Podstawy gięcia: jak tworzy się wewnętrzny promień zgięcia

Sposób formowania się promienia zależy od zastosowanej metody gięcia

Rysunek 1: Podczas wybijania nosek stempla przechodzi przez neutralną oś grubości materiału.

Promień stempla jest równy wynikowemu wewnętrznemu promieniowi zgięcia części.

(Grubość metalu została przesadzona w celach ilustracyjnych.)

Naddatki na zginanie, niepowodzenia zewnętrzne, odliczenia od zgięcia – jeśli potrafisz to wszystko dokładnie obliczyć, masz znacznie większą szansę na wygięcie dobrej części za pierwszym razem.Aby jednak tak się stało, należy upewnić się, że każdy czynnik w równaniu jest taki, jaki powinien być, łącznie z wewnętrznym promieniem zgięcia.

Jak dokładnie osiąga się ten wewnętrzny promień zgięcia?Aby to odkryć, musimy najpierw przyjrzeć się różnym metodom gięcia na prasie krawędziowej: formowanie powietrzne, gięcie od dołu i zwijanie.

Wybijanie

Należy pamiętać, że istnieją trzy metody gięcia, a nie dwie.Gięcie od dołu i zwijanie często są mylone z tym samym procesem, ale tak nie jest.W przeciwieństwie do dna, wybijanie faktycznie penetruje i rozrzedza materiał.

Bicie jest najstarszą metodą i w większości nie jest już praktykowane ze względu na wymagane ekstremalne tonaże.Wybijanie wciska nosek stempla w materiał, penetrując oś neutralną (patrz rysunek 1).Technicznie rzecz biorąc, można formować dowolne promienie, ale tradycyjnie walcowanie jest stosowane w celu uzyskania niezwykle ostrego zakrętu.

Metoda ta nie tylko wymaga nadmiernych tonaży, ale także niszczy integralność materiału.Wybijanie powoduje zmniejszenie całego profilu narzędzia do grubości mniejszej niż grubość materiału i pocienienie materiału w miejscu zgięcia.Wymaga dedykowanych, specjalnych zestawów narzędzi dla każdego gięcia i kąta gięcia.Dziób stempla wytwarza promień wewnętrzny, który służy do ustalenia odliczenia od zgięcia.

Zgięcie dolne

Dolne zagięcie dociska materiał wokół noska stempla.Wykorzystuje różne kąty stempla wraz z matrycą V (patrz rysunek 2).Podczas wybijania cała powierzchnia stempla jest stemplowana w przedmiocie obrabianym.Podczas gięcia dolnego jedynie promień stempla jest „wybijany” w materiale.

Podczas formowania powietrznego (opisanego szerzej w dalszej części) tłok stempla opada, aby wytworzyć wymagany kąt zgięcia plus niewielką wartość, aby uwzględnić sprężynowanie.Następnie stempel wycofuje się z matrycy, a materiał odskakuje pod żądanym kątem.Podobnie jak w przypadku formowania powietrznego, zginanie dolne wymaga opuszczenia tłoka do punktu, który wytwarza kąt zgięcia plus niewielką wartość.Jednak w przeciwieństwie do formowania powietrznego tłok przechodzi dalej poza ten punkt i opada głębiej w przestrzeń matrycy, zmuszając obrabiany przedmiot do powrotu do ustawionego kąta zgięcia.(Na marginesie, specjalne matryce, takie jak Rolla-V i oprzyrządowanie uretanowe, również wciskają promień czoła stempla w materiał.)

Średnio zagięcie osiąga 90 stopni w punkcie przestrzeni matrycy, który stanowi około 20 procent grubości materiału, mierzonej od spodu matrycy w kształcie litery V.Na przykład stal walcowana na zimno o grubości 0,062 cala opadnie na dół, gdy nosek stempla znajdzie się w odległości od 0,074 do 0,078 cala od spodu matrycy w kształcie litery V.

Podobnie jak w przypadku wybijania, promień czoła stempla określa wewnętrzny promień materiału, który zostanie wykorzystany do ustalenia odliczenia od zgięcia.Jednak w przeciwieństwie do wybijania, dno można zastosować do wytworzenia wewnętrznych promieni zgięcia do trzykrotnej lub większej grubości materiału.

Formowanie powietrza

Jak na razie wszystko wydaje się całkiem proste.W przypadku zwijania i gięcia dolnego promień dziobu stempla ustala wartość wewnętrznego promienia zgięcia, którą należy wstawić do wzorów na odliczenie zgięcia.Jednak formowanie powietrzne zwiększa złożoność, ponieważ metoda gięcia wytwarza wewnętrzny promień zgięcia części w zupełnie inny sposób (patrz rysunek 3).

Rysunek 2: W tej konfiguracji gięcia od dołu pomiędzy stemplem a matrycą występuje luz kątowy.

Stempel opada (po lewej), aż materiał owinie się wokół noska stempla (w środku), po czym następuje

Tłok nadal wywiera nacisk w dół, zmuszając materiał do uzyskania pożądanego kąta zgięcia (po prawej).

Podczas formowania powietrznego promień jest określany jako procent otwarcia matrycy, niezależnie od stylu matrycy, czy jest to kształt litery V, kanał czy ostry.Otwór matrycy określa wewnętrzny promień zgięcia części.Aby określić promień wewnętrzny powstający nad danym otworem matrycy oraz dla różnych typów i grubości materiałów, technicy zastosowali tak zwaną zasadę 20 procent.Oznacza to, że aby uzyskać pożądany promień lub znaleźć powstały promień wewnętrzny, grubość materiału musi stanowić pewien procent szerokości otworu matrycy.

Tak, w przypadku wielu współczesnych stopów, w tym metali nowych i pochodzących z recyklingu, niemożliwe jest określenie standardowego mnożnika procentowego z pełną dokładnością.Niemniej jednak reguła daje dobry punkt wyjścia.

Procentowe zasady 20 procent są następujące:

Stal nierdzewna 304: 20–22 procent otworu matrycy

Stal walcowana na zimno AISI 1060, wytrzymałość na rozciąganie 60 000 PSI: 15–17 procent otworu matrycy

Miękkie aluminium serii H: 13-15 procent otwarcia matrycy

Walcowane na gorąco, trawione i olejowane (HRPO): 14–16 procent otworu matrycy

Pracując z tymi wartościami procentowymi, zacznij od mediany, aż znajdziesz wartość, która najlepiej odpowiada właściwościom materiału otrzymanym od dostawcy metalu.Pomnóż otwór przez wartość procentową, aby uzyskać rozwinięty promień wewnętrzny części.Ostatecznym wynikiem będzie wartość promienia wewnętrznego, którą należy zastosować przy obliczaniu odliczenia od zgięcia.

Jeśli masz 0,472 cala.otwarcia matrycy i zginasz stal walcowaną na zimno o ciśnieniu 60 000 PSI, zacznij od mediany procentu, 16 procent otwarcia matrycy: 0,472 × 0,16 = 0,0755.Zatem w tym przypadku 0,472 cala.otwarcie matrycy da ci 0,0755 cala.pływał wewnątrz promienia zgięcia części.

Kiedy zmienia się otwór matrycy, zmienia się także promień wewnętrzny.Jeśli otwór matrycy wynosi 0,551 cala (0,551 × 0,16), wewnętrzny promień zgięcia zmienia się na 0,088;jeśli otwór matrycy wynosi 0,972 cala (0,972 × 0,16), wewnętrzny promień zgięcia zmienia się na 0,155.

Jeśli pracujesz ze stalą nierdzewną 304, pomnóż jej średnią wartość procentową – 21 procent – ​​przez otwarcie matrycy.A więc to samo 0,472 cala.otwarcie matrycy daje teraz znacznie inny promień wewnętrzny: 0,472 × 0,21 = 0,099 cala. Tak jak poprzednio, kiedy zmieniasz otwór matrycy, zmieniasz wewnętrzny promień zgięcia.0,551 cala.otwarcie matrycy (0,551 × 0,21) oblicza się na 0,115 cala.promień wewnętrzny;0,972 cala.Otwór matrycy (0,972 × 0,21) daje 0,204 cala.wewnętrzny promień zgięcia.

Jeśli zmienisz materiał, zmienisz procent.Jeśli pracujesz z materiałem niewymienionym tutaj, możesz wyszukać ten materiał w Internecie i porównać wytrzymałość na rozciąganie z wartością bazową 60 000 PSI dla stali walcowanej na zimno AISI 1060.Jeśli wartość rozciągania wynosi 120 000 PSI, wówczas szacunkowa wartość procentowa będzie dwukrotnie większa niż w przypadku stali walcowanej na zimno, czyli od 30 do 32 procent.

Ostre zakręty w formowaniu powietrza

W odróżnieniu od dna lub zwijania, istnieje minimalny promień, który można wytworzyć w procesie formowania powietrznego.Najlepiej ustawić tę wartość na 63 procent grubości materiału.Wartość ta zmienia się w górę lub w dół w zależności od wytrzymałości materiału na rozciąganie, ale 63 procent to praktyczna wartość robocza.

Ten punkt o minimalnym promieniu nazywany jest ostrym zakrętem (patrz rysunek 4).Zrozumienie skutków ostrych zakrętów jest prawdopodobnie jedną z najważniejszych rzeczy, które inżynier i operator prasy krawędziowej muszą wiedzieć.Nie tylko musisz zrozumieć, co fizycznie dzieje się, gdy zakręt jest ostry, ale także musisz wiedzieć, jak uwzględnić te informacje w swoich obliczeniach.

Rysunek 3: Podczas formowania na powietrzu zewnętrzny promień zgięcia części nie styka się z powierzchnią matrycy.

Promień jest określany jako procent otwarcia matrycy, niezależnie od stylu matrycy.

Jeśli pracujesz z materiałem o grubości 0,100 cala, pomnóż to przez 0,63, aby uzyskać minimalny wewnętrzny promień zgięcia wynoszący 0,063 cala. W przypadku tego materiału jest to minimalny promień wewnętrzny możliwy do uzyskania przy formowaniu powietrznym.Oznacza to, że nawet w przypadku formowania powietrznego z promieniem czoła stempla mniejszym niż 63 procent grubości materiału, promień wewnętrzny części nadal będzie wynosił 63 procent grubości materiału, czyli 0,063 cala. Dlatego nie należy stosować żadnych promienie wewnętrzne mniejsze niż 63 procent wartości w twoich obliczeniach.

Załóżmy, że formujesz powietrzem materiał o grubości 0,250 cala i używasz stempla o promieniu naroża 0,063 cala — czyli wartości znacznie mniejszej niż 63 procent z 0,250 cala.grubość materiału.Niezależnie od tego, co zostanie nazwane na wydruku, ta konfiguracja wytworzy wewnętrzny promień zgięcia w części znacznie większy niż promień stempla.W tym przypadku minimalny możliwy do uzyskania wewnętrzny promień zgięcia wynosi 63 procent tego 0,250 cala.grubość materiału lub 0,1575 cala.

Jako inny przykład załóżmy, że pracujesz z materiałem o grubości 0,125 cala.W tym celu zakręt „staje się ostry” w promieniu 0,078 cala. Dlaczego?Ponieważ 0,125 pomnożone przez 63 procent daje 0,078.Oznacza to, że dowolny promień stempla mniejszy niż 0,078 cala — czy to 0,062, 0,032 czy 0,015 cala — spowoduje wytworzenie wewnętrznego promienia zgięcia wynoszącego 0,078 cala.

Ostre zagięcia są funkcją grubości materiału, a nie promienia ostrza stempla.Dziurkacz o promieniu 0,125 cala nie jest ostry w dotyku, ale w przypadku materiału o grubości 0,250 cala – tak.Należy uwzględnić tę kwestię w obliczeniach, jeśli oczekujesz, że odliczenie od zgięcia, a co za tym idzie, pierwsza część, będą prawidłowe.

Plan działania

W przypadku dna lub zwijania użyj promienia dziobu stempla jako wewnętrznego promienia zgięcia w obliczeniach odliczenia zgięcia.Ale jeśli formujesz powietrzem, wewnętrzny promień zgięcia jest generowany jako procent otworu matrycy.A jeśli projektujesz formę powietrzną, a wydruk wymaga ostrego zagięcia, to również należy zmienić na wartość wewnętrznego promienia zgięcia, która wynosi 63 procent grubości materiału.

Jeśli pracujesz w inżynierii, spróbuj uzyskać listę wszystkich narzędzi dostępnych w Twoim sklepie.Porozmawiaj z operatorami i dowiedz się, jakich metod używają w przypadku jakich typów materiałów, a następnie projektuj przyszłe części w oparciu o te parametry.

Po obliczeniu odliczeń za zgięcie i wyprodukowaniu płaskich części, zanotuj tę informację w karcie pracy lub teczce roboczej.Pamiętaj, aby podać typ i rozmiar oprzyrządowania oraz promień, który ma osiągnąć operator w oparciu o metodę formowania.

Aby to wszystko zadziałało, wymagane jest wsparcie ze strony pracowników hali produkcyjnej.Włączenie ich do procesu i poproszenie o uwagi sprawi, że znacznie chętniej zaakceptują fakt, że inżynieria mówi im, jakich narzędzi mają używać.Dlaczego?Ponieważ powiedzieli ci, czym się zajmują, i wiedzą, że projektujesz części w oparciu o to.W idealnym przypadku wszystko to będzie zgodne z wartościami obliczonymi na sterowniku prasy krawędziowej i w systemie CAD.

Jeśli promień jest osiągalny, jeśli część jest obliczana dla tego promienia i jeśli operatorzy użyją narzędzi, dla których zaprojektowano dane zadanie, wyprodukują idealną część za pierwszym razem.Zaufaj mi.To działa.

Przegląd wzorów na zginanie

Naddatek na zgięcie (BA) = [(0,017453 × promień wewnętrzny) + (0,0078 × grubość materiału)] × uzupełniający kąt zgięcia

Rysunek 4: Podczas formowania powietrznego nie można utworzyć wewnętrznego promienia zgięcia mniejszego niż 63 procent grubości materiału,

w tym momencie forma nazywana jest ostrym zakrętem.Jeśli użyjesz ostrzejszego promienia uderzenia, wymusisz tylko rów

na środku zakrętu. Wynikowy wewnętrzny promień zgięcia części pozostanie na poziomie 63 procent grubości materiału.

Odsunięcie zewnętrzne (OSSB) = [Styczna (stopień zgięcia / 2)] × (Wewnętrzny promień zgięcia + grubość materiału)

Odliczenie od zgięcia (BD) = (Odchylenie zewnętrzne × 2) – Naddatek zgięcia Istnieją dwa sposoby obliczenia płaskiego półwyrobu.Obliczenia, które należy zastosować, zależą od zastosowania i dostępnych informacji:

Kalkulacja na płasko = wymiar do wierzchołka + wymiar do wierzchołka – odliczenie zgięcia

Obliczenia płaskie = wymiar pierwszego ramienia + wymiar drugiego ramienia + naddatek na zgięcie