Запитання: я намагався зрозуміти, як радіус вигину (як я зазначав) у відбитку пов’язаний із вибором інструменту. Наприклад, зараз ми маємо проблеми з деякими деталями, виготовленими зі сталі A36 0,5 дюйма. Для цих частин ми використовуємо пуансони діаметром 0,5 дюйма. радіус і 4 дюйми. померти. Тепер, якщо я використаю правило 20% і помножу на 4 дюйми. Коли я збільшую отвір матриці на 15% (для сталі), я отримую 0,6 дюйма. Але як оператор дізнається, що використовувати пуансон радіусом 0,5 дюйма, коли для друку потрібен радіус вигину 0,6 дюйма?
A: Ви згадали одну з найбільших проблем, з якими стикається промисловість листового металу. Це помилкова думка, з якою доводиться боротися як інженерам, так і виробничим цехам. Щоб виправити це, ми почнемо з першопричини, двох методів формування, а не розуміння відмінностей між ними.
З моменту появи згинальних верстатів у 1920-х роках і до сьогоднішнього дня оператори формували деталі з нижніми вигинами або ґрунтами. Хоча нижнє згинання вийшло з моди протягом останніх 20-30 років, методи згинання все ще пронизують наше мислення, коли ми згинаємо листовий метал.
Точні шліфувальні інструменти вийшли на ринок наприкінці 1970-х років і змінили парадигму. Отже, давайте подивимося, чим прецизійні інструменти відрізняються від стругальних інструментів, як перехід до точних інструментів змінив галузь і як це пов’язано з вашим запитанням.
У 1920-х роках формування змінилося зі складок дискових гальм на V-подібні матриці з відповідними пуансонами. Пуансон під кутом 90 градусів використовуватиметься з матрицею під кутом 90 градусів. Перехід від фальцювання до формування був великим кроком вперед для листового металу. Це швидше, частково тому, що нещодавно розроблене пластинчасте гальмо приводиться в дію електрично – більше не потрібно згинати кожен згин вручну. Крім того, пластинчасте гальмо можна загинати знизу, що підвищує точність. На додаток до задніх упорів, підвищення точності можна пояснити тим, що пуансон вдавлюється своїм радіусом у внутрішній радіус вигину матеріалу. Це досягається застосуванням наконечника інструмента до матеріалу з товщиною, меншою за товщину матеріалу. Ми всі знаємо, що якщо ми зможемо досягти постійного внутрішнього радіуса згину, ми зможемо розрахувати правильні значення для віднімання згину, припуску на згин, зовнішнього зменшення та K-фактора незалежно від того, який тип згину ми робимо.
Дуже часто деталі мають дуже гострі внутрішні радіуси вигину. Творці, дизайнери та майстри знали, що деталь витримає, тому що все, здавалося, було перебудовано – і насправді це було так, принаймні порівняно з сьогоднішнім днем.
Все добре, поки не прийде щось краще. Наступний крок уперед був зроблений наприкінці 1970-х років з появою точних шліфувальних інструментів, цифрових комп’ютерних контролерів і вдосконаленого гідравлічного керування. Тепер у вас є повний контроль над пресом та його системами. Але переломним моментом є інструмент із високою точністю, який змінює все. Змінилися всі правила виробництва якісних деталей.
Історія становлення насичена семимильними кроками. Одним стрибком ми перейшли від непостійних радіусів згинання для пластинчастих гальм до рівномірних радіусів згинання, створених за допомогою штампування, грунтування та тиснення. (Примітка: візуалізація – це не те саме, що кастинг; ви можете шукати в архівах стовпців для отримання додаткової інформації. Однак у цьому стовпці я використовую «нижній згин», щоб мати на увазі методи візуалізації та кастингу.)
Ці методи вимагають значного тоннажу для формування деталей. Звичайно, багато в чому це погана новина для гальмівного преса, інструменту чи частини. Однак вони залишалися найпоширенішим методом згинання металу протягом майже 60 років, поки промисловість не зробила наступного кроку до формування повітрям.
Отже, що таке формування повітря (або згинання повітря)? Як це працює порівняно з нижньою гнучкою? Цей стрибок знову змінює спосіб створення радіусів. Тепер замість того, щоб штампувати внутрішній радіус вигину, повітря утворює «плаваючий» внутрішній радіус у відсотках від отвору матриці або відстані між плечами матриці (див. Малюнок 1).
Малюнок 1. При повітряному згинанні внутрішній радіус згину визначається шириною матриці, а не кінчиком пуансона. Радіус «плаває» в межах ширини форми. Крім того, глибина проплавлення (а не кут матриці) визначає кут вигину заготовки.
Наш еталонний матеріал — це низьколегована вуглецева сталь з міцністю на розрив 60 000 фунтів на квадратний дюйм і радіусом формування повітря приблизно 16% отвору матриці. Відсоток змінюється в залежності від типу матеріалу, текучості, стану та інших характеристик. Через відмінності в самому листовому металі прогнозовані відсотки ніколи не будуть ідеальними. Однак вони досить точні.
М'яке алюмінієве повітря утворює радіус від 13% до 15% отвору матриці. Гарячекатаний травлений і промаслений матеріал має радіус утворення повітря від 14% до 16% отвору матриці. Холоднокатана сталь (наша базова міцність на розрив становить 60 000 psi) формується повітрям у радіусі від 15% до 17% отвору матриці. Радіус повітряного формування з нержавіючої сталі 304 становить від 20% до 22% отвору матриці. Знову ж таки, ці відсотки мають діапазон значень через різницю в матеріалах. Щоб визначити відсоток іншого матеріалу, ви можете порівняти його міцність на розрив із міцністю на розрив 60 KSI нашого еталонного матеріалу. Наприклад, якщо ваш матеріал має межу міцності на розрив 120 KSI, відсоток має становити від 31% до 33%.
Скажімо, наша вуглецева сталь має міцність на розрив 60 000 фунтів на квадратний дюйм, товщину 0,062 дюйма та так званий внутрішній радіус вигину 0,062 дюйма. Зігніть його над V-подібним отвором матриці 0,472, і отримана формула виглядатиме так:
Таким чином, ваш внутрішній радіус згину становитиме 0,075 дюйма, який ви можете використовувати для розрахунку припусків на згин, K-факторів, віднімання затягування та згинання з певною точністю, тобто якщо ваш оператор гальмівного преса використовує правильні інструменти та проектує деталі навколо інструментів, які оператори мають використовується.
У прикладі оператор використовує 0,472 дюйма. Відкриття марки. Оператор зайшов в офіс і сказав: «Х’юстон, у нас проблема. Це 0,075». Радіус удару? Схоже, у нас справді проблема; куди нам піти, щоб отримати одну з них? Найближче, що ми можемо отримати, це 0,078. або 0,062 дюйма. 0,078 дюйма. Радіус удару завеликий, 0,062 дюйма. Радіус удару замалий».
Але це неправильний вибір. чому Радіус пуансона не створює радіус внутрішнього вигину. Пам’ятайте, що ми не говоримо про нижнє згинання, так, кінчик страйкера є вирішальним фактором. Мова йде про утворення повітря. Ширина матриці створює радіус; удар - це лише штовхаючий елемент. Також зауважте, що кут матриці не впливає на внутрішній радіус вигину. Можна використовувати гострі, V-подібні або канальні матриці; якщо всі три мають однакову ширину матриці, ви отримаєте однаковий внутрішній радіус вигину.
Радіус пуансона впливає на результат, але не є визначальним фактором для радіуса вигину. Тепер, якщо ви сформуєте радіус пуансона, більший за плаваючий радіус, деталь матиме більший радіус. Це змінює припуск на згин, звуження, K-фактор і вирахування згину. Ну, це не найкращий варіант, чи не так? Самі розумієте – це не найкращий варіант.
Що, якщо ми використовуємо 0,062 дюйма? радіус отвору? Цей удар буде хорошим. чому Тому що, принаймні при використанні готових інструментів, він максимально наближений до природного «плаваючого» внутрішнього радіуса вигину. Використання цього пуансона в цьому додатку повинно забезпечити послідовний і стабільний згин.
В ідеалі ви повинні вибрати радіус пуансона, який наближається до радіуса плаваючої частини, але не перевищує його. Чим менший радіус пуансона відносно радіуса вигину поплавця, тим більш нестабільним і передбачуваним буде вигин, особливо якщо ви зрештою згинаєте багато. Занадто вузькі пробійники зім’ють матеріал і створять різкі вигини з меншою послідовністю та повторюваністю.
Багато людей запитують мене, чому товщина матеріалу має значення лише при виборі отвору. Відсотки, які використовуються для прогнозування радіуса формування повітря, припускають, що використовувана форма має отвір форми, який відповідає товщині матеріалу. Тобто отвір матриці не буде більше або менше бажаного.
Хоча ви можете зменшувати або збільшувати розмір прес-форми, радіуси, як правило, деформуються, змінюючи багато значень функції згинання. Ви також можете побачити подібний ефект, якщо використаєте неправильний радіус попадання. Таким чином, хорошою відправною точкою є емпіричне правило вибору отвору матриці, у вісім разів більшого за товщину матеріалу.
У кращому випадку інженери прийдуть в цех і поговорять з оператором гальмівного преса. Переконайтеся, що всі знають різницю між методами формування. Дізнайтеся, які методи вони використовують і які матеріали використовують. Отримайте список усіх пуансонів і матриць, які вони мають, а потім розробіть деталь на основі цієї інформації. Потім в документації запишіть пуансони і плашки, необхідні для правильної обробки деталі. Звичайно, у вас можуть бути пом’якшувальні обставини, коли вам доведеться налаштувати свої інструменти, але це має бути радше винятком, ніж правилом.
Оператори, я знаю, що ви всі претензійні, я сам був одним з них! Але минули ті часи, коли ви могли вибрати свій улюблений набір інструментів. Однак інформація про те, який інструмент використовувати для проектування деталей, не відображає рівня ваших навичок. Це просто факт життя. Тепер ми створені з повітря і більше не сутулимося. Правила змінилися.
FABRICATOR — це провідний журнал у Північній Америці, що спеціалізується на обробці металів тиском і металообробці. Журнал публікує новини, технічні статті та історії випадків, які дозволяють виробникам виконувати свою роботу ефективніше. FABRICATOR працює в галузі з 1970 року.
Тепер доступний повний цифровий доступ до FABRICATOR, що дає вам легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Тепер доступний повний цифровий доступ до Tubing Magazine, що дає вам легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Тепер доступний повний цифровий доступ до The Fabricator en Español, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Майрон Елкінс приєднується до подкасту The Maker, щоб розповісти про свій шлях із маленького містечка до фабричного зварника…
Час публікації: 04 вересня 2023 р