Влияние направления волокон на изгиб листового металла

Если операторы листогибочного пресса сгибают материал по небольшому радиусу (т. е. линия сгиба проходит параллельно направлению волокон материала), им следует следить за растрескиванием. Гетти Изображения

Вопрос: В вашей предыдущей статье предполагается, что формирование «с» направлением волокон приведет к появлению трещин. Я могу запутаться в словоблудии. Означает ли это, что зерно проходит перпендикулярно или параллельно линии сгиба?

Я исследовал эту тему, потому что мы сгибаем алюминий 3003 H14 толщиной 0,060 дюйма (см. Рисунок 1), и мой производитель инструментов хочет, чтобы я спроектировал изгибы параллельно волокнам, потому что ему будет легче работать с инструментом. Я не в восторге от этой идеи, но думаю, что все будет хорошо. Также обратите внимание, что это смещенный изгиб, который будет выполнен на рулонном штамповочном прессе, а не на листогибочном прессе, но я предполагаю, что по крайней мере некоторые основы обработки металла применимы. Любые дополнительные рекомендации по этой теме будут высоко оценены.

Ответ: Прежде чем углубляться в эту тему, хотелось бы начать с вашего комментария по поводу словоблудия. Путаница по поводу пустословия — одна из самых больших проблем, с которыми сталкивается наша отрасль. Это утверждение справедливо независимо от того, учитесь ли вы в классе или обсуждаете проект на работе.

Очень немногие термины, относящиеся к конкретной торговле, являются взаимозаменяемыми. Допуск на изгиб одного человека не может быть коэффициентом k для другого человека, а коэффициент k не является вычетом за изгиб, хотя я посещаю магазины, где это именно так. Поскольку эти термины имеют точное значение и применение, неправильное их использование усложняет передачу сложных идей и значительно затрудняет создание качественных деталей. Неправильное использование терминологии часто трудно исправить, и каждый ответит одинаково, почему он использует термины именно так: потому что я так их выучил.

Чтобы все были понятны и правильно использовали терминологию, я рекомендую разместить простую ламинированную настенную диаграмму или раздаточный материал со всеми соответствующими определениями. Вот некоторые из них, которые вы могли бы включить:

Это лишь несколько соответствующих определений; есть еще. Тем не менее, когда все используют язык правильно — ну, вы поняли картину.

Теперь вернемся к рассматриваемой теме: взаимосвязь направления волокон с линией сгиба. В предыдущих статьях я использовал «сгиб вместе с волокнами», когда линия сгиба параллельна направлению волокон, как показано на рисунке 1. Сгибание «поперек» или «поперек» волокон — это когда линия сгиба проходит перпендикулярно волокнам. зерно, что обеспечивает более сильный изгиб и меньшую вероятность растрескивания (см. Рисунок 2).

Изгиб параллельно волокну создаст более слабый изгиб, чем линия сгиба, идущая против волокна или поперек него. Кроме того, внешний радиус изгиба более склонен к растрескиванию при изгибе параллельно направлению волокон. Чем меньше внутренний радиус при изгибе параллельно направлению волокон, тем больше вероятность возникновения трещин и тем более серьезными могут быть трещины. Использование большего радиуса изгиба может помочь предотвратить эти проблемы.

Чтобы согнуть кусок материала, требуется больше силы, когда линия сгиба проходит поперек волокон, но тот же самый изгиб поперек волокон также может удерживать гораздо меньший внутренний радиус изгиба. Кроме того, глубина проникновения может меняться от изгиба к изгибу в зависимости от ориентации линии изгиба относительно зерна материала.

Не все материалы имеют направление волокон. Медь не имеет зерна; есть немного горячекатаного травленого и промасленного проката (HRP&O); а в мягкой холоднокатаной стали зерно может быть весьма выраженным. В нержавеющей стали бывает сложно, а иногда и невозможно определить структуру и направление волокон. Материалы, направление зерен которых влияет на угол изгиба, считаются анизотропными. Материалы, не обладающие этим свойством, считаются изотропными.

РИСУНОК 1. Изгибы, выполненные с использованием волокон (т. е. линия сгиба проходит параллельно направлению волокон), имеют большую вероятность растрескивания.

Один из лучших способов уменьшить растрескивание — сделать внутренний радиус изгиба как можно ближе к толщине материала; то есть сделать соотношение внутреннего радиуса изгиба к толщине материала как можно ближе к соотношению один к одному. Меньший радиус плотно стягивает материал вокруг изгиба и, таким образом, раздвигает зерна, проявляясь в виде трещин. На изгибах редко можно увидеть трещины, радиус которых превышает толщину материала. Иногда зерна могут распасться из-за слишком сильного растяжения или расширения внешнего радиуса. Обычно это наблюдается в менее пластичных материалах или материалах с высокой температурой, таких как алюминий Т-6. Тем не менее, такое взлом не является распространенным явлением.