Vi siete mai chiesti come calcolare con precisione la forza di flessione necessaria per la lavorazione della lamiera? In questo interessante post del blog esploreremo le complessità del calcolo della forza di piegatura, attingendo all'esperienza di esperti ingegneri meccanici. Scoprite i fattori chiave che influenzano la forza di piegatura e imparate ad applicare formule collaudate per ottimizzare i vostri processi di formatura dei metalli. Preparatevi ad elevare le vostre conoscenze sulla piegatura della lamiera a nuovi livelli!
Attualmente, le formule per il calcolo della forza di flessione ampiamente utilizzate sono state adottate da fonti straniere senza alcuna informazione sulla loro origine e sul loro campo di applicazione.
Questo articolo presenta un'analisi sistematica del processo di derivazione della formula per il calcolo della forza di flessione, nonché dei parametri necessari.
Inoltre, viene introdotto un nuovo approccio per il calcolo della forza di flessione, per ampliare il campo di applicazione.
Negli ultimi anni, il macchina pressa piegatrice si è diffuso in vari settori industriali e ha ampliato le sue capacità di lavorazione.
Nonostante la sua popolarità, è mancata una discussione sistematica sul calcolo della forza di flessione.
Attualmente, esistono circa due tipi di formule per il calcolo della forza di flessione raccomandate dai manuali dei prodotti di diversi produttori di presse piegatrici.
Nella formula:
La formula raccomandata dal produttore per il calcolo della forza di flessione si basa su una formula già citata.
Entrambe le formule sono state tratte da vari opuscoli di prodotti, ma non vi è alcuna prova della loro accuratezza.
Calcolatrice correlata: Calcolo del tonnellaggio della pressa piegatrice
La Figura 1 è una rappresentazione schematica della processo di piegatura di un foglio.
Il calcolo della forza di flessione e i suoi parametri sono spiegati come segue:
La larghezza consigliata dell'apertura inferiore dello stampo (V) per la piegatura libera è da 8 a 10 volte lo spessore della lamiera (S), con un rapporto larghezza/spessore pari a V/S = 9.
I produttori di presse piegatrici forniscono i valori della larghezza dello stampo (V) e del raggio interno (r) del pezzo piegato nella tabella dei parametri della forza di piegatura. Il rapporto raggio/larghezza è solitamente r = (0,16-0,17) V, e in questo caso si utilizza il valore di 0,16.
Durante il processo di piegatura, il materiale nella zona di deformazione subisce una significativa deformazione plastica che lo porta a piegarsi intorno alla linea centrale.
In alcuni casi, sulla superficie esterna dell'area curva possono comparire piccole crepe.
La sollecitazione nella zona di deformazione, tranne che in prossimità dello strato centrale, è vicina alla resistenza alla trazione del materiale, con la parte superiore dello strato neutro compressa e la parte inferiore in tensione.
La Figura 2 illustra la sezione trasversale e il corrispondente diagramma delle sollecitazioni nella zona di deformazione.
Il momento flettente alla sezione della zona di deformazione è:
Il momento flettente prodotto dalla forza di flessione nella zona di deformazione è rappresentato nella Figura 1.
Da M1 = M2, otteniamo:
Quando si piega una lamiera con uno stampo universale su una macchina piegatrice, come mostrato nella Figura 3, la maggior parte delle lamiere viene piegata a 90°. In questo caso, K è:
Sostituendo K nell'equazione (1), si ottiene:
La resistenza alla trazione dei materiali ordinari, σb, è di 450 N/mm². Questo valore può essere utilizzato nella formula (2) per calcolare il risultato.
La formula per il calcolo della forza di flessione qui ottenuta è in accordo con le informazioni fornite nelle brochure straniere.
Le variabili della formula sono:
Come si evince dal processo di derivazione, quando si utilizzano le formule (2) o (3) per calcolare la forza di flessione, è importante assicurarsi che siano soddisfatte due condizioni aggiuntive: il rapporto tra larghezza e spessore (V/S) deve essere uguale a 9 e il rapporto tra raggio e larghezza deve essere pari a 0,16.
Se queste condizioni non sono soddisfatte, possono verificarsi errori significativi.
Il calcolo della forza di flessione può essere complicato quando non è possibile soddisfare i due requisiti aggiuntivi (rapporto larghezza/spessore V/S = 9 e rapporto raggio/larghezza = 0,16) a causa di limitazioni di progetto o di processo.
In queste situazioni, è consigliabile seguire i seguenti passaggi:
Questi passaggi forniranno un risultato più preciso e affidabile rispetto all'utilizzo della formula comunemente usata. Un esempio che illustra questo processo è riportato nella Figura 4.
Dati: Spessore della lastra (S) = 6 mm, lunghezza della lastra (l) = 4 m, raggio di curvatura (r) = 16 mm, larghezza di apertura dello stampo inferiore (V) = 50 mm e resistenza alla trazione del materiale (σb) = 450N/mm².
Domanda: Come si può calcolare la forza di flessione necessaria per la piegatura ad aria?
Ecco i passaggi:
Innanzitutto, calcolare il rapporto tra larghezza e spessore e il rapporto tra raggio e larghezza:
Calcolare quindi la larghezza proiettata dell'area di deformazione:
Infine, utilizzare la formula (1) per calcolare la forza di flessione:
Se si utilizza la formula solitamente consigliata per calcolare la forza di flessione:
Da P1/P2 = 1,5 si può dedurre che la differenza tra P1 e P2 è di 1,5 volte.
La ragione di questa discrepanza è che in questo esempio il raggio di curvatura è relativamente grande, il che comporta un'area deformata maggiore e quindi richiede una forza di flessione maggiore.
Il rapporto tra raggio e larghezza in questo esempio è di 0,32, che supera i criteri precedentemente indicati.
L'uso della formula standard per calcolare la forza di flessione non è adatto a questo scenario. I vantaggi dell'utilizzo del nuovo metodo di calcolo possono essere osservati in questo esempio.
Inoltre, è disponibile un calcolatore online per calcolare la forza di flessione con il nuovo metodo.
Tabella della resistenza alla trazione
| Materiale | Resistenza alla trazione | ||
|---|---|---|---|
| Americano | Europeo | Cina | N/mm² |
| Alluminio 6061 | Alu50 | LD30 | 290 |
| Alluminio 5052 | Alu35 | LF2 | 303 |
| 1010 Acciaio dolce | DC01 | 10/10F | 366 |
| A 536 -80 G 60-40-18 | GGG-40 | QT400-18 | 400 |
| A 351 G CF 8 | G-X 6CrNi 18 9 | Q235 | 450 |
| A 572 G50 | S 355 MC | Q345 | 550 |
| 304 Inox | Inox V2A | 0Cr18Ni9 | 586 |
| 316 Inox | Inox V4A | 0Cr17Ni12Mo2 | 600 |
| 4140 Bassa lega | 42 CrMo 4 | 42CrMo | 1000 |
Le formule per il calcolo dei parametri di coniatura sono diverse da quelle della piegatura ad aria.
1. Larghezza della vena della matrice:
V = lamiera spessore × 5
2. Il raggio interno è determinato dalla punta del punzone, che deve essere scelta in base alla seguente formula:
Raggio = spessore della lamiera × 0.43.
3. Forza necessaria per la coniazione: la forza necessaria per la coniazione
F(kn/m)=Spessore2×1,65×Resistenza alla trazione (N/mm)2)×4,5/Larghezza del Vee del dado
4. La formula per il calcolo del bordo interno minimo rimane invariata:
Bordo interno minimo = Die vee × 0.67
Alcuni utensili necessitano di una forza particolare per cedere la lamiera e gestire il ritorno elastico al fine di ottenere il profilo richiesto.
A titolo di esempio, consideriamo gli utensili a ginocchiera, che eseguono due curve contemporaneamente con una breve distanza tra la curva e la controcurva.
Poiché questi strumenti eseguono due curve contemporaneamente, ritorno a molla deve essere completamente annullato dalla coniazione.
L'equazione per calcolare la forza necessaria è:
Gli utensili a gattuccio sono generalmente costituiti da un supporto per inserti in cui gli utensili a gattuccio scelti in base al tipo di gattuccio e all'angolo richiesto sono fissati con viti a testa cilindrica.
È importante chiedere una consulenza tecnica al produttore prima dell'acquisto, perché questi sistemi possono piegare solo lamiere sottili, al massimo 2 mm, ma lo spessore massimo dipende dal tipo di inserto e potrebbe essere inferiore a 2 mm.
Le formule e i passaggi forniti per il calcolo della forza di piegatura sono adatti non solo per la piegatura angolare di una lastra, ma anche per la piegatura ad arco (che tecnicamente dovrebbe essere indicata come piegatura angolare con un ampio raggio di curvatura).
È fondamentale tenere presente che la formazione di una forma ad arco richiede un design unico dello stampo.
Quando si proietta l'area di deformazione, il calcolo deve basarsi sui parametri di processo stabiliti durante il processo, che non possono essere determinati attraverso un'unica formula.
In una specifica fabbrica di torri di ferro, abbiamo piegato con successo un cilindro con uno spessore di 12 mm, un diametro di 800 mm e una lunghezza di 16 m utilizzando una pressa da 28000 kN. macchina per freni e uno stampo circolare.
Il metodo descritto in questo articolo è stato utilizzato per determinare la forza di flessione e ha prodotto risultati soddisfacenti nella progettazione di uno stampo per una forma ad arco.
Ulteriori letture:
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
IT 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO