Typy promienia utworzone przez zginanie powietrzem na prasie krawędziowej

Pytanie: Przeczytałem twoją kolumnę już od jakiegoś czasu, aw moim sklepie spędziliśmy dużo czasu kłócając się o to, co jest ostrym zakrętem w formie powietrza i jak odnosi się do zagięcia o minimalnym promieniu. Czy są tym samym, czy istnieje różnica? Czy mógłbyś przejrzeć ten temat dla nas, abyśmy mogli lepiej zrozumieć te pojęcia i ich zastosowanie w rzeczywistym świecie?

Odpowiedź: Czasami konieczne staje się rozszerzenie i udoskonalenie definicji czegoś - i to jest jeden z tych czasów. Po miesiącach badań nad pokrewnymi tematami, takimi jak współczynnik k, odkryłem, że naprawdę musimy zmienić nasze definicje różnych typów promieni zgięcia.

W przypadku formowania powietrznego mieliśmy trzy akceptowane typy: minimalny, promień i głęboki. Mimo to, aby odzwierciedlić wszystkie badania dotyczące gięcia blach w ostatnich dziesięcioleciach, nadszedł czas, aby użyć bardziej precyzyjnej terminologii.

Pięć rzędów promienia zgięcia

Istnieje pięć rzędów wewnętrznego promienia gięcia (Ir). W sercu wszystkich rzeczy precyzyjnych, Ir jest tym, czego używamy do obliczania naszych dodatków zginania (BA) i dedukcji zginania (BD). Pięć z nich wygląda następująco:

1. Ostry promień gięcia

2. Zakręt o minimalnym promieniu

3. Idealne wygięcie promienia

4. Zagięcie powierzchni lub promienia

5. Zagięcie promienia bocznego

Ostre zakrzywienie promienia

Gięcie ostrego promienia to taki, w którym zagięty jest środek zagięcia. To marszczenie powstaje, gdy ciśnienie jest przykładane do obszaru tak małego, że zastosowany tonaż przekracza zdolność materiału do przeciwstawienia się tej sile, umożliwiając dziurkaczowi przebicie powierzchni materiału.

Marszczenie środka promienia powoduje zmiany grubości materiału (Mt), granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie i kierunku ziarna. To z kolei prowadzi do zmian kąta końcowego wygięcia i zmian w odjęciu zgięcia (BD). W najgorszym przypadku ostre zakręty powodują powstanie słabego punktu w blasze i powodują, że zagięcie kończy się niepowodzeniem w produkcie końcowym.

To, czy zakręt staje się ostry, jest funkcją materiału, a nie najostrzejszym dziobem w sklepie. Gdy końcówka stempla jest zbyt mała w porównaniu z tonażem wymaganym do uformowania, obciążenie zostanie skoncentrowane na tak małym obszarze, że stempel zacznie przebijać powierzchnię materiału.

Stąd masz dwie możliwości. Po pierwsze, pozostań przy ostrym zakręcie i oblicz BA, zewnętrzną obniżkę (OSSB) i BD, używając wartości dla naturalnego promienia pływającego. Jeśli promień dzioba stempla musi pozostać taki sam, trzeba będzie uważnie obserwować kąty zgięcia podczas produkcji. Ponownie, ponieważ ostre zagięcia przebijają powierzchnię materiału, wzmacniają zmiany kąta zgięcia w wyniku zmian właściwości materiału, kierunku ziarna, grubości i wytrzymałości na rozciąganie i wytrzymałości.

Drugą opcją jest nadal obliczanie BA, OSSB i BD przy użyciu naturalnie pływającego promienia wewnętrznego - tylko tym razem zmienia się nos dziurkacza na promień możliwie najbliższy naturalnie unoszącemu się promieniu bez przekraczania wartości promienia. Jeśli nos dziurkacza przekracza wartość promienia pływającego, materiał przyjmie nowy, większy promień, ponownie zmieniając wszystkie wartości BD i płaskie puste.

Utrzymanie promienia dzioba stempla tak blisko, jak to możliwe, ale wciąż mniejszego niż pływający Ir, daje najbardziej stabilny i stały kąt zgięcia, a co za tym idzie, stabilne wymiary liniowe.

Minimalne zagięcie promienia

Minimalny promień gięcia nie jest najostrzejszym dziobem w sklepie, który często mylony jest przez wielu inżynierów i programistów. Raczej minimalny promień gięcia może opisywać jedną z dwóch rzeczy, w zależności od kontekstu.

Po pierwsze, jest to punkt, w którym zakręt staje się ostry, a nos stempla zaczyna penetrować powierzchnię materiału. Nazwij to definicją „minimalnej granicy” (patrz rysunek 1). Po drugie, może to oznaczać najmniejszy uformowany w powietrzu promień wewnętrzny, który można osiągnąć bez pękania zewnętrznej powierzchni łuku.

Odnosząc się do drugiej definicji, dostawcy materiałów często wymieniają minimalny promień wewnętrzny w wielokrotnościach Mt np. 1Mt, 2Mt. Aby być bardziej precyzyjnym, można obliczyć minimalny promień zgięcia przy użyciu redukcji rozciągania danego materiału.

Aby jeszcze bardziej pomieszać, możesz mieć minimalny promień gięcia przy użyciu wystarczająco ostrego dziurkacza, który zaczyna przebijać (pierwsza definicja), a także tworzyć pęknięcia na zewnętrznym promieniu. Niezależnie od tego, obie definicje są ściśle powiązane, ponieważ są w pewnym stopniu zależne od wytrzymałości na rozciąganie materiału. Im wyższa wytrzymałość na rozciąganie, tym większy musi być nos dziurkacza, aby uniknąć pękania na zewnątrz zagięcia. Dotyczy to również twardości; im twardszy materiał, tym większy musi być promień.

Bez względu na to, czy marszczy się środek zagięcia, oba rodzaje zagięć o minimalnym promieniu (wraz z ostrymi zagięciami) zagrażają integralności materiału i ogólnej spójności. Dlaczego to? Ponieważ zarówno ostre, jak i minimalne promienie gięcia powodują nadmierne naprężenia rozciągające. Zmienia to kształt promienia, zmieniając w ten sposób wydłużenie w zakręcie.

W precyzyjnej blachy każda część, każde zagięcie i każdy rodzaj materiału ma pewne cechy, które powodują, że każdy ma swoje własne minimalne promienie gięcia. Nigdy nie będzie taki sam i należy to uwzględnić przy projektowaniu części blaszanych. Aby uzyskać spójność, spróbuj zaprojektować części o promieniu wewnętrznym zbliżonym do grubości materiału - co prowadzi nas do następnego rodzaju promienia: idealnego zagięcia.

Idealne zgięcie promienia

Idealne wygięcie promienia to takie, w którym stosunek Ir do Mt wynosi 1 do 1 (to znaczy Ir równa się Mt), ale obejmuje również mały zakres wartości, które zaczynają się od minimalnego promienia i sięgają 125% Mt.

Idealne wygięcie promienia jest właśnie takie - idealne. Przy stosunku Ir-Mt-1 do 1, zakręt jest w najbardziej stabilnym stanie, co pozwala wytworzyć promień z najmniejszą ilością zmian między zagięciami. Zapewnisz stały kąt zgięcia, spójne wymiary i najmniejszą sprężystość.

Ta relacja Ir-Mt-1-do-1 jest również jedyną wartością, przy której obowiązuje ważna reguła 8-krotna - to znaczy, szerokość matrycy powinna być 8-krotnością Mt. Ta reguła staje się nieważna, gdy stosunek Ir do Mt staje się większy lub mniejszy.

Zakręt powierzchni lub promienia i wygięcie promienia głębokiego

Łuki powierzchniowe lub promienie są gdzie promień wewnętrzny jest większy niż 125 procent do około 12 razy Mt. Ponownie jest to przybliżone. Bardziej precyzyjna górna granica dla zakrętów promienia ma związek z zachowaniem materiału, który wkrótce podam.

Wraz ze wzrostem stosunku Ir do Mt rośnie również odskok. A kiedy stosunek Ir do Mt jest bardzo duży, materiał nie jest zbyt plastyczny, nawet przy niskiej wytrzymałości na rozciąganie, a wszystko to może spowodować wielokrotne pękanie (patrz Rysunek 2). Często w materiałach o niskiej wytrzymałości na rozciąganie i mniej powszechnych w materiałach o wyższej wytrzymałości, wielokrotne pękanie objawia się, gdy wewnętrzny promień materiału oddziela się od dziurkacza. Wielozakresowość może wystąpić, gdy stosunek Ir do Mt przekracza 12 do 1, ale w odpowiednich okolicznościach może przyjąć stosunek tak wysoki, jak 30 do 1.

Kiedy więc zakręt promienia zamienia się w głębokie wygięcie promienia? Można to określić jako moment oddzielenia materiału od promienia stempla. Ponownie może się to zdarzyć, gdy stosunek Ir do Mt przekracza 12 do 1, ale w niektórych przypadkach może wynosić nawet 30 do 1.

Atrybuty materiałów odgrywają główną rolę w osiąganych wynikach. W każdym typie materiału lub grupie znajdziesz znaczne różnice w składzie chemicznym, zabiegach i temperamentach, tak że trudno jest określić przewidywany dokładny punkt, w którym zachodzi zmiana.

Do zewnętrznego kąta zgięcia 90 stopni materiał będzie wiernie podążał za konturem promienia stempla. Ale wtedy zarówno penetracja w przestrzeni matrycy, jak i sprężynowanie działają na ich magię. Wraz ze wzrostem zewnętrznego kąta gięcia, zobaczysz proporcjonalny wzrost ilości sprężynowania. Im dalej musisz iść, aby zrekompensować sprężynowanie, tym większa separacja między Ir i Rp, a im mniejsze Ir staje się w stosunku do promienia uderzenia. Głębokie wygięcie promienia będzie wymagało jakiejś formy kompensacji lub wypychania w celu utrzymania kontaktu materiału z promieniem stempla (patrz rysunek 3).

Nawiasem mówiąc, można je jeszcze dalej podzielić metodą gięcia: zginanie powietrzem, wykańczanie, zwijanie, składanie i wycieranie. To temat na inny dzień i inną kolumnę. Niezależnie od tego, czy formujesz powietrze, użycie tych pięciu terminów może pomóc każdemu w sklepie mówić tym samym językiem, aby stawić czoła wyzwaniom związanym z gięciem.