Определение длины развертки при гибке. Схема расчета длины развертки. Приспособление для разметки труб. Расчет и изготовление шаблона. Расчет заготовки трубы для гибки Вспомогательные формулы для расчета развертки

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 х 0 s 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 l 1 , l 2 – длина прямолинейных участков загибаемого изделия, мм;

l 0 - длина нейтрального слоя закругленного участка, мм ;

r - радиус закругления, мм ;

Угол гибки, град;

х 0 - коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя.

Для детали с несколькими углами длина заготовки определяется по формуле

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(р 0 )=р ср то есть его положение определяется радиусом кривизны р= r + s /2 . А х 0 находится по формуле:

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:

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

Значения коэффициентов их о 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:

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.

Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на гибочном производстве. Особенно это касается небольших цехов, которые обходятся средствами малой и средней механизации. Под малой и средней механизацией я подразумеваю использование ручных или полуавтоматических листогибов. Оператор суммирует длину полок, получает общую длину заготовки для требуемого изделия, отмеряет нужную длину, отрезает и.. после гибки получает неточное изделие. Погрешности размеров конечного изделия могут быть весьма значительными (зависит от сложности изделия, количества гибов и т.д.). Все потому, что при расчетах длины заготовки нужно учитывать толщину металла, радиус гибки, коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор). Именно этому и будет посвящена данная статья.

Итак, приступим.

Честно говоря, произвести расчет размеров заготовки несложно. Нужно только понять, что нужно брать в расчет не только длины полок (прямых участков), но и длины криволинейных участков, получившихся ввиду пластических деформаций материала при гибке.

Притом, все формулы уже давно выведены «умными людьми», книги и ресурсы которых я постоянно указываю в конце статей (оттуда вы, при желании, можете получить дополнительные сведения).

Таким образом, для расчета правильной длины заготовки (развертки детали), обеспечивающей после гибки получение заданных размеров, необходимо, прежде всего, понять, по какому варианту мы будем производить расчет.

Напоминаю:

Таким образом, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1 . Если же вам важна общая высота полки А , тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.

Вариант 1 (с припуском)

Нам понадобится:

в) Суммировать длины этих отрезков. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков – с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.

Так, например, для заготовки с одним гибом, формула будет выглядеть следующим образом:

Где X 1 – длина первого прямого участка, Y 1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k S – толщина металла.

Таким образом, ход расчета будет следующим..

Y1 + BA1 + X1 + BA2 + ..т.д

Длина формулы зависит от количества переменных.

Вариант 2 (с вычетом)

По моему опыту, это самый распространенный вариант расчетов для гибочных станков с поворотной балкой. Поэтому, давайте рассмотрим этот вариант.

Нам также необходимо:

а) Определить К-фактор (см таблицу).

б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;

Здесь необходимо рассмотреть новое понятие – внешняя граница гибки.

Чтобы было легче представить, см рисунок:

Внешняя граница гибки – вот эта воображаемая пунктирная линия.

Так вот, чтобы найти длину вычета, нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.

Таким образом, формула длины заготовки по варианту 2:

Где Y 2 , X 2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.

Вычет у нас (BD ), как вы понимаете:

Внешняя граница гибки (OS ):

И в этом случае также необходимо каждую операцию рассчитывать последовательно. Ведь нам важна точная длина каждой полки.

Схема расчета следующая:

(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) + .. и т.д.

Графически это будет выглядеть так:

И еще, размер вычета (BD ) при последовательном расчете считать надо правильно. То есть, мы не просто сокращаем двойку. Сначала считаем весь BD , и только после этого получившийся результат делим пополам.

Надеюсь, что этой своей ремаркой я никого не обидел. Просто я знаю, что математика забывается и даже элементарные вычисления могут таить в себе никому не нужные сюрпризы.

На этом все. Всем спасибо за внимание.

При подготовке информации я использовал: 1. Статья «BendWorks. The fine-art of Sheet Metal Bending» Olaf Diegel, Complete Design Services, July 2002; 2. Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке» 1979г; материалы англоязычного ресурса SheetMetal.Me (раздел “Fabrication formulas”, ссылка:

Рассчитать площадь поверхности или сечения трубопровода помогает формула длины развертки заготовки трубы. Расчет основывается на величине будущей трассы и диаметре планируемой конструкции. В каких случаях требуются такие вычисления и как они делаются, расскажет данная статья.

Когда нужны расчеты

Параметры рассчитываются на калькуляторе или с помощью онлайн-программ

Какую площадь должна иметь поверхность трубопровода, важно знать в следующих случаях.

• При расчете теплоотдачи «теплого» пола или регистра. Здесь высчитывается суммарная площадь, которая отдает помещению тепло, исходящее из теплоносителя.

• Когда определяются потери тепла по пути от источника тепловой энергии к обогревательным элементам – радиаторам, конвекторам и т.д. Чтобы определить количество и размеры таких приборов, нужно знать величину калорий, которой мы должны располагать, а она выводится с учетом развертки трубы.

• Для определения необходимого количества теплоизоляционного материала, антикоррозийного покрытия и краски. При строительстве магистралей протяженностью в километры, точный расчет экономит предприятию немалые средства.

• При определении рационально оправданного сечения профиля, которое могло бы обеспечить максимальную проводимость водопроводной или отопительной сети.

Определение параметров трубы

Площадь сечения

Труба представляет собой цилиндр, поэтому производить расчеты не сложно

Сечение круглого профиля – это круг, диаметр которого определяется, как разница величины наружного диаметра изделия за вычетом толщины стенок.

В геометрии площадь круга рассчитывается так:

S = π R^2 или S= π (D/2-N)^2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D - наружный диаметр; N - толщина стенок трубы.

Обратите внимание! Если в напорных системах жидкость заполняет весь объем трубопровода, то в самотечной канализации постоянно смачивается только часть стенок. В таких коллекторах применяется понятие площади живого сечения трубы.

Внешняя поверхность

Поверхность цилиндра, которым и является круглый профиль, представляет собой прямоугольник. Одна сторона фигуры – длина отрезка трубопровода, а вторая – величина окружности цилиндра.

Расчет развертки трубы осуществляется по формуле:

S = π D L, где S – площадь трубы, L – длина изделия.

Внутренняя поверхность

Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.

При определении данного параметра следует учитывать:

1. Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.

На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.

1. При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.

1. Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.

Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.

Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.

В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:

S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.

Формула развертки заготовки помогает рассчитать количество необходимой теплоизоляции

Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!

При гибке необходимо добиться, чтобы заготовка после снятия нагрузки сохранила приданную ей форму, поэтому напряжения изгиба должны превышать предел упругости.

Деформация заготовки в данном случае будет пластической, при этом внутренние слои заготовки сжимаются и укорачиваются, а наружные растягиваются и удлиняются (рисунок 8.3.1).

Рисунок 8.3.1 Схема процесса гибки

В то же время средний слой заготовок - нейтральная линия - не испытывает ни сжатия, ни растяжения; её длина до и после изгиба остается постоянной .

Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.

При гибке деталей под прямым углом без закруглений с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину развертки заготовки детали.

Таблица 8.3.1 Определение размеров заготовки при гибке с закруглением (по радиусу)

Пример 1. На рисунке 8.3.2, а, б показаны соответственно угольник и скоба с прямыми внутренними углами.

Рисунок 8.3.2 Примеры расчета длины заготовки

Размеры угольника: а = 30мм; L = 70мм; t = 6 мм.

Длина развертки заготовки l =а + L + 0,5t = 30 + 70+3 = 103 мм.

Размеры скобы: a = 70мм; b = 80мм; c = 60мм; t = 4 мм.

Длина развертки заготовки l =а + b + c + 0,5t = 70 + 80 + 60 + 2 = 212мм.

Разбиваем угольник по чертежу на участки. Подставив их числовые значения

(a = 50 мм; b = 30 мм: t = 6 мм; r = 4 мм) в формулу

L = а + b + (r + t/2)π/2,

получим L = 50+ 30+ (4 + 6/2)π/2 =50 + 30 + 7* 1,57 = 91 мм.

Разбиваем скобу на участки, как показано на чертеже.

Подставив их числовые значения (а = 80мм; h = 65мм; с = 120мм; t = 5мм; r = 2,5мм) в формулу

L=а + h+с+ π(r+t/2),

получим L=80 + 65 + 120+3,14(2,5 +5/2) = 265 + 15,75 = 280,75 мм.

Сгибая в окружность эту полосу, получим цилиндрическое кольцо, причем внешняя часть металла несколько вытянется, а внутренняя сожмется.

Следовательно, длине заготовки будет соответствовать длина средней линии окружности, проходящая посередине между внешней и внутренней окружностями кольца.

Длина заготовки L = πD. Зная диаметр средней окружности кольца и подставляя его числовое значение в формулу, находим длину заготовки: L = 3,14 * 108 = = 339,12 мм.

В результате предварительных расчетов можно изготовить деталь установленных размеров.

Для расчета длины заготовок (развертки, рис. 67), обеспечивающих после гибки получение заданных размеров деталей, необходимо:

а) определить положение нейтрального слоя деформации (нейтральной линии) в зоне деформации, который сохраняет свою длину неизменной после гибки;

б) разбить контур штампуемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;

в) просуммировать длины этих отрезков. Длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков- с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.

При расчете возможны два случая: детали с r>0,1S (гибка с закруглением) и детали с r<0,1S (гибка без закругления). Длину L развертки для детали, подвергнутой гибке, при г > 0.1S рассчитывают по нейтральному слою (рис. 67):

Приложении 4 приведен расчет элементов часто применяемых сопряжений дуг и прямых участков.

Для упрощения расчетов по определению размеров заготовок при гибке под углом 90° с малыми радиусами сопряжения можно пользоваться номограммой, приведенной в нормалях AWF 5975*, или таблицей поправок, составленной Д. А. Вайнтраубом. В этом случае к сумме длин прямолинейных участков l 1 и l 2 детали, измеренных до внутренних поверхностей ее сторон (рис. 68, а), прибавляют поправку Δ по табл. 21 (поправка Δ в зависимости от сопровождающего ее знака прибавляется или отнимается от длин l 1 и l 2 прямых участков). Следовательно,

В тех случаях, когда гибку ведут до соприкосновения сторон (рис. 68, б), длину заготовки рассчитывают по формуле

Длину заготовки для гибки деталей под углом без закругления, т. е. при r < 0,1S, рассчитывают по формуле, составленной на основе равенства объема заготовки и детали с учетом утонения в зоне гибки

Величина R на образование каждого из углов зависит от радиуса пуансона. При r=0,055 S R=0,58-0,4, а при г = 0,1S R=0,45 – 0,48.

Hасчет развертки при гибке деталей из проволоки отличается от расчета деталей из листа положением нейтрального слоя. Формулы для расчета длины деталей из проволоки наиболее часто встречающихся форм приведены в табл. 22.