12. ВЕЛИЧИНА ДЕФОРМАЦИЙ И МИНИМАЛЬНО
ДОПУСТИМЫЕ РАДИУСЫ ГИБКИ
Минимально допустимые радиусы гибки должны соответствовать пластичности металла и не допускать образования трещин. Следовательно, минимальные радиусы гибки должны быть установлены по предельно допустимым деформациям крайних волокон. Величину деформаций крайних волокон при гибке широких заготовок можно определять по формулам, учитывающим утонение материала и смещение нейтрального слоя.
Рис. 58. Зависимость деформации крайних волокон от r/S и угла
изгиба: а - r = 0,37S; б - r = 0,75S; в - r = 1,5S; г - r = 2S
Для растянутого наружного слоя радиуса R
где — полное относительное удлинение, тождественное наибольшему относительному удлинению в шейке образца при растяжении; — относительное сужение поперечного сечения.
На рис. 58 показаны диаграммы распределения величины деформации крайних волокон в зависимости от отношения r/S и угла изгиба для стали СтЗ толщиной 8 мм.
По оси ординат отложены местные величины относительного удлинения наружных волокон
= [(l - lо)/lо]100% . По оси абсцисс отложена длина дуги наружной стороны изогнутой детали. Сопоставление диаграмм показывает значительное увеличение наибольшего удлинения при уменьшении относительного радиуса изгиба r/S (рис. 58, а). При этом деформация наружных слоев возрастает при увеличении угла изгиба .
Характерно, что при большем относительном радиусе изгиба r/S (меньшей степени деформации) величина наибольшего удлинения одинакова при углах изгиба 90, 120, и 150° (рис. 58, б и в).
Из приведенных диаграмм очевидна целесообразность увеличения относительного радиуса изгиба до r/S = 1,5 2, и даже больше.
В табл. 18 приведены результаты подсчета деформации крайних растянутых волокон для сталей 10 - 20 при гибке на 90°. Относительное сужение поперечного сечения является более правильной характеристикой пластичности металла, чем относительное удлинение.
Таблица 18. Деформации наружных растянутых волокон при гибке на 90° (стали 10 - 20)
Показатель деформации
Относительная ширина полосы
Деформации при относительном радиусе изгиба
0,1*
0,25*
0,5
1,0
2,0
3,0
4,0
Полное относительное удлинение R, %
>3
120
88
61,3
38
21,6
14
11,5
Относительное сужение поперечного сечения R, %
>3
55
47
38
27,6
18
13
10,3
Примечание. Отмеченные звездочкой данные приводятся условно, так как при изгибе указанной кривизны характер деформации изменяется.
Для определения радиуса гибки по значению относительного поперечного сужения для сталей 10—20 составлена табл. 19. Зная из испытаний на растяжение, по табл. 19 находим для данного материала минимальный радиус гибки поперек волокон проката.
При гибке вдоль направления проката предельно допустимые деформации ' берутся меньшими: ' 0,7 max .
В табл. 20 для практического пользования приведены приближенные значения минимально допустимых радиусов гибки для различных материалов при разном Расположении линии сгиба.
Обычно гибке подвергаются заготовки, полученные вырубкой в штампах или резкой на ножницах. И в том и в другом случае вблизи поверхности среза образуется зона наклепанного и деформированного металла, твердость которого на 20—30% выше, а пластичность ниже, чем в ненаклепанной зоне. В табл. 20 приведены также данные для отожженного и для наклепанного состояний.
Как видно из табл. 20, правило расположения линии сгиба поперек волокон проката следует строго применять лишь в случае гибки с очень малыми радиусами (для мягкой стали r <0,51,0).
Таблица 19. Относительные радиусы гибки r/S в зависимости от относительного сужения
, %
Радиус гибки r/S
62
55
50
45
40
35
30
25
20
18
15
10,3
8,5
4,5
0
0,1
0,2
0,3
0,43
0,62
0,85
1,15
1,7
2,0
2,5
4,0
5,0
10,0
При гибке с большими радиусами закруглений расположение волокон проката безразлично, что иногда позволяет получить более экономный раскрой материала.
Значительно большую опасность в отношении образования трещин при гибке представляют заусенцы и их произвольное расположение при изгибе, поэтому заготовку следует устанавливать заусенцами внутрь угла изгиба. Большие заусенцы недопустимы, так как приводят к образованию трещин при любой установке заготовки.
Общие технологические правила, относящиеся к заготовкам, подлежащим гибке, следующие:
1) вырубку заготовок, подлежащих гибке с малым радиусом, следует производить при таком расположении на полосе, чтобы линия сгиба проходила поперек или под углом к направлению волокон проката, иначе возможны трещины; если соблюдение этою правила приводит к неэкономному раскрою материала, нужно от него отказаться, применив увеличенные радиусы гибки. В этом случае направление волокон проката безразлично и не вызывает образования трещин;
2) вырубку заготовок несимметричного контура следует производить в таком направлении, чтобы при гибке заусенцы были направлены внутрь угла гибки, а не наружу. В противном случае неизбежно образование трещин;
3) заготовки желательно подвергать виброгалтовке или обкатывать в барабане для удаления заусенцев или зачищать другим способом.
