Гибка. Виды и способы гибки. Схема напряженного состояния.

Гибка является одной из наиболее распространенных операций холодной листовой штамповки и осуществляется на кривошипных, эксцентриковых и гидравлических прессах, а также на специальных гибочных машинах и профилегибочных станках. Часто гибка производится одновременно с другими операциями холодной штамповки – отрезкой, пробивкой и вырубкой в комбинированных штампах.

Большинство деталей, получаемых гибкой из листовых материалов и профильных заготовок, получают окончательные размеры и не происходит дальнейшей обработки по изменению формы. Поэтому напряжения при гибке должны по величине превосходить предел текучести штампуемого материала.

Гибка листового материала представляет собой процесс упруго пластической деформации, протекающей различно с обеих сторон изгибаемой заготовки.

Схема действующих напряжений и деформаций при гибке листового материала

 Слои материала со стороны пуансона, внутри угла гиба сжимаются и укорачиваются в продольном и растягиваются в поперечном направлении. Со стороны матрицы – наружные слои растягиваются и удлиняются в продольном и сжимаются в поперечном направлении. Между наружным и внутренним слоем находится нейтральный слой, остающейся в процессе гибки неизменным. При гибке узких полос поперечное сечение сильно искажается, что приводит к уменьшению толщины в месте изгиба и наличию кривизны. В результате подобных искажений нейтральный слой в месте изгиба не проходит в середине сечения, проходит ближе к малому радиусу гиба.

При гибке широких полос также происходит утонение материала, но поперечное сечение почти не искажается. Поэтому схемы напряжений и деформаций различны, в случае гиба широких и узких полос.

Различают: 1. Свободную гибку, когда получают один угол или несколько углов, но последовательно. 2. Несвободная гибка – случай получения нескольких углов одновременно.

Оба случая отличаются условиями гибки. Гибку материала производят двумя способами: а) без прижима на провал б) с прижимом (рис.9.2б).

Гибка листовой заготовки: а- без прижима;                                                                     б- с прижимом.

 Первый способ применяется для получения деталей по 14 квалитету точности и ниже. С применением технологических баз можно получить 6 и 9 квалитеты точности. Вторым способом  можно получить детали по 11 и 12 квалитету точности. Расчет заготовки с учетом способа гибки. Нейтральный слой смещается обычно в сторону сжатых волокон. Это смещение увеличивается с увеличение кривизны. Только при значениях  нейтральная линия остается посередине

Другими словами, можно сказать, что смещение нейтрального слоя в сторону сжатых волокон тем больше, чем меньше радиус гиба. Определение смещения нейтрального слоя имеет большое значение. В зависимости от изменений радиуса кривизны при гибке можно рассматривать процесс гиба в трех стадиях.

Упругий изгиб заготовки, когда напряжение и деформации любого элемента объема в очаге деформации не превышают значений напряжений, предела текучести и значений упругих деформаций. Упругий изгиб характеризуется отношением

Упруго – пластический изгиб начинается обычно тогда, когда наиболее деформированные волокна изгибаемой заготовки (внутренние – обращенные к пуансону, наружные – в сторону матрицы), претерпевают пластическую деформацию. Считают, что относительный радиус кривизны составляет при этом  

Пластический изгиб. Эта стадия начинается  при значительной кривизне изогнутого участка и когда можно практически считать, что весь объем заготовки испытывает пластическую деформацию. Полагают, что весь объем имеет чисто пластический изгиб, когда  Нейтральный слой при гибке – слои, которые не претерпевают деформаций, т.е. не изменяют своей длины (- сжатие) (+ растяжение). Величина упругих деформаций при чисто – пластическом изгибе составляет 2%, чем обычно пренебрегают.

Расположение линии гиба. Линию гиба располагают поперек волокон проката в случае гибки с очень малым радиусом. При гибке с большим радиусом, расположение волокон проката безразлично. При гибке с малыми радиусами закруглений напряжения и деформации не сосредотачиваются  по ребрам пуансона, а рассредотачиваются на значительную длину заготовки между опорами. Заготовка изгибается по параболической кривой, с постепенно увеличивающейся кривизной и уменьшением плеча изгиба.