образованного угла.

Фланец - более короткая часть сформированного угла - противоположная ножке. Если каждая сторона угла имеет одинаковую длину, то каждая из них называется ножкой.

Зерно металла - естественная зернистость материала образуется при прокатке листа из расплавленного слитка. Линии изгиба по возможности должны располагаться под углом 90 ° к волокнам металла.

Допуск на изгиб (BA) - относится к изогнутой части металла внутри изгиба (части металла, изогнутой при изгибе). Допуск на изгиб можно рассматривать как длину криволинейного участка нейтральной линии.

Радиус изгиба - дуга образуется при изгибе листового металла.Эта дуга называется радиусом изгиба. Радиус изгиба измеряется от центра радиуса до внутренней поверхности металла. Минимальный радиус изгиба зависит от закалки, толщины и типа материала. Всегда используйте таблицу минимального радиуса изгиба, чтобы определить минимальный радиус изгиба для сплава, который будет использоваться. Таблицы минимального радиуса изгиба можно найти в руководствах производителя по техническому обслуживанию.

Касательная линия сгиба (BL) - место, в котором металл начинает изгибаться, и линия, на которой металл перестает изгибаться.Все пространство между касательными к лентам - это припуск на изгиб.

Нейтральная ось - воображаемая линия, имеющая такую ​​же длину после сгибания, как и до сгибания. [Рис. 2] После изгиба площадь изгиба на 10-15 процентов тоньше, чем до изгиба. Это утончение области изгиба перемещает нейтральную линию металла к центру радиуса. Для расчетов часто предполагается, что нейтральная ось расположена в центре материала, хотя нейтральная ось не находится точно в центре материала.Однако количество допущенных ошибок настолько невелико, что для большинства работ достаточно предположить, что ошибка находится в центре.

Рис. 2. Нейтральная линия

Линия формы (ML) - продолжение плоской стороны детали за пределы радиуса.

Размер линии пресс-формы (MLD) - размер детали, образованной пересечением линий пресс-формы. Это размер, который имела бы деталь, если бы ее углы не имели радиуса.

Точка формы - точка пересечения линий формы. Точка формы была бы внешним углом детали, если бы не было радиуса.

К-фактор - процент толщины материала, при котором материал не растягивается или сжимается, например, нейтральная ось. Этот процент был рассчитан и представляет собой одно из 179 чисел на K-диаграмме, соответствующих одному из углов от 0 ° до 180 °, под которым металл может изгибаться.
[Рис. 3] Каждый раз, когда металл должен быть изогнут под любым углом, кроме 90 ° (К-фактор 90 ° равен 1), соответствующее число К-фактора выбирается из таблицы и умножается на сумму радиуса ( R) и толщину (T) металла.Произведение представляет собой величину отступа (см. Следующий абзац) для изгиба. Если K-диаграмма недоступна, K-фактор можно рассчитать с помощью калькулятора по следующей формуле: значение K - это тангенс половины угла изгиба.

Рисунок 3. К-фактор

Отступ (SB) - расстояние, на которое губки тормоза должны быть отведены от линии формы, чтобы образовался изгиб. При изгибе на 90 ° SB = R + T (радиус изгиба плюс толщина металла).Размер отступа должен быть определен до выполнения изгиба, поскольку отступ используется при определении местоположения начальной касательной линии изгиба. Если деталь имеет более одного изгиба, отступ должен вычитаться для каждого изгиба. Большинство изгибов листового металла представляют собой изгибы на 90 °. К-фактор необходимо использовать для всех изгибов, которые меньше или больше 90 °.

SB = K (R + T)

Линия обзора - также называемая линией изгиба или тормозной линии, это линия разметки на формируемом металле, которая проходит даже с передней частью тормоза и служит ориентиром при изгибе изделия.

Плоская - та часть детали, которая не входит в изгиб. Он равен базовому измерению (MLD) за вычетом понижения.

Квартира = MLD - SB

Замкнутый угол - угол, который составляет менее 90 ° при измерении между ногами или более 90 ° при измерении величины изгиба.

Открытый угол - угол более 90 ° при измерении между ногами или менее 90 ° при измерении величины изгиба.

Общая развернутая ширина (TDW) - ширина материала, измеренная вокруг изгибов от края до края.Определение TDW необходимо для определения размера разрезаемого материала. TDW меньше суммы размеров линии формы, поскольку металл изгибается по радиусу, а не до квадратного угла, как показывают размеры линии формы.

Разработка макета или развертки

Чтобы предотвратить любые траты материала и получить большую степень точности готовой детали, целесообразно сделать макет или развертку детали перед ее формированием. Создание взаимозаменяемых конструктивных и неструктурных деталей достигается за счет формирования плоской листовой заготовки для изготовления элементов швеллерного, углового, зи или шляпного сечения.Перед формированием детали из листового металла создайте развертку, чтобы показать, сколько материала требуется в областях сгиба, в какой точке лист должен быть вставлен в формовочный инструмент или где расположены линии сгиба. Линии сгиба должны быть определены для создания развертки при формовке листового металла.

Расчет правильного значения K-фактора для вашей системы CAD

К-фактор; что это такое и почему это важно для меня? Дизайн и движение - это все о цифровом прототипировании. Чтобы цифровые прототипы были наиболее эффективными, то, что мы производим в цифровом виде (в виде моделей и чертежей), должно как можно точнее представлять готовый продукт.По моему опыту, сфера производства, где эта потребность в точности, кажется, больше всего игнорируется, - это проектирование листового металла. Для приложений, где компоненты из листового металла действительно требуют жестких допусков на размеры, я слишком часто слышу обвинения, когда производитель говорит мне, что дизайнер всегда ошибается с заготовками, а дизайнер говорит мне, что производитель не может точно сложить свои детали. Во многих из этих ситуаций ни производитель, ни дизайнер не понимают, откуда взялась ошибка.

С современными инструментами САПР слишком легко развернуть сложную форму листового металла для изготовления заготовки. Проблема заключается в том, что заготовка выглядит правильно, многие дизайнеры предполагают, что это так, не принимая во внимание тот факт, что в программном обеспечении установлено значение по умолчанию, которое используется для расчета изменения длины материала при его складывании. Сложенный компонент будет иметь правильные размеры только в том случае, если заготовка также правильная. Существует множество методов количественной оценки количества материала, необходимого для складывания, но, на мой взгляд, самый простой и эффективный в использовании относится к магическому числу, называемому К-фактором.

Как вы помните из «Механики 101», когда материал помещается в сценарий «изгиба», верхняя поверхность материала сжимается, а нижняя поверхность подвергается напряжению. Между двумя крайними поверхностями происходит постепенный переход от сжатия к растяжению с плоскостью прямо в центре, которая не находится ни в напряжении, ни в сжатии. Это часто называют нейтральной осью. Когда мы доводим этот изгиб до предела и фактически выталкиваем материал за пределы предела упругости, как это происходит при складывании листового металла, плоскость, которая испытывает наименьшее напряжение, на самом деле не всегда находится в центре толщины материала.Точное расположение зависит от ряда факторов, таких как тип материала, насколько «плотно» вы его складываете и т. Д. Для любого заданного сценария изгиба нейтральная ось материала будет находиться где-то между внутренней поверхностью изгиба и ровно на половину толщины материала. Мы можем точно определить его местонахождение, выразив его в процентах от толщины материала. Мы называем это К-фактором. Таким образом, для изгиба с очень большим радиусом, где нейтральная ось лежит прямо в центре материала, K-фактор будет точно равен 0.5 или половину толщины.

Большинство систем САПР, в которых есть инструменты для проектирования листового металла, позволяют вводить коэффициент К, который программа использует для расчета развертки, чтобы получить точную заготовку или развертку. Это все хорошо, но как узнать, какой K-фактор использовать в программе? Самый простой и лучший способ сделать это - выполнить испытание на изгиб для конкретного сценария, а затем вычислить коэффициент К на основе данных измерений. Чтобы упростить эту задачу, мы разработали удобный калькулятор К-фактора, который вы можете использовать.Просто следуйте этим простым шагам, и он выдаст K-фактор для ввода в ваш инструмент САПР.

1. Отрежьте заготовку определенной длины (скажем, 100 мм) и измерьте ее как можно точнее.

2. Отметьте линию сгиба точно по центру.

3. Сконфигурируйте пресс или другой инструмент для сгибания желаемым инструментом и изогните линию изгиба под углом 90 градусов.

4. Измерьте внешнюю длину обеих сторон сгиба и введите их в вычислитель, а также внутренний радиус изгиба (его можно измерить с помощью датчика радиуса.)

5. Калькулятор покажет вам К-фактор. Убедитесь, что вы записали подробную информацию об используемом инструменте, толщине материала и типе материала, которые соответствуют этому конкретному K-фактору.

Если использовать этот метод, вы обнаружите, что ваше программное обеспечение САПР будет создавать невероятно точные заготовки, а ваши сложенные компоненты должны получиться безупречно.

Для пользователей Autodesk Inventor я рекомендую вам настроить несколько стилей листового металла для каждого сценария гибки и назвать их, чтобы включить информацию об инструментах и ​​материалах (например, 1.5 мм алюминий - 16 мм Vee) и установите K-фактор для каждого из них после выполнения теста на изгиб и расчета. Таким образом, когда вы создаете новую деталь, вы можете просто выбрать нужный стиль и знать, что ваш K-фактор установлен правильно.

Калькулятор К-фактора

За точные бланки!

обновление:

Усовершенствования в Autodesk Inventor 2016 для обработки листового металла с несколькими телами

Пользовательские уравнения для разворачивания листового металла

1.Область изобретения

Настоящее изобретение в целом относится к программным приложениям твердотельного моделирования и, в частности, к способу, устройству и изделию для использования пользовательских уравнений, определяемых пользователем, для расчета развернутой длины изгиба при развертывании листовой металл в приложении твердотельного моделирования.

2. Описание предшествующего уровня техники

Многие объекты и проекты построены с использованием листового металла, гнутого в коммерческом цехе (или другом предприятии) в соответствии с техническими требованиями заказчика.Тем не менее, спецификации клиента должны быть предоставлены коммерческому магазину в понятной форме. Многие клиенты создают свои объекты и конструкции в приложении для трехмерного (3D) твердотельного моделирования. Приложение для трехмерного твердотельного моделирования может использоваться для развертывания объекта, чтобы предоставить иллюстрацию и подробности относительно того, как согнуть листовой металл в объект. Однако способы разворачивания листового металла предшествующего уровня техники не предоставляют пользователю возможности настраивать и / или уточнять результаты процесса разворачивания.Такие проблемы можно лучше понять, объяснив системы твердотельного моделирования предшествующего уровня техники и процесс развертывания.

В последнее время дизайнеры изменили свой фундаментальный подход к графическому дизайну, перейдя от систем двухмерного (2D) рисования к системам трехмерного (3D) твердотельного моделирования. Новое программное обеспечение делает технологию твердотельного моделирования доступной и доступной практически для всех. Твердотельное моделирование - это метод, который позволяет дизайнерам создавать трехмерные твердотельные модели с точными размерами в трехмерном пространстве, представленном на компьютере, вместо традиционных 2D-чертежей.Трехмерные твердотельные модели включают значительно больше инженерных данных, чем двухмерные чертежи, включая объем, ограничивающие поверхности и края конструкции.

Благодаря графическим возможностям современных компьютеров эти трехмерные твердотельные модели можно просматривать и управлять ими на мониторе. Помимо обеспечения лучшей визуализации, твердотельные 3D-модели могут использоваться для автоматического создания 2D-чертежей, а также могут использоваться производственными приложениями и т.п.

Некоторые системы трехмерного твердотельного моделирования создают параметрические модели на основе элементов.Модель на основе параметрических элементов состоит из интеллектуальных элементов, таких как отверстия, скругления, фаски и т. Д. Геометрия модели на основе параметрических элементов определяется лежащими в основе математическими отношениями (т. упрощает их изменение. Эти системы сохраняют замысел проекта и управляют им после каждого изменения модели.

Пользователи, создающие 3D-модель листового металла, часто запрашивают дополнительные методы для определения результатов процесса разворачивания листового металла.Эти запросы могут быть очень узкоспециализированными или отраслевыми и не привлекать нишевых пользователей ни в целом, ни в целом. У пользователей также есть потребность в уточнении / настройке результатов разворачивания на основе конкретных типов производственного оборудования, а также различных производственных вариаций, таких как размер инструмента, толщина листа, тип материала и приложенная деформация / угол изгиба. Методологии предшествующего уровня техники включают в себя выбранный набор типичных методов разворачивания и / или используют предварительно определенные измерения и уравнения для разворачивания листового металла в 3D-приложении.В связи с этим могут использоваться конкретные уравнения и параметры для определения того, как металлический лист должен изгибаться и как рассчитывать длину листового металла при разгибании изгиба. Чтобы лучше понять процесс разворачивания и разворачивания, полезно описание параметров изгиба и способов разворачивания предшествующего уровня техники.

РИС. 1 показан изгиб и используемые здесь параметры. T представляет собой толщину детали из листового металла. Ri представляет собой внутренний радиус изгиба. t представляет положение нейтральной линии, то есть расстояние от внутреннего изгиба до нейтральной линии.Нейтральная линия - это линия, вдоль которой в процессе гибки не происходит деформации. Rn - нейтральный радиус или радиус нейтральной линии. Ln - это припуск на изгиб, равный длине дуги нейтральной линии в изгибе. Ln не изменяется в процессе гибки, но остается постоянным. α - угол изгиба / угол внешнего изгиба, который представляет собой угол изгиба или внешний угол между фланцем и опорной пластиной. β - это угол раскрытия / угол внутреннего изгиба, добавляемый к α или внутреннему углу между фланцем и опорной пластиной.SBout - это внешнее отступление или расстояние от линии сгиба до виртуального резкого пересечения внешних граней фланца. Обычно значение может быть определено для SBout, только если α 90 °. SBin - это внутреннее отступление или расстояние от линии сгиба до виртуального резкого пересечения внутренних поверхностей фланца. Обычно значение может быть определено для SBin, только если α 90 °.

Математические определения параметров изгиба

С учетом приведенных выше определений можно выразить несколько основных математических соотношений, которые могут быть полезны:

t = Rn-Ri (1) β = 180⁢ ° -α (2) SBout = tan⁡ (α2) · (Ri + T) (3) SBi⁢⁢n = tan⁡ (α2) · Ri (4)

Каждое уравнение представляет взаимосвязь между различными параметрами, определенными выше.Уравнение (1) предусматривает, что положение нейтральной линии равно нейтральному радиусу за вычетом внутреннего радиуса. В уравнении (2) значение β является простым дополнением угла α или 180 − α. SBout равен тангенсу α / 2, умноженному на сумму толщины детали из листового металла и внутреннего радиуса изгиба. Sbin равен тангенсу α / 2, умноженному на конкретный радиус 1.

Допуск на изгиб

РИС. 2 показаны расчеты допуска на изгиб для расчета длин развернутых изгибов.Самый простой способ рассчитать длину развернутой детали - это взять длину линии в сгибе, которая не меняется в процессе сгиба. Это известно как нейтральная линия или нейтральная ось; и это линия, вдоль которой не произошло деформации материала. Цель состоит в том, чтобы получить общую длину (L) заготовки, как показано на фиг. 2:
L = L 1 + L 2 + L n (6)

L n известен как допуск на изгиб.Поскольку это длина дуги нейтральной линии, ее можно рассчитать с помощью простого уравнения:
L n = α · π / 180 ° · R n = α · π / 180 ° · ( R t + t ) (7)
где α в радианах. Нейтральная линия расположена на расстоянии t от внутренней части радиуса изгиба. Это расстояние определяется экспериментально и обычно выражается в процентах от общей толщины (T):
t = K · T (8)
, где обычно:
0 ≦ K ≦ 1 (8a)

It Можно отметить, что K может быть меньше 0 или больше 1 в теории и даже на практике, но в целом ожидается, что он будет между 0 и 1.Этот процент K известен как K-фактор и определяется различными способами (которые обсуждаются ниже). Учитывая вышеизложенное, допуск на изгиб всегда можно рассчитать следующим образом:
L n = α · π / 180 ° · ( R t K · T ) (9)

Уменьшение изгиба

Преимущество метода допуска на изгиб заключается в том, что его можно рассчитать с использованием заданного коэффициента K и известных свойств изгиба. Еще одна проблема - получить коэффициент K для начала.

Существует несколько практических правил и стандартизованных коэффициентов К, но в целом коэффициенты К определяются экспериментально. Коэффициенты K выражают степень растяжения при гибке листового металла. Фактическая величина растяжения зависит от нескольких факторов:

    • Свойства материала
      • Толщина материала
      • Прочность материала
      • Твердость материала
      • и т. Д.
    • Свойства оснастки и изгиба
      • Угол изгиба
      • Радиус изгиба
      • Тип операции изгиба
      • и т. Д.

Этот процесс расчета коэффициентов К требует взять чистые листы известной длины, сложить их и измерить длины двух сторон сгиба. Настоящая уловка - это измерение. Изгиб листового металла известной длины легко, но для расчета допуска на изгиб (и, следовательно, коэффициента К) необходимо измерить длины L 1 и L 2 . Это непросто, поскольку точное местоположение линии изгиба действительно неизвестно. В связи с этим измерение длины фланца до изгиба на практике нецелесообразно.Вместо этого гораздо проще измерить виртуальное пересечение (или виртуальную резкость) фланцев. В этом отношении фиг. 3 показано измерение длины фланца до изгиба (т.е. до того места, где начинается изгиб), а на фиг. 4 показано измерение экспериментальных деталей с использованием их «виртуальных острых углов» (т.е. до виртуальных пересечений плоскостей по обе стороны от изгиба).

РИС. 5 иллюстрирует параметры, используемые для определения поправок на изгиб. Как показано на фиг. 5, длины L a и L b могут быть надежно измерены.Экспериментально пользователь знает начальную длину испытательного образца (L), и известно, что внешняя часть металла растягивается, поэтому можно сделать следующие выводы:
L = L a + L b −L BD (10)
где L BD известен как вычитание изгиба, а L a и L b не являются линейными значениями:

La = L1 + LSetBack (11⁢a ) Lb = L2 + LSetBack (11⁢b) LSetback = {tan⁡ (α2) · (Ri + T), 0⁢ ° ≤α≤90⁢ ° (Ri + T), 90⁢ ° <α≤180⁢ ° (11⁢c)

где:

Связь между вычетом изгиба, допуском на изгиб и коэффициентом K

Учитывая, что L должно быть одинаковым, независимо от того, как он рассчитывается, уравнения 10 и 6 равны.Это означает, что связь между ними может быть определена:
L 1 + L 2 + L n = L a + L b −L BD (12a)
L 1 + L 2 + L n = L 1 + L Задняя крышка + L 2 + L SetBack −L BD (12b)
L n = 2 · L SetBack −L BD (12c)

Это также означает, что K коэффициент может быть вычислен из вычета изгиба:

K = 180⁢ ° α · π · (2-LSetBack-LBD) -RiT⁢Ln = 2 · LSetBack-LBD (14)

Многие люди используют термины допуск на изгиб и Сгибание дедукции взаимозаменяемо.Часто даже в цеху можно увидеть диаграммы под названием «Допуск на изгиб», и эта диаграмма на самом деле является диаграммой вычетов изгиба. Однако термины не означают одно и то же (как указано выше).

Еще одна распространенная путаница в терминологии - это разница между углом изгиба (α) и углом раскрытия (β). Это может привести к путанице и ошибкам при проектировании и вычислении разверток. Кроме того, термин «компенсация изгиба», используемый здесь, представляет собой отрицательное значение удержания изгиба:
L BC = −L BD (15)

Общие правила разворачивания

Несколько правил разворачивания существовать; либо в стандартах, либо в других источниках.Для действительно точного раскладывания производители создают свои собственные правила раскладывания. Приведенное ниже описание описывает известные правила в промышленности и общепринятые практики предшествующего уровня техники.

Lockheed ™ Допуск на изгиб и коэффициент K

Коэффициенты K были впервые разработаны Lockheed Martin ™ в 1950-х годах. Обычно K-факторы представляют собой одно числовое значение, используемое либо для всех комбинаций материала / толщины / угла / радиуса, либо для определенных наборов. Это обеспечивает очень линейную и простую в использовании формулу с допуском на изгиб.

По умолчанию некоторые приложения могут использовать коэффициент K, равный K = 0,44. Этот коэффициент K получен из формулы допуска на изгиб, разработанной Lockheed ™:
BA Lockheed = α · (0,017453 · R t +0,0078 · T ) (16a)
α · (0,0017453 · R t +0,0078 · T ) = α · π / 180 ° · ( R t K · T ) (16b)
K = 0,0078 * 180 ° / π = 0,44 (16c )

Machinery's Handbook ™ Припуски на изгиб

Machinery Handbook ™ предлагает три формулы допусков на изгиб для различных материалов.Формулы предназначены для изгибов на 90 °.

9055 9055 L 9055 Мягкая латунь ) + (1,57 · R t ) (17a) K = 0,452
Производное K
Материалы Формула допуска на изгиб * Фактор
K = 0,35
Медь средней твердости и L n = (0,64 · T) + (1,57 · R t ) (17b ) К = 0.407
Латунь, мягкая сталь,
Алюминий
Бронза, твердая медь, L n = (0,71 · T) + (1,57 · R t ) (17c4
Холоднокатаная сталь,
Пружинная сталь
* Примечание:
для углов, отличных от 90 °, умножьте допуск на изгиб L n Угол α в градусах, деленный на 90:
L n (≠ 90 °) = L n · α / 90 (17d)

Более сложные методы K-фактора

Как видно выше, K-факторы могут стать более сложными по мере учета большего количества факторов.Самый простой - это использование разных коэффициентов К для разных свойств материала (в первую очередь, продиктованных твердостью и пределом прочности на разрыв). Однако инструменты и фактический процесс гибки также могут определять степень растяжения при гибке; а размер радиуса по сравнению с толщиной может определять степень деформации.

Например, набор практических правил K-факторов может использоваться для различных классов материалов в зависимости от трех основных используемых методов гибки: гибка воздухом, опускания вниз или чеканка.Кроме того, коэффициент K зависит от отношения радиуса (R i ) к толщине (T). ИНЖИР. Фиг.6 иллюстрирует процесс гибки для воздушной гибки, опускания и чеканки вместе с соответствующим соотношением и коэффициентом К в зависимости от типа материала.

DIN 6935

Стандарт DIN 6935 описывает несколько методов и стандартов для создания гнутых деталей из листового металла. Это включает разработку набора формул на основе компенсации изгиба для расчета длины разворота изгибов:
L = L a + L b + V (18)
, где V - компенсация изгиба .Обратите внимание, что это отрицательная черта удержания изгиба (как описано выше).
V = -L BD (19)

Компенсация изгиба V определяется на основе угла раскрытия (β), как показано на фиг. 7 с уравнениями 20a, 20b и 20c.

Таблицы уменьшения изгиба

Хотя коэффициенты K удобны и просты в использовании (особенно для программного обеспечения САПР [компьютерное проектирование]), для наиболее точной разработки разверток, таблиц уменьшения изгиба, основанных на фактических данных измерений , являются предпочтительным методом, используемым в предшествующем уровне техники.

В данной производственной среде обычно имеется ограниченный набор материалов, размеров (толщин), процессов гибки и инструментов. Из-за этого конечного предела создание таблиц выведения изгиба для всех возможных их комбинаций является практичным. Кроме того, изготовители могут предоставить дизайнерам набор опубликованных таблиц вычета изгиба.

Обычно эти таблицы сокращения изгиба создаются с использованием метода, описанного выше, где образцы известной длины изгибаются и измеряются, а затем вычисляется уменьшение изгиба.

Исторически K факторов из этих таблиц не генерируется. Причина проста: при рисовании вручную или черчении в 2D (например, как в приложении САПР) для создания плоского чертежа использование таблицы вычета изгиба является простым и понятным. Все, что нужно дизайнеру, - это размеры фланцев до их виртуальных острых углов (обычная практика рисования) и соответствующие параметры для поиска вычета изгиба. Для расчета окончательной длины рисунка требуется только простое сложение.

Большинство таблиц вычета изгибов создаются только для изгибов на 90 °. Для изгибов, отличных от 90 °, используются другие положения. Некоторые компании создают таблицы для всех возможных комбинаций угла / радиуса / толщины. Кроме того, таблицы могут быть очень большими. Например, стол может варьироваться от 5 ° до 170 ° с шагом 1 ° и охватывать 18 различных толщин и 13 различных радиусов.

Общие сведения

Ввиду вышеизложенного можно увидеть, что предшествующий уровень техники не обеспечивает простого механизма для определения и использования К-факторов и других расчетов изгиба.В этом отношении продукты предшествующего уровня техники поддерживали только линейное разворачивание через значения K-фактора или эквивалентную линейную переменную через экспериментально полученную статическую таблицу значений изгиба. Такие таблицы должны создаваться вручную для каждой машины, для каждого материала, для каждого сгиба в объекте из листового металла. Например, одна таблица для расчета одиночного изгиба объекта из листового металла может занимать трехдюймовую подшивку. Таким образом, такие ручные расчеты обременительны и неуправляемы для большого количества гибов и не могут быть заменены из цеха по металлу из-за использования разных станков.

Дополнительные пользовательские методы недоступны, а ограничивающие условия невозможны за пределами собственных осей определения таблицы сгибов (угол X радиус сгиба). Кроме того, нет возможности создавать и использовать нелинейные уравнения для управления расчетом изгиба. Что касается таблиц изгибов, в предшествующем уровне техники можно только дискретно аппроксимировать уравнения и требовать больших, детализированных наборов данных для получения адекватного разрешения аппроксимации. Такие большие таблицы сгибов по своей природе подвержены ошибкам при создании и / или редактировании.Кроме того, предшествующий уровень техники не поддерживает алгебраические определяемые пользователем уравнения развертывания и ограничивающие условия.

Чтобы преодолеть проблемы предшествующего уровня техники, один или несколько вариантов осуществления изобретения предоставляют пользователю возможность определять настраиваемое уравнение для развертывания объекта из листового металла и связывать результаты уравнения с фактической топологией их конструкция (например, объект из листового металла). Кроме того, ограничивающие условия могут быть определены пользователем, что дает возможность уточнить контроль пользователя над результатами разворачивания на полностью расширяемой платформе разворачивания.Таким образом, пользователи могут строить алгебраические уравнения, которые содержат ссылки на топологически оцененные проектные измерения, используемые для выполнения анализа развертки и расчета развернутой длины сгиба в объекте из листового металла. Благодаря таким возможностям пользователям больше не нужно вручную создавать большие таблицы для каждой машины, материала и гибки. Кроме того, пользователям предоставляется возможность визуально интерпретировать уравнения, определенные пользователем, и просматривать результаты таких уравнений (и изменений в таких уравнениях) динамически в реальном времени в приложении твердотельного моделирования.

Теперь обратимся к чертежам, на которых одинаковые ссылочные позиции представляют соответствующие части повсюду:

Фиг. 1 иллюстрирует изгиб и параметры, используемые в предшествующем уровне техники;

РИС. 2 иллюстрирует расчеты допуска на изгиб для расчета длин развернутых изгибов известного уровня техники;

РИС. 3 иллюстрирует измерение длины фланца до изгиба (т.е. до того места, где начинается изгиб) согласно предшествующему уровню техники;

РИС. 4 иллюстрирует измерение экспериментальных деталей с использованием «Virtual Sharps» в известном уровне техники;

РИС.5 иллюстрирует параметры, используемые для определения поправок на изгиб в предшествующем уровне техники;

РИС. 6 иллюстрирует процесс гибки для воздушной гибки, опускания на дно и чеканки вместе с соответствующим соотношением и коэффициентом К в зависимости от типа материала в предшествующем уровне техники;

РИС. 7 иллюстрирует уравнения, используемые для определения компенсации изгиба известного уровня техники;

РИС. 8 - примерная аппаратная и программная среда, используемая для реализации одного или нескольких вариантов осуществления изобретения;

РИС.9 - блок-схема, которая иллюстрирует компоненты графической программы в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения;

РИС. 10 иллюстрирует графическое представление изгибаемой пластины, а также то, как их выбор влияет на связанные переменные, используемые для вычисления окончательного результата разворачивания (развернутая длина) в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения;

РИС. 11 - увеличенный вид настраиваемого уравнения и граничного условия на фиг. 10 в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения;

РИС.12 иллюстрирует пример редактора уравнений в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения;

РИС. 13 иллюстрирует ограничивающие редакторы, которые позволяют пользователю указывать и определять настраиваемые ограничивающие условия в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения; и

ФИГ. 14 иллюстрирует логический процесс использования заказных уравнений для разворачивания листового металла в приложении твердотельного моделирования в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения.

В нижеследующем описании сделана ссылка на прилагаемые чертежи, которые составляют его часть и на которых в качестве иллюстрации показаны несколько вариантов осуществления настоящего изобретения.Понятно, что могут быть использованы другие варианты осуществления и могут быть внесены структурные изменения без отклонения от объема настоящего изобретения.

Вместо включения избранного набора типичных методов развертывания один или несколько вариантов осуществления изобретения позволяют пользователям определять настраиваемое уравнение (нелинейное или иное) и связывать результат с фактической топологией трехмерного проектирования. Варианты осуществления дополнительно позволяют пользователям применять ограничивающие условия для уточнения управления результатами развертывания на полностью расширяемой платформе развертывания.

РИС. 8 - примерная аппаратная и программная среда, используемая для реализации одного или нескольких вариантов осуществления изобретения. Варианты осуществления изобретения обычно реализуются с использованием компьютера , 800, , который обычно включает в себя, помимо прочего, устройство отображения , 802 , устройства хранения данных , 804, , устройства управления курсором , 806, и другие устройства. Специалисты в данной области техники поймут, что любая комбинация вышеуказанных компонентов или любое количество различных компонентов, периферийных устройств и других устройств может использоваться с компьютером , 800, .

Один или несколько вариантов осуществления изобретения реализуются компьютерной графической программой , 808, , при этом графическая программа , 808, представлена ​​окном, отображаемым на устройстве отображения , 802 . В данном контексте графическая программа , 808, может быть приложением для автоматизированного проектирования (САПР), приложением для двухмерного (2D) моделирования, приложением для трехмерного (3D) моделирования (например, приложением для твердотельного моделирования) или ядро моделирования, которое обрабатывает и управляет моделью (2D или 3D), которая затем отображается пользователю на устройстве отображения 802 .Как правило, графическая программа , 808, содержит логику и / или данные, воплощенные или считываемые с устройства, носителя, носителя или сигнала, например, одно или несколько фиксированных и / или съемных устройств хранения данных , 804, , подключенных прямо или косвенно к компьютер , 800, , одно или несколько удаленных устройств, подключенных к компьютеру , 800, через устройство передачи данных и т.д. средний, e.g., устройство хранения данных , 804, , которое может включать в себя одно или несколько фиксированных или съемных устройств хранения данных, таких как zip-дисковод, дисковод гибких дисков, жесткий диск, дисковод CD-ROM, дисковод DVD, накопитель на магнитной ленте и т. д. , графическая программа , 808, состоит из инструкций, которые при чтении и выполнении компьютером , 800, , заставляют компьютер , 800, выполнять шаги, необходимые для реализации и / или использования настоящего изобретения. Графическая программа , 808, и / или рабочие инструкции также могут быть материально воплощены в памяти и / или устройствах передачи данных компьютера , 800, , тем самым создавая компьютерный программный продукт или промышленное изделие в соответствии с изобретением.По существу, используемые здесь термины «изделие» и «компьютерный программный продукт» предназначены для охвата компьютерной программы, доступной с любого машиночитаемого устройства или носителя.

Специалисты в данной области техники поймут, что примерная среда, показанная на фиг. 8 не предназначен для ограничения настоящего изобретения. Действительно, специалисты в данной области техники поймут, что можно использовать другие альтернативные среды, не выходя за рамки настоящего изобретения.

РИС.9 - блок-схема, которая иллюстрирует компоненты графической программы , 808, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения. Графическая программа 808 состоит из трех основных компонентов, включая: графический интерфейс пользователя (GUI) 900 , механизм изображений (IME) 902 и базу данных (DB) 904 для хранения объектов в чертежах. (DWG) файлы 906 .

Графический интерфейс пользователя 900 отображает информацию для оператора и обеспечивает функциональные возможности взаимодействия оператора с графической программой 808 .

Image Engine 902 обрабатывает файлы DWG 906 и передает полученную графику на монитор 902 для отображения. В одном или нескольких вариантах осуществления Image Engine , 902, предоставляет полный интерфейс прикладного программирования (API), который позволяет другим компьютерным программам взаимодействовать с графической программой , 808, по мере необходимости.

База данных , 904, состоит из двух отдельных типов баз данных: (1) трехмерная база данных 908 , известная как «трехмерное мировое пространство», в которой хранится трехмерная информация; и (2) одну или несколько баз данных , 910, 2D, известных как «порты 2D-просмотра», которые хранят 2D-информацию, полученную из 3D-информации.

Кроме того, как описано выше, механизм , 902, изображения может состоять из ядра моделирования, которое анализирует и обрабатывает двухмерную или трехмерную модель, отображаемую через графический пользовательский интерфейс , 900, .

Как описано выше, проблема известного уровня техники заключается в процессе разворачивания листового металла. Модель может быть создана для объекта из листового металла и предусматривает различные изгибы листового металла. Чтобы изготовить объект из листового металла, плоский кусок листового металла необходимо согнуть, чтобы сформировать объект из листового металла.Проблема возникает относительно создания шаблона, который представляет развернутый объект из листового металла с точными измерениями (то есть развернутой длиной) для каждого изгиба в объекте из листового металла. В предшествующем уровне техники расчеты были либо статичными, либо выполнялись вручную, чрезвычайно трудоемким и негибким образом.

Один или несколько вариантов осуществления изобретения предоставляют возможность использовать настраиваемые уравнения для разворачивания листового металла и определения того, как изгибается листовой металл.Решение настраиваемого уравнения позволяет пользователям определять развернутые выражения на основе типов уравнений, которые предоставляют ссылку на то, как выражения будут основаны на геометрической основе. Тип уравнения может быть выбран пользователем из списка доступных типов, включая допуск на изгиб, компенсацию изгиба, вычет изгиба и коэффициент k. В этом отношении тип уравнения может быть выбран из четырех типов, и соответствующие уравнения отображаются с переменными, которые могут быть настроены, как описано ниже.

РИС. 10 иллюстрирует графическое представление изгибаемой пластины, а также то, как их выбор влияет на связанные переменные, используемые для вычисления окончательного результата разворачивания (развернутая длина) в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения.

Общее уравнение 1002 в верхнем правом углу объясняет пользователю, что для «компенсации изгиба» (один из четырех типов, выбранных в поле типа уравнения) используется уравнение L = L 1 + L 2 + v.Затем пользователю разрешается создавать собственные выражения, которые коррелируют с переменной компенсации «v». Эти выражения могут быть дополнительно ограничены условиями 1004 в крайнем правом столбце таблицы. В этом конкретном примере ограничивающие условия угловые, где ‘β‘ ’- угловая переменная.

В столбце основного уравнения 1006 некоторые переменные (β, π, ρ, μ) могут быть выделены (например, синим цветом), обеспечивая обратную связь пользователя о том, что такие переменные являются зарезервированными переменными и для всего, кроме Pi, на самом деле Переменные с топологическими ссылками (как показано на изображении 1008 ).Таким образом, переменные и элементы в уравнениях отображаются в небольшом растровом изображении , 1008, , чтобы позволить пользователю визуализировать и более легко изобразить эффект изменения переменных или уравнения. Кроме того, в зависимости от выбранного типа уравнения, уравнение , 1002, и битовая карта, , 1008, , могут изменяться, чтобы надлежащим образом отражать идентифицированный / выбранный тип уравнения. Отображаемое уравнение 1002 , растровое изображение 1008 и пользовательские уравнения 1006 также могут динамически обновляться на основе указанного типа угловой привязки (например,g., угол изгиба или открытый угол). Таким образом, когда пользователь изменяет угловую привязку или тип уравнения, битовая карта , 1008, и уравнение , 1002, динамически обновляется в реальном времени, чтобы отразить обновленный выбор пользователя.

РИС. 11 - увеличенный вид настраиваемого уравнения 1006 и ограничивающего условия 1004 на фиг. 10 и иллюстрирует, как выбор пользователем типа уравнения устанавливает первый компонент алгебраического равенства в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения.Равенство настраивается с помощью связанного настраиваемого выражения развертывания 1006 , а также связанного ограничивающего условия 1004 .

Пользователи могут определять собственные уравнения 1006 непосредственно в приложении 108 с помощью редактора, который обеспечивает прямой доступ для встраивания топологических переменных в выражение. ИНЖИР. 12 иллюстрирует пример редактора уравнений в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения. Как видно, пользователь может выбрать желаемую переменную , 1202, , определяя переменную v в редакторе формул.После того, как уравнение определено, пользователь выбирает «ОК», чтобы принять заданное пользователем алгебраическое выражение для переменной v.

Пользователи будут иметь возможность детально контролировать, когда определенные клиентские уравнения развертывания должны использоваться с помощью ограничивающих условий. ИНЖИР. 13 иллюстрирует ограничивающие редакторы, которые позволяют пользователю указывать и определять настраиваемые ограничивающие условия. Пользователь может создавать многочисленные типы равенств или неравенств на основе различных топологических переменных, ограниченных фиксированными или параметрическими условиями.Как показано на фиг. 13, ограничивающее условие для желаемой переменной можно установить с помощью раскрывающегося меню 1302 , а желаемое неравенство / равенство можно указать с помощью раскрывающегося меню 1304 . Хотя это проиллюстрировано с использованием раскрывающихся меню на фиг. 13, любой тип графического пользовательского интерфейса (например, ползунок, переключатели и т. Д.) Может использоваться для определения ограничивающих условий на фиг. 13 или выражение на фиг. 12.

Оба редактора на фиг. 12 и фиг. 13 может быть активирован для / пользователем, просто выбрав соответствующий блок на фиг.10 или фиг. 11. Например, щелкнув поле под столбцом 1006 , редактор формул на фиг. 12 может отображаться при щелчке или выборе значения в поле столбца . 1004. может активировать редактор ограничивающих условий на фиг. 13. Точно так же пользователь может выбрать кнопку «Новый» на фиг. 10, чтобы создать дополнительное настраиваемое уравнение или ограничивающее условие.

С учетом вышеизложенного, различные пользовательские уравнения могут быть указаны для одной и той же переменной на основе разных ограничивающих условий.Например, предположим, что пользователь выбрал использование типа уравнения допуска на изгиб на основе L = L 1 + L 2 + a. Пользователь может создать несколько строк собственного уравнения 1006 с разными ограничивающими условиями. Например, у пользователя может быть одна строка, где a = 1 с ограничивающим условием 0 ≦ β ≦ 74 с другой с a = n * (β / 180 градусов) * (p + 0,44 * μ) с ограничивающим условием 75. град ≦ β ≦ 180 град. Таким образом, разные значения для результата в зависимости от значения β. Все эти значения определяются пользователем.Строки могут быть добавлены в столбец 1006 для добавления различных настраиваемых уравнений для разных переменных по желанию.

В предшествующем уровне техники пользователям разрешалось передавать аргументы только в заранее определенное уравнение, которое не было ни просматриваемым, ни непосредственно показываемым пользователю. Однако в вариантах осуществления настоящего изобретения пользователь может фактически определить уравнение, которое оценивается, например, с помощью редактора на фиг. 12, описанный выше. Кроме того, этим уравнением 1006 можно управлять с помощью ограничивающих условий 1004 для увеличения степени детализации управления на основе нескольких различных переменных.Большинство серьезных компаний (и отраслей) по производству листового металла имеют формулы развертывания, которые были разработаны на основе их производственных процессов, опыта, инструментов и материалов. Эти уравнения отличаются от нормы, и они вынуждены либо добавлять некоторую статическую парусность к их значению KFactor, либо создавать большие экспериментальные таблицы изгибов. Проблема с таблицами заключается в том, что на их создание уходит много времени, и они действительно точны только для конкретного станка, инструмента и материала, в котором они были разработаны.Для компаний, которые хотят управлять целым производственным цехом на нескольких предприятиях (или на разных континентах), это, мягко говоря, обременительно и непрактично.

Чтобы преодолеть проблемы предшествующего уровня техники, варианты осуществления настоящего изобретения позволяют пользователю создавать алгебраические выражения непосредственно в диалоговом окне приложения 108 и вставлять символьные ссылки на переменные, которые топологически оцениваются механизмом твердой развёртки. Кроме того, команды копирования / вставки могут использоваться для определения уравнений с использованием внутренней документации клиентов, чтобы они могли напрямую соотносить свои внутренние стандарты с тем, что упоминается в разворачивающемся приложении.

Пользователи могут создавать алгебраические выражения для своих клиентов на основе четырех общих методов, которые дают им основу для понимания того, как измеряется компонент, структура базы данных создается как линейно, так и под углом. Кроме того, как только выражения и ограничивающие условия указаны, пользователь может просматривать развернутый массив листового металла динамически в реальном времени (и автоматически без дополнительного ввода данных пользователем для ручной установки шаблона) с использованием пользовательских выражений для создания развернутого шаблона, который отображается / отображается.

РИС. 14 иллюстрирует логический процесс использования заказных уравнений для разворачивания листового металла в приложении твердотельного моделирования в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения.

На этапе 1400 получается чертежная модель, состоящая из объекта из листового металла в твердотельном моделировании. Такая модель чертежа может быть создана или просто извлечена из хранилища.

На этапе 1402 пользовательский ввод принимается приложением твердотельного моделирования.Пользовательский ввод определяет настраиваемое уравнение для первой переменной, которая непосредственно используется для расчета развернутой длины сгиба в объекте листового металла. В данном контексте развернутая длина - это длина развернутого изгиба. Как описано выше, первая переменная часто используется как часть уравнения, основанного на конкретном типе уравнения, который также может быть выбран пользователем. Пользовательское уравнение также может быть нелинейным уравнением. Кроме того, этап , 1402, также может включать в себя определение одного или нескольких ограничивающих условий для настраиваемого уравнения.Такое определение может включать принятие дополнительного пользовательского ввода, который создает настраиваемое ограничивающее условие для второй переменной, используемой в уравнении. Таким образом, хотя само уравнение может определять первую переменную, ограничивающее условие может быть установлено для других переменных (то есть вторых переменных), используемых в уравнении.

На этапе 1404 пользовательское уравнение преобразуется в стандартное уравнение, которое дает развернутую длину и принимается ядром моделирования приложения твердотельного моделирования.В связи с этим ядро ​​моделирования может быть не способно напрямую читать или интерпретировать настраиваемое уравнение. Однако ядро ​​моделирования имеет возможность принимать входные данные в стандартном формате (т. Е. Стандартное уравнение). В результате пользовательское уравнение, созданное пользователем, обеспечивает конкретную развернутую длину. Варианты осуществления изобретения оценивают пользовательское выражение для определения развернутой длины, а затем вычисляют и определяют значения для различных компонентов стандартного выражения, которые приведут к такой же развернутой длине.Таким образом, хотя пользовательское выражение напрямую не используется ядром моделирования, ядро ​​моделирования обеспечивает тот же результат, что и пользовательское выражение.

Такое преобразование может состоять из динамического определения нового К-фактора, который будет использоваться в стандартном уравнении, что приведет к развернутой длине, определяемой пользовательским уравнением. В этом отношении различные типы уравнений могут быть алгебраически связаны друг с другом, и автоматическое (т. Е. Без дополнительного ввода данных пользователем) и динамическое определение и обновление K-фактора, используемого в стандартном уравнении, могут быть использованы для получения желаемого результат (т.е., результат, полученный с помощью пользовательского уравнения).

Также можно отметить, что базовое стандартное выражение не предоставляется пользователю, и пользователь не знает, что происходит преобразование. Соответственно, с точки зрения пользователя, введенное пользователем уравнение динамически используется приложением твердотельного моделирования для получения развернутой длины. Кроме того, как стандартное уравнение, так и пользовательское уравнение активно и динамически связаны с моделью чертежа.Такая ассоциация позволяет выполнять автоматическое (то есть без дополнительного ввода данных пользователем) и динамическое обновление в реальном времени любой отображаемой модели / чертежа / растрового изображения в приложении твердотельного моделирования на основе изменений в настраиваемом уравнении.

На этапе , 1406, ядро ​​моделирования динамически отображает развернутую версию объекта из листового металла на основе стандартного уравнения и вычисленной развернутой длины, при этом стандартное уравнение не предоставляется пользователю. Таким образом, динамический (т.е., в реальном времени) развернутый узор, представляющий объект из листового металла, отображается на устройстве отображения и основан на настраиваемом уравнении, созданном пользователем. Пользовательское уравнение управляет отображаемым развернутым узором (и любыми результирующими развернутыми длинами, отображаемыми или поддерживаемыми), поскольку результаты пользовательского уравнения соответствуют стандартному уравнению, которое обрабатывается ядром моделирования.

В дополнение к вышесказанному, этап , 1406, может включать в себя этап отображения растрового изображения изгиба, который указывает на топологически привязанную переменную объекта из листового металла, которая используется в пользовательском уравнении.Другими словами, разные типы уравнений могут быть представлены с помощью разных растровых изображений, которые используют одну или несколько разных переменных, которые могут быть настроены пользователем и также имеют разные ограничивающие условия. Каждая из различных переменных, используемых в различных типах уравнений, может быть показана графически в битовой карте (т.е. они имеют топологическую привязку).

На этом завершается описание предпочтительного варианта осуществления изобретения. Ниже описаны некоторые альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения.Например, с настоящим изобретением можно использовать любой тип компьютера, такой как мэйнфрейм, миникомпьютер или персональный компьютер, или конфигурацию компьютера, такую ​​как мэйнфрейм с разделением времени, локальная сеть или автономный персональный компьютер. Таким образом, варианты осуществления изобретения поддерживают как создание определяемых пользователем настраиваемых уравнений разворачивания, так и создание определяемых пользователем ограничивающих условий выражения. Кроме того, пользователи могут строить алгебраические уравнения, которые содержат ссылки на топологически оцененные проектные измерения во время развернутого анализа.Кроме того, настраиваемое уравнение позволяет назначить настраиваемый метод для всей конструкции и реагировать на топологические измерения и динамически вычислять определяемые пользователем результаты разворачивания для каждой изгибаемой пластины (и не является статическим методом, который может применяться только ко всему модели или некоторых выбранных гибочных пластин). Возможность манипулировать фактическим уравнением развертывания и включать приоритетные или специфические для машины производственные нюансы, а также детальный контроль оцененного ограничивающего условия обеспечивает невероятно мощное решение, которое полностью отличается от известного уровня техники.

Приведенное выше описание предпочтительного варианта осуществления изобретения было представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать изобретение точной раскрытой формой. В свете изложенного выше возможны многие модификации и вариации. Предполагается, что объем изобретения ограничен не этим подробным описанием, а, скорее, прилагаемой формулой изобретения.

Бесплатный калькулятор коэффициента К - PLM Group EU

Нас часто спрашивают, какой К-фактор необходим для получения правильных измерений в развернутой модели.К сожалению, ответ не применим ко всем случаям, поскольку значение варьируется в зависимости от материала и инструмента, который вы используете для гибки. Однако у нас есть одна хитрость. В BendWorks есть программное обеспечение, специально разработанное для расчета вашего К-фактора. Благодаря обратному проектированию программа может очень точно рассчитать K-фактор.

После установки и запуска программы перейдите в меню и выберите «Инструменты> K-фактор обратного проектирования».

Калькулятор К-фактора BendWorks

Калькулятор К-фактора BendWorks

Процесс выглядит следующим образом:

  1. Отрежьте кусок листового материала толщиной прибл.100 мм. а затем измерьте точную длину (например, 100,56 мм).
  2. Согните деталь на 90 градусов и измерьте общую длину и ширину.
  3. Введите значения длины предварительного сгиба, толщины листа, угла сгиба и радиуса, а также общую длину и глубину после гибки.
  4. Нажмите «Рассчитать», и программа рассчитает K-фактор, с которым вы должны работать.

Если вы выполните эти шаги для материалов любой толщины, которые вы используете, создание таблицы сгибов со всей применимой информацией и ее импорт в SOLIDWORKS будет очень полезным.

На панели справки SOLIDWORKS вы можете увидеть, как импортировать таблицу сгибов (просто выполните поиск «Таблица сгибов»).

Чтобы проверить расчеты BendWorks, вы можете выполнить действия в обратном порядке. Смоделируйте лист, согнутый под углом 90 градусов, с такой же толщиной, радиусом и углом изгиба, а также общей длиной и шириной. Разверните модель в SOLIDWORKS и измерьте длину.

Размер в развернутом виде должен быть равен размеру листа, который вы разрезали изначально (в моем случае 100,56 мм.).

Вы можете скачать BendWorks здесь (OBS! Программное обеспечение больше не обновляется и не поддерживается, но определенно все еще работает!)

Хотите узнать больше о вычислении К-фактора?

Обратитесь в нашу службу поддержки или загрузите руководство по k-фактору здесь.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *