VJEŽBA V8 · MODUL 2 · MODELIRANJE DIJELOVA I SKLOPOVA
Vježba V8 · 2 sata
Obrada limova: savijeni nosač
Izrada savijenog limenog nosača hvatača MPH-1 modeliranjem limova: razvijeni oblik, savijanje pod 90 stupnjeva i provjera razvijene duljine.
- izraditi baznu stijenku lima zadane debljine i savinuti je pod kutom
- izračunati razvijenu duljinu lima uz zadani radijus savijanja
- prikazati i provjeriti razvijeni oblik (flat pattern) dijela
- objasniti ulogu reljefa savijanja na rubu koji se siječe s drugim savijanjem
O vježbi
Prije vježbe proći gradivo: 2.6 3D modeliranje kod obrade limova.
Pitanja i zadaci na ovoj stranici su bez odgovora. Rješenje s postupkom otvara se gumbom Prikaži rješenje ispod svakog pitanja, a upute za nastavnika nalaze se na dnu stranice.
Zadatak
Nosač hvatača MPH-1 izrađuje se od čeličnog lima debljine 3 mm, savijanjem pod 90°. Razvijeni (ravni) oblik nosača je 120 × 80 mm, radijus savijanja na unutarnjoj strani 3 mm, savijanje na 40 mm od jednog kraja tako da nastaju dva kraka: duži krak 80 mm za pričvršćenje na podnožje i kraći krak 40 mm za prihvat tijela hvatača, s dva provrta Ø6 na svakom kraku za vijke. Izradite model kroz modul za obradu limova: krenite od razvijenog oblika, definirajte savijanje, a zatim prikažite i izmjerite razvijeni oblik gotovog dijela kako biste provjerili odgovara li polaznoj mjeri 120 × 80 mm.
Oprema i pribor
- Računalo s parametarskim CAD sustavom s modulom za obradu limova (Sheet Metal)
- List s mjerama razvijenog oblika, položajem linije savijanja i provrta
- Kalkulator za provjeru razvijene duljine i faktora savijanja
Pravila koja se primjenjuju
Dio od lima modelira se drukčije od punog tijela: umjesto ekstrudiranja bloka pa bušenja rupa, kreće se od tanke stijenke zadane debljine (parametar za cijeli dio) na koju se dodaju savijanja s definiranim radijusom. Radijus savijanja bira se prema debljini i vrsti materijala (uobičajeno u rasponu jedne do dvije debljine lima za konstrukcijski čelik) — premali radijus može napuknuti materijal pri savijanju, prevelik nepotrebno povećava razvijenu duljinu. Program automatski izračunava razvijenu (ravnu) duljinu savijenog dijela pomoću faktora savijanja (K-faktor ili tablica), no taj izračun uvijek treba provjeriti ručno na jednostavnom primjeru prije nego što se odluka prenese u proizvodnju. Kad se dva savijanja sijeku blizu istog ruba, dodaje se reljef savijanja (bend relief) — uski prorez ili zaobljenje koji sprječava napuknuće ili deformaciju materijala na mjestu gdje bi se dva savijanja inače sudarila.
Pažnja
Čest je propust provrte kotirati na konačnom (savijenom) obliku umjesto na razvijenom, iako se rupe zapravo bušе prije savijanja u ravnom limu. Ako se položaj rupe odredi tek na savijenom modelu, razvijeni oblik za rezanje/probijanje izlazi na krivom mjestu i dio se nakon savijanja ne poklapa s namijenjenim provrtom.
Crtež
Postupak
- Otvorite novi dokument dijela i pokrenite modul za obradu limova (Sheet Metal) ili postavite parametre lima na postojećoj skici.
- Nacrtajte skicu ravnog pravokutnika 120 × 80 mm na jednoj ravnini.
- Ekstrudirajte skicu kao baznu limenu stijenku (Base Flange/Tab ili odgovarajuća naredba) debljine 3 mm.
- Postavite parametre lima: debljina 3 mm i zadani radijus savijanja 3 mm kao vrijednosti za cijeli dio.
- Nacrtajte liniju savijanja na 40 mm od kraćeg ruba i primijenite naredbu za savijanje po skiciranoj liniji (Sketched Bend ili odgovarajuća) pod kutom 90°.
- Provjerite u pretpregledu s koje strane linije ostaje nepomični dio, a koji krak rotira, kako bi krakovi ispali u zadanim duljinama 80 i 40 mm.
- Nacrtajte i izbušite po dva provrta Ø6 na svakom kraku, kotirana u odnosu na rub i liniju savijanja, ne na proizvoljnoj apsolutnoj poziciji.
- Ako se rub provrta približi liniji savijanja bliže od otprilike dvije debljine lima, dodajte reljef savijanja ili pomaknite provrt dalje od linije.
- Uključite prikaz razvijenog oblika (Flat Pattern) i izmjerite njegovu ukupnu duljinu.
- Usporedite izmjerenu razvijenu duljinu s polaznom vrijednosti 120 mm i zapišite eventualno odstupanje te njegov uzrok (K-faktor, zaobljenje).
Pitanja i zadaci
1. Zašto se dio od lima modelira drukčije od punog tijela — polazi se od stijenke i savijanja, a ne od bloka i rezanja?
Prikaži rješenje
Lim nastaje savijanjem tanke, konstantno debele stijenke, a ne uklanjanjem materijala iz bloka; modul za obradu limova to prati tako da debljina ostaje jedan parametar za cijeli dio, a svako savijanje pamti kut, radijus i smjer, čime se model ponaša kao stvarni proces savijanja i omogućuje točan izračun razvijenog oblika.
2. Zašto se radijus savijanja bira u odnosu na debljinu lima, a ne kao proizvoljna "lijepa" vrijednost?
Prikaži rješenje
Premali radijus u odnosu na debljinu lokalno previše rasteže vanjsko vlakno materijala pri savijanju i može uzrokovati napuknuće, dok prevelik radijus nepotrebno povećava razvijenu duljinu i mijenja položaj linije savijanja. Uobičajeni raspon za konstrukcijski čelik je otprilike jedna do dvije debljine lima, ovisno o materijalu.
3. Provjerite razvijenu duljinu nosača jednostavnim zbrajanjem dvaju krakova mjerenih do sredine debljine (80 i 40 mm) bez odbitka na mjestu savijanja, i usporedite sa zadanom vrijednosti 120 mm.
Prikaži rješenje
Zbroj krakova: 80 + 40 = 120 mm, što se točno poklapa sa zadanom razvijenom duljinom. To je pojednostavljena provjera (bez K-faktora) koja pokazuje da su krakovi mjereni do zajedničke točke savijanja, a stvarni CAD izračun uz radijus i K-faktor daje vrlo blisku, ali ne nužno identičnu vrijednost, koju treba očitati iz razvijenog oblika.
4. Objasnite razliku između kuta savijanja koji se upisuje u naredbu (90°) i unutarnjeg kuta koji ostaje između dva kraka nakon savijanja.
Prikaži rješenje
Kut savijanja od 90° u naredbi obično označava kut za koji se krak zakreće u odnosu na polazni ravni položaj. Unutarnji kut između dva kraka nakon takvog savijanja iznosi 90° kad je riječ o pravom kutu (L-profil); ako se traži drukčiji unutarnji kut (npr. tupi kut nosača), kut savijanja u naredbi treba preračunati kao dopunu do 180°, ovisno o konvenciji programa.
5. Zašto se provrti na krakovima kotiraju u odnosu na rub i liniju savijanja, a ne unose kao apsolutne koordinate izmjerene na gotovom (savijenom) modelu?
Prikaži rješenje
Provrti se u stvarnoj proizvodnji buše ili probijaju dok je lim još ravan, prije savijanja; kotiranje u odnosu na rub i liniju savijanja odgovara stvarnom postupku izrade i osigurava da razvijeni oblik (za rezanje) ima provrte na točno istom mjestu kao i model, bez potrebe za naknadnim preračunavanjem.
6. Što je reljef savijanja (bend relief) i kada ga je potrebno dodati?
Prikaži rješenje
Reljef savijanja je uski prorez ili zaobljenje uz kraj linije savijanja koji sprječava da se materijal na tom mjestu deformira ili poderе kad se savijanje proteže do samog ruba ili blizu drugog savijanja/otvora. Dodaje se kad linija savijanja ne prolazi cijelom širinom stijenke ili kad se dva savijanja sijeku blizu istog ruba.
7. Nakon uključivanja prikaza razvijenog oblika, izmjerena duljina je 121,4 mm umjesto očekivanih 120 mm. Je li to nužno pogreška u modelu?
Prikaži rješenje
Nije nužno pogreška — razlika obično potječe od K-faktora (položaja neutralnog vlakna unutar debljine lima pri savijanju) koji program koristi za izračun razvijene duljine, a taj faktor ovisi o materijalu i radijusu. Vrijednost treba provjeriti u postavkama materijala i po potrebi prilagoditi prema stvarnim mjerenjima probnog uzorka, a ne jednostavno prihvatiti ili odbaciti kao grešku.
8. Zašto se prije puštanja modela u proizvodnju razvijeni oblik uvijek provjerava i ručnim izračunom, a ne samo automatskim prikazom u programu?
Prikaži rješenje
Automatski izračun ovisi o ispravno postavljenim parametrima (debljina, radijus, K-faktor) koje je moguće pogrešno unijeti; ručna provjera na jednostavnom primjeru (zbroj krakova do neutralnog vlakna) brzo otkriva grubu pogrešku prije nego što se razvijeni oblik pošalje na rezanje, gdje bi ispravak bio skuplji.
Za nastavnika
Otvori upute za nastavnika
Priprema
Pripremiti list s mjerama razvijenog oblika i tablicu preporučenih radijusa savijanja prema debljini lima za konstrukcijski čelik. Predvidjeti 2 nastavna sata.
Tijek sata
- Objasniti razliku modeliranja lima od modeliranja punog tijela i ulogu K-faktora (15 min).
- Izrada bazne stijenke i postavljanje parametara lima (15 min).
- Izrada savijanja po skiciranoj liniji i provjera duljina krakova (20 min).
- Dodavanje provrta na razvijenom obliku i po potrebi reljefa savijanja (20 min).
- Prikaz razvijenog oblika, mjerenje i usporedba s ručnim izračunom (10 min).
Očekivani rezultati
Model savijenog nosača s ispravnom debljinom, radijusom savijanja i kutom 90°, provrtima kotiranim u odnosu na rub i liniju savijanja, te razvijenim oblikom čija je izmjerena duljina provjerena i objašnjena u odnosu na ručni izračun.
Česte pogreške
- Provrti kotirani na savijenom, a ne na razvijenom obliku.
- Nesrazmjeran radijus savijanja u odnosu na debljinu lima.
- Izostavljen reljef savijanja tamo gdje je linija savijanja blizu ruba ili drugog savijanja.
- Zamijenjena strana koja se pri savijanju smatra nepomičnom, pa krakovi ispadnu krivih duljina.
Vrednovanje
| Kriterij | Bodovi |
|---|---|
| Bazna stijenka i parametri lima (debljina, radijus) ispravni | 20 |
| Savijanje ispravnog kuta i duljina krakova (80/40 mm) | 25 |
| Provrti ispravno kotirani prema rubu i liniji savijanja | 20 |
| Razvijeni oblik prikazan i izmjeren, odstupanje objašnjeno | 20 |
| Uredan model i imenovanje značajki | 15 |