Jak obliczyć ukształtowany w powietrzu promień różnych kątów zgięcia

P: Naprawdę wziąłem teorię za twoje artykuły do ​​serca i zrobiłem wszystko, co w mojej mocy, aby zastosować ją w największym możliwym stopniu. Zawsze szukam sposobów, aby poprawić swoją umiejętność dokładniejszego obliczania zagięć i użyłem różnych reguł kciuka, które podałeś. Oczywiście wiele z nich ma zakresy wartości do wykorzystania. Czy istnieją sposoby dokładniejszego obliczania zagięć dla różnych kątów i promieni?

Odp .: W hali produkcyjnej często używa się reguł kciuka, aby zamknąć nasze obliczenia, choć możliwe jest jeszcze bliższe obliczenie. Po pierwsze, upewnij się, że żądany promień nie jest zbliżony do promienia ostrego zagięcia. Jest to najmniejszy promień, który można wygiąć w części, zanim nos stempla zacznie marszczyć materiał. W przypadku stali walcowanej na zimno o mocy 60 000 PSI ma to miejsce, gdy promień wynosi około 63% grubości materiału. W grę wchodzą jednak różne czynniki dla różnych materiałów, grubości i promienia dziurkowania.

Przegląd reguły 20 procent

Podczas formowania powietrza promień wewnętrzny tworzy się proporcjonalnie do szerokości matrycy. Dotyczy to wszystkich form powietrza, niezależnie od stylu używanego oprzyrządowania. To jest istota zasady 20 procent. Należy pamiętać, że zasada 20 procent naprawdę nie jest przeznaczona do wyboru kości, ale zamiast tego jest używana podczas obliczania odliczeń zgięć. Z drugiej strony dobry technik może przetwarzać informacje w dowolny sposób.

Wartości procentowe w regule 20% opierają się na wytrzymałości na rozciąganie materiału. „20 procent” faktycznie pochodzi z zakresu procentowego stosowanego do stali nierdzewnej. W przypadku naszego podstawowego materiału, 60 000 PSI walcowanej na zimno stali, promień tworzy 16 procent szerokości matrycy. Aby zastosować regułę do innych materiałów, obliczamy następujące:

Rozciągliwość materiału w PSI / 60 000 = współczynnik różnicy rozciągliwości

Współczynnik różnicy rozciągliwości × 0,16 = Procent szerokości matrycy

Procent szerokości matrycy × Szerokość matrycy = Wewnętrzny promień zgięcia formy powietrza

To proste obliczenie działa dobrze w środowisku sklepu, ale oczywiście istnieje wiele innych zmiennych, które wpływają na promień, w tym kąt zgięcia.

Więcej kątów

Aby obliczyć promień wytworzony przy różnych kątach zgięcia, najpierw znajdź promień i długość łuku łuku, a następnie zmień te wyniki, aby uwzględnić wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności. W tym miesiącu omówimy geometrię znajdowania promienia i długości łuku. W przyszłych miesiącach użyjemy tych pomiarów i uwzględnimy rzeczywiste warunki gięcia.

Ten kalkulator używa ogólnych terminów matematycznych, ale dotyczą one areny prasy krawędziowej. „Wysokość łuku” na kalkulatorze strony jest taka sama, jak głębokość penetracji puncha od punktu uszczypnięcia do dołu skoku (Dp). „Szerokość łuku” to szerokość matrycy (Dw). Jeśli znasz szerokość matrycy i dołączony kąt zgięcia, to narzędzie online obliczy długość łuku, głębokość penetracji i promień wewnętrzny (patrz Rysunek 1).

Rozważmy zastosowanie giętego materiału o grubości 0,125 cala na 0,984 cala. szerokość matrycy. Korzystając z kalkulatora online, uzyskujemy długość łuku; aby znaleźć promień wewnętrzny, mnożymy długość łuku przez grubość materiału.

135 stopni: 1,25476-in. długość łuku × 0,125 cala = 0,156 cala. wewnętrzny promień

120 stopni: 1,188985 cali. długość łuku × 0,125 cala = 0,148 cala. wewnętrzny promień

90 stopni: 1.09295 cali. długość łuku × 0,125 cala = 0,136 cala. wewnętrzny promień

60 stopni: 1,03044-in. długość łuku × 0,125 cala = 0,128 cala. wewnętrzny promień

45 stopni: 1,0097-in. długość łuku × 0,125 cala = 0,126 cala. wewnętrzny promień

Zauważ, że wszystkie podane kąty są uwzględnione.

Springback i efekt paraboli

Oczywiście nie jest to kolejna część układanki - sprężynowanie - a dokładniej mnożnik wygięcia / zgięcia. Kąt, który wyginasz również, to „kąt zgięty”, podczas gdy „kąt zgięcia” to kąt mierzony po zwolnieniu nacisku i odskoku przedmiotu. Jeśli kąt się rozluźnia, zmienia się promień. Będę też zakrywał mnożnik gięcia / zgięcia bardziej szczegółowo w przyszłej kolumnie.

Aby być naprawdę precyzyjnym, musimy wziąć pod uwagę to, co faktycznie dzieje się w formie powietrza. Gdy zaczniesz wpychać materiał do matrycy, przełamać wydajność materiału i wejść do strefy plastycznej, w rzeczywistości nie tworzysz tylko jednego promienia.

Aby to wyjaśnić, wróćmy do samych podstaw. Promień jest połową średnicy koła. Wyobraź sobie okrąg narysowany tak, aby jego zakrzywiona powierzchnia była zgodna z kształtem zgięcia. Gdy kąt zgięcia staje się szerszy, okrąg musi stać się większy, aby dopasować się do kształtu zgięcia; większy okrąg ma oczywiście większy promień. W ten sposób mierzymy wewnętrzny promień zgięcia w precyzyjnej obróbce blachy. Im mniejszy promień, tym ostrzejsza jest krzywa zgięcia; im większy promień, tym szersza krzywa.

Ale to nie jest dokładnie to, co dzieje się w formie powietrza. Nakładaj okrąg i kształt zagięcia, a przekonasz się, że w niektórych przypadkach nie do końca pasują. To dlatego, że kształt zakrętu nie jest tylko jednym promieniem, ale kilkoma.

Wraca do natury gięcia blach. Gdy stempel wpycha materiał w przestrzeń matrycy, nie zawsze tworzy prosty promień. W rzeczywistości tworzy parabolę, kształt stożkowy (patrz rysunek 2). Ponieważ faktycznie tworzysz parabolę, promień nie pozostaje stały przez kąt zgięcia. Ta parabola wpływa na różne funkcje gięcia, a efekt na zagięcia o dużym promieniu jest świetny. Będę miał więcej na ten temat w nadchodzących miesiącach.

Teraz zdajesz sobie sprawę, dlaczego używamy ogólnych zasad, a nie próbujemy obliczać, dopóki nie staniemy się niebiescy. Mamy do czynienia z wieloma zmiennymi. Niemniej jednak możemy się bardzo zbliżyć, jeśli spróbujemy.

Matematyka za długością promienia i łuku

Gięcie w jego rdzeniu dotyczy geometrii. Ale jeśli chcesz poznać matematykę za tym wszystkim, odnieś się do równania pudełkowego na rysunku. A jest głębokością penetracji (Dp), B jest połową szerokości matrycy (Dw), a R jest promieniem. Zakrzywiona czerwona linia reprezentuje zakręt. Po obliczeniu promienia można znaleźć długość łuku, ale trzeba przekonwertować stopnie uwzględnionego kąta zgięcia na radiany.

Zauważ, że jest to czysta geometria, a wynikowy promień nie uwzględnia warunków gięcia w rzeczywistym świecie. Ale daje ci to postać, z którą możesz pracować, aby uwzględnić zmienne, takie jak grubość materiału, rodzaj materiału i sprężynowanie.

Rozważmy następujące zastosowanie przy użyciu szerokości matrycy 0,984 cala, zginając się do kąta zawartego 135 stopni. Penetracja od punktu ucisku do dołu skoku (Dp) wynosi 0,328 cala.

Obliczanie promienia

Promień wewnętrzny = [(Dw / 2) 2 + Dp2] / Dp × 2

Promień wewnętrzny = (0,4922 + 0,3228) / 0,328 × 2 = 0,532 cala.

Obliczanie długości łuku

Stopnie do konwersji radianu: kąt zawarty w stopniach × (3,1415 / 180)

Długość łuku = Promień wewnętrzny × Kąt zawarty w radianach

Konwersja radianów: 135 × (3,1415 / 180) = 2,35619449

Długość łuku = 0,532 × 2,35619449

Długość łuku = 1,253495469