Naciśnij podstawy zginania hamulca, jak uniknąć ostrego zakrętu

Pytanie: Po pierwsze, powiem, że podobało mi się czytanie twoich artykułów i książek związanych z tworzeniem teorii. Stosowałem zasady, które omówiłeś w sklepach, dla których pracowałem.

Niedawno zacząłem od innego OEM, aby pomóc w jego dziale wytwarzania. Używamy 304 stali nierdzewnej prawie 95 procent czasu. Pracowałem z jakością i inżynierią, aby wyprasować nasze stoliki, więc nasze części pojawią się poprawnie, po raz pierwszy, w ciągu 0,0100 cala. wariancja na zakręt. Zebrałem dane od naszych dostawców na temat ostatecznej wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności oraz złożonych tabel ze średnimi, aby zastosować się do formuł, aby lepiej przewidzieć puste długości. Naszym problemem jest to, że końcówka uderzenia wydaje się nurkować w naszym materiale nierdzewnym.

Korzystając z narzędzi w stylu amerykańskim, odgrywaliśmy się w powietrzu 0,075 cala. Grubaj, 90-KSI ze stali nierdzewnej z nosem 0,062 cala. Otwarcie, dając nam około 0,117 cala. unosił się wewnątrz promienia. Próbowaliśmy użyć nosa 0,125 cala. Radiusz, ale nasza pusta rośnie jeszcze bardziej. Poszliśmy nawet do 0,625 cala. Otwarcie matrycy, głównie w celu zmniejszenia wymagań tonażowych, ale nie widzieliśmy zauważalnej różnicy w tym, jak daleko jest część od tego, co początkowo obliczyliśmy.

Zakładam, że możemy być ostre pochylenie za pomocą naszego 0,062 cala. Promień końcówki wybicia, a tym samym przekraczając tonaż materiału. Gdzie byłby dobry punkt wyjścia do rozwiązania tego problemu?

Odpowiedź: Wszystko, co właśnie stwierdziłeś, jest zgodne z teorią tworzenia powietrza. Wchodzą tutaj trzy czynniki: ostre zgięcie, zasada 20 procent i promień nosa.

Zacznijmy od ostrego zakrętu - lub, kiedy go ująłeś, mając nos uderzenia „nurkuj ” w materiał i zagniewanie środka promienia.

Ostry zakręt nie jest zakrętem minimum promieni. Minimum-Radius Bend to najmniejszy promień, który można swobodnie płonąć w formie powietrznej. Wszelkie promień nosa mniej niż minimalny promień będzie „nurkować” w środku zakrętu.

Ostry zakręt wzmacni zmiany w materiale, które powodują zmianę kąta zgięcia z części na część. Obejmują one różnice w grubości, kierunku ziarna, a także wydajność i siły rozciągania. Ostry zakręt jest spowodowany trzema rzeczami: limitami naprężenia ścinającego metalu, obszaru gruntów, w którym przyłożona jest siła tonażowa, oraz całkowity tonaż wymagany do zginania przedmiotu obrabianego nad danym otworem matrycy.

Aby znaleźć, gdzie zakręt staje się ostro, co nazywamy ostrą wartością, przyjęliśmy standardową formułę tonażu do zginania. Dla naszych celów nazywamy to przekłuwaniem tonażu, ponieważ mówi nam, ile siły jest potrzebna, aby końcówka uderzenia przebijała i marszcza materiał - co oczywiście chcemy uniknąć. Formuła nie dostosowuje się idealnie, a wyniki są tylko przybliżeniem, ale działa wystarczająco dobrze, aby być bardzo przydatnym w Fab Shop.

Zanim przejdziemy do formuły, musimy określić obszar lądowy, początkowy obszar kontaktu między końcówką uderzenia a materiałem. W poprzednich kolumnach użyliśmy promienia uderzenia do obliczenia tego obszaru kontaktu. To zbliża cię wystarczająco do wielu aplikacji, ale tak naprawdę nie odzwierciedla to, co się dzieje podczas zakrętu powietrznego.

Jeśli pamiętasz z geometrii szkoły średniej, promień ma połowę średnicy koła i właśnie to jest na końcu końcówki. Gdybyś miał zmierzyć zakrzywiony obszar na dole 0,062 cala. Radiusza, nie jest ona równa 0,062 cala. Zakrzywiony obszar byłby zamiast tego równy części obwodu lub długości łuku. Rozszerz krzywą na koło, podziel średnicę tego koła na pół, a uzyskasz 0,062 cala, promień końcówki uderzeń.

Ponownie, użycie promienia uderzenia do obliczania przeszywającego tonażu działa wystarczająco dobrze. Ale aby dokładniej przewidzieć przeszywające tonaż, musimy znaleźć długość łuku - i nie tylko długość łuku, ale długość łuku, która tworzy początkowy kontakt z materiałem w momencie zginania.

Znajdujemy długość łuku, określając stopnie kontaktu, jaki wykonuje końcówka uderzenia, zanim metal zacznie się zginać, jak pokazano na rycinie 1. Może się to znacznie różnić. Niektóre materiał zaczyna się zginać natychmiast po kilku stopniu kontaktu; Inne materiały zaczynają się zginać dopiero po o wielu kolejnych stopniach kontaktu. Matematyka, aby ustalić to precyzyjnie bardzo złożone, więc do naszych celów użyjemy 20 stopni kontaktu jako stałej.

Uwzględniając stopnie kontaktu i promień uderzenia (R) do następującego równania, określamy długość łuku i ostatecznie całkowitą powierzchnię gruntów:

Długość łuku = 2πr × (stopnie kontaktu/360)

Obszar ziemi = długość łuku × długość zakrętu

Teraz jest to przebijająca się formuła tonażu. Należy zauważyć, że oryginalna formuła ma zmienną o nazwie współczynnik ścinania, aby uwzględnić rozmiar i kształt materiału. Dla naszych celów założymy, że materiał jest płaski, który ma współczynnik ścinania 1,0. Nie wpływa to na nasz wynik, więc pominęliśmy go w równaniu. Ponownie, chociaż ta formuła nie jest idealna dla tej aplikacji, jest wystarczająco blisko, aby nasze potrzeby znaleźli niezbędne wartości:

Przebijanie tonaż = obszar lądowy × grubość materiału × 25 × współczynnik materiału

Stała „25 ” wynika z faktoringu w sile wspólnych gatunków stalowych miękkich w momencie powstania wzoru, stąd potrzeba wartości czynników materiałowych (patrz ryc. 2). Współczynniki materiału dostosowują tonaż dopasowany do bieżącej wydajności materiału i wartości rozciągania.

Teraz, gdy mamy tonaż przeszywający, musimy obliczyć tonaż formujący niezbędny do zgięcia przedmiotu obrabianego. Robimy to, znajdując punkt, w którym metal wkracza w jego plastikowy stan, zakręca i pozostaje wygięty. Ten punkt jest miejscem, w którym wydajność jest „zepsuta ” w materiale. Należy zauważyć, że nie jest to takie samo, jak obciążenia formujące się na dole skoku w operacji dna lub pomyślenia. Obliczenia tonażowe na dno i czołowe są w najlepszym razie zgadywane, ponieważ są bardzo zależne od operatora.

Poniższe równanie, w którym MT jest grubością materiału, rozwiązuje wartość tonażu, w której pęknie plon, dając nam tonaż na cal, którego potrzebujemy, aby materiał mógł się utworzyć. I jak w przypadku przebijającego tonażu, musimy włączyć współczynnik materiału, jak pokazano na rysunku 2. Jeśli nie widzisz materiału, z którym pracujesz, możesz po prostu podzielić wytrzymałość na rozciąganie materiału przez wytrzymałość na rozciąganie naszego materiału wyjściowego , 60 000-PSI Mild Steel.

Tworzenie tonażu na cal = {[(575 × MT2) /Die Otwarcie /12]} × współczynnik materiału

Przebijający tonaż daje nam oszacowanie, ile siły zajmie na narzędzie do przebicia, zagniewania i nurkowania w linii zakrętu. Aby uniknąć zagięcia zakrętu, musisz upewnić się, że tonaż przeszywający jest większy niż tonaż formujący na cal. W ten sposób materiał będzie odporny na przeszywające ciśnienie z końcówki uderzeń.

Teraz jesteśmy gotowi uruchomić obliczenia. Należy zauważyć, że w następujących wartościach wszystkich wymiarów są w calach. Ponadto nie wspomniałeś o długości zakrętu, więc w tym przykładzie użyjemy długości zgięcia 12 cali.

Rodzaj materiału i wytrzymałość na rozciąganie = 90 ksi stali nierdzewnej

Współczynnik materiału = 90 ksi/60 ksi = 1,5

Długość zgięcia = 12 cali.

Otwarcie matrycy = 0,500 cala.

Promień uderzeń = 0,062 cala.

Długość łuku = 2πr × (stopnie kontaktu/360)

Długość łuku = 2 × 3,1415 × 0,062 × (20/360) = 0,021 in.

Obszar ziemi = długość łuku × długość zgięcia

Obszar gruntów = 0,021 × 12 = 0,252 cala.

Tonaż przeszywający = obszar lądowy × MT × 25 × współczynnik materiału

Tonaż przeszywający = 0,252 × 0,075 × 25 × 1,5 = 0,708 ton

Tworząc tonaż na cal = [(575 × MT2)/Otwarcie matrycy/12] × współczynnik materiału

Tworząc tonaż na cal = [(575 × 0,0752) / 0,500 / 12] × 1,5 = 0,808 ton

Jak widać, formujący się tonaż na cal wynosi 0,808, a tonaż przeszywający wynosi 0,708. Wymagany tonaż do tworzenia przekracza zdolność materiału do oporu siły przeszywającego!

Ale poczekaj, jest więcej

Porównaj to, co dzieje się z trzema różnymi otworami, które mieszczą się w zakresie grubości materiału od 6 do 8 razy. Nasz przeszywający tonaż pozostaje stały, na poziomie 0,708 ton, ale spójrz, co dzieje się z tonażem formującym:

Grubość L (MT) = 0,074 cala.

0,375 cala. Otwarcie matrycy = 1,078 ton na cal

0,500 cala. Otwarcie matrycy = 0,808 ton na cal

0,625 cala. Otwarcie matrycy = 0,646 ton na cal

Zwróć uwagę, co się stanie, gdy otworzysz szerokość matrycy od 0,500 do 0,625 cala. Ciśnienie do tworzenia jest teraz niższe niż tonaż do przebicia. Oznacza to, że końcówka uderzenia nie powinna już być „nurkowaniem” w środku zakrętu, a zakręt nie powinien już znajdować się w relacji „ostre ” z materiałem.

Nie tylko to, ale jak zauważyłeś, promień wewnętrzny zmienił się tak, jak powinien. To jest 20 -procentowa zasada w pracy. W notatce wskazałeś, że osiągnąłeś pływany promień wewnętrzny 0,117 cala przez 0,500 cala. V Die. Zasada 20 procent stwierdza, że ​​dla 304 nierdzewnej z najwyższą wytrzymałością na rozciąganie 85 000 PSI (UTS), promień zmiennoprzecinkowy powinien wynosić od 20 do 22 procent otwarcia matrycy. Rzeczywiście, 22 procent 0,500 to 0,110 cala kierunku ziarna, niedokładności pomiaru i fakt, że pracujesz z materiałem 90 000-psi, uwzględniałby niewielkie rozbieżności. Twój materiał trzyma wewnętrzny promień gięcia równy 23 procent otworu matrycy.

Na podstawie tego wszystkiego promień wewnętrzny wynikający z tworzenia się nad 0,625 cala. Otwarcie matrycy powinno wynosić 0,143 cala (0,625 × 0,23 = 0,143 cala) i nie powinieneś mieć widocznych oznak zagniewania na linii zakrętu. Jednocześnie tonaż formujący spadł z 0,808 do 0,646 ton na cal.

Najlepszy wybór promieni ponczu

0,125 cala. Promień uderzeń wyhoduje wewnętrzny promień zakrętu zarówno w 0,375 i 0,500 cala. Otwory umierające. To dlatego, że promień nosa uderzenia jest większy niż naturalnie występujący rad w materiale - a kiedy to się stanie, część będzie miała większą wartość nosa. Kiedy masz większy promień, otrzymujesz większe odliczenie zakrętu i dostajesz inną część.

Z drugiej strony większy promień nosa uderzenia nie wpłynie na promień gięcia lub odliczenie zgięcia w 0,625 cala. umierać. Nos uderzenia o 0,125 cala jest mniejszy niż naturalnie występujący promień 0,143 cala?

Najlepszą strategią w tej sytuacji jest użycie promienia nosa, jak najbliżej promienia naturalnego bez przekraczania tej wartości - chyba, że ​​planujesz ją od samego początku i włączyć odliczenia większego promienia i zakrętu do twojego obliczenia.

Standaryzuj wykorzystanie narzędzi

Wspomniałeś o tym podczas przełączania na 0,625 cala. Die Widziałeś „Brak zauważalnej różnicy ” w tym, jak daleko jest część od twoich początkowych obliczeń. To, co za tym zależy od tych początkowych obliczeń, w tym długości zakrętu (ten przykład zakłada długość zakrętu 12-calowego). Niezależnie od tego, kiedy zmienisz otwór matrycy, zmieniasz promień i odliczenie zakrętu. Pamiętaj, że po zginaniu powietrza nowe otwarcie matrycy skutecznie zmienia wszystko.