Vraag: Ik heb moeite om te begrijpen hoe de buigradius (zoals ik heb aangegeven) in de afdruk verband houdt met de gereedschapsselectie.We hebben momenteel bijvoorbeeld problemen met sommige onderdelen gemaakt van 0,5″ A36-staal.Voor deze onderdelen gebruiken we ponsen met een diameter van 0,5″.straal en 4 inch.dood gaan.Als ik nu de 20%-regel gebruik en vermenigvuldig met 4 inch.Als ik de matrijsopening met 15% vergroot (voor staal), krijg ik 0,6 inch.Maar hoe weet de operator dat hij een pons met een straal van 0,5″ moet gebruiken als het printen een buigradius van 0,6″ vereist?
A: U noemde een van de grootste uitdagingen waarmee de plaatmetaalindustrie wordt geconfronteerd.Dit is een misvatting waar zowel ingenieurs als productiebedrijven mee te maken hebben.Om dit op te lossen, beginnen we met de hoofdoorzaak, de twee vormingsmethoden, en begrijpen we de verschillen daartussen niet.
Vanaf de komst van buigmachines in de jaren twintig tot nu hebben operators gegoten onderdelen met bodembochten of gronden.Hoewel het buigen van de onderkant de afgelopen 20 tot 30 jaar uit de mode is geraakt, doordringen buigmethoden nog steeds ons denken wanneer we plaatmetaal buigen.
Precisieslijpgereedschappen kwamen eind jaren zeventig op de markt en veranderden het paradigma.Laten we dus eens kijken hoe precisiegereedschappen verschillen van schaafgereedschappen, hoe de overgang naar precisiegereedschappen de industrie heeft veranderd, en hoe dit allemaal verband houdt met uw vraag.
In de jaren twintig veranderde het gietwerk van schijfremplooien naar V-vormige matrijzen met bijpassende ponsen.Er wordt een pons van 90 graden gebruikt met een matrijs van 90 graden.De overgang van vouwen naar vormen was een grote stap voorwaarts voor plaatwerk.Het is sneller, deels omdat de nieuw ontwikkelde plaatrem elektrisch wordt bediend – u hoeft niet meer elke bocht handmatig te buigen.Bovendien kan de plaatrem van onderaf worden gebogen, wat de nauwkeurigheid verbetert.Naast de achteraanslagen kan de grotere nauwkeurigheid worden toegeschreven aan het feit dat de stempel zijn straal in de binnenste buigradius van het materiaal drukt.Dit wordt bereikt door de punt van het gereedschap aan te brengen op een materiaaldikte die kleiner is dan de dikte.We weten allemaal dat als we een constante binnenbuigradius kunnen bereiken, we de juiste waarden voor buigaftrekking, buigtoeslag, buitenreductie en K-factor kunnen berekenen, ongeacht het type buiging dat we doen.
Vaak hebben onderdelen zeer scherpe interne buigradiussen.De makers, ontwerpers en ambachtslieden wisten dat het onderdeel stand zou houden omdat alles leek te zijn herbouwd – en dat was het ook, tenminste vergeleken met vandaag.
Het gaat allemaal goed totdat er iets beters langskomt.De volgende stap voorwaarts kwam eind jaren zeventig met de introductie van precisiegrondgereedschap, numerieke computercontrollers en geavanceerde hydraulische bedieningselementen.Nu heeft u volledige controle over de kantbank en zijn systemen.Maar het omslagpunt is een nauwkeurig geslepen gereedschap dat alles verandert.Alle regels voor de productie van kwaliteitsonderdelen zijn veranderd.
De geschiedenis van de vorming is vol sprongen en grenzen.In één sprong gingen we van inconsistente buigradii voor plaatremmen naar uniforme buigradii gecreëerd door middel van stempelen, primen en embossing.(Opmerking: Renderen is niet hetzelfde als gieten; zie de kolomarchieven voor meer informatie. In deze kolom gebruik ik echter “onderbuigen” om zowel naar weergave- als naar gietmethoden te verwijzen.)
Deze methoden vereisen een aanzienlijke hoeveelheid tonnage om de onderdelen te vormen.Natuurlijk is dit in veel opzichten slecht nieuws voor de kantbank, het gereedschap of het onderdeel.Ze bleven echter bijna 60 jaar lang de meest gebruikelijke metaalbuigmethode totdat de industrie de volgende stap zette in de richting van luchtvormen.
Dus, wat is luchtvorming (of luchtbuiging)?Hoe werkt het vergeleken met bottom flex?Deze sprong verandert opnieuw de manier waarop stralen worden gemaakt.In plaats van de binnenradius van de bocht uit te ponsen, vormt de lucht nu een “zwevende” binnenradius als percentage van de matrijsopening of de afstand tussen de matrijsarmen (zie figuur 1).
Figuur 1. Bij luchtbuigen wordt de binnenradius van de bocht bepaald door de breedte van de matrijs, niet door de punt van de stempel.De straal “zweeft” binnen de breedte van het formulier.Bovendien bepaalt de indringdiepte (en niet de matrijshoek) de hoek van de werkstukbocht.
Ons referentiemateriaal is laaggelegeerd koolstofstaal met een treksterkte van 60.000 psi en een luchtvormstraal van ongeveer 16% van het matrijsgat.Het percentage varieert afhankelijk van het type materiaal, vloeibaarheid, staat en andere kenmerken.Door verschillen in het plaatwerk zelf zullen de voorspelde percentages nooit perfect zijn.Ze zijn echter behoorlijk nauwkeurig.
Zachte aluminiumlucht vormt een straal van 13% tot 15% van de matrijsopening.Warmgewalst gebeitst en geolied materiaal heeft een luchtformatieradius van 14% tot 16% van de matrijsopening.Koudgewalst staal (onze basistreksterkte is 60.000 psi) wordt gevormd door lucht binnen een straal van 15% tot 17% van de matrijsopening.De luchtvormradius van 304 roestvrij staal bedraagt 20% tot 22% van het matrijsgat.Nogmaals, deze percentages hebben een bereik van waarden vanwege verschillen in materialen.Om het percentage van een ander materiaal te bepalen, kunt u de treksterkte vergelijken met de treksterkte van 60 KSI van ons referentiemateriaal.Als uw materiaal bijvoorbeeld een treksterkte van 120-KSI heeft, moet het percentage tussen de 31% en 33% liggen.
Laten we zeggen dat ons koolstofstaal een treksterkte heeft van 60.000 psi, een dikte van 0,062 inch en een zogenaamde binnenbuigradius van 0,062 inch.Buig het over het V-gat van de 0,472 dobbelsteen en de resulterende formule ziet er als volgt uit:
Uw binnenbuigradius zal dus 0,075″ zijn, wat u kunt gebruiken om buigtoeslagen, K-factoren, terugtrekking en buigaftrekking met enige nauwkeurigheid te berekenen - dat wil zeggen als uw kantpersoperator de juiste gereedschappen gebruikt en onderdelen ontwerpt rond de gereedschappen die operators gebruiken. .
In het voorbeeld gebruikt de operator 0,472 inch.Stempel opening.De telefoniste liep naar het kantoor en zei: 'Houston, we hebben een probleem.Het is 0,075.”Impactradius?Het lijkt erop dat we echt een probleem hebben;waar kunnen we er eentje halen?Het dichtstbij dat we kunnen komen is 0,078.“of 0,062 inch.0,078 inch. De ponsradius is te groot, 0,062 inch. De ponsradius is te klein.”
Maar dit is de verkeerde keuze.Waarom?De ponsradius creëert geen binnenbuigradius.Vergeet niet dat we het niet hebben over bottom flex, ja, de punt van de spits is de beslissende factor.We hebben het over de vorming van lucht.De breedte van de matrix creëert een straal;de stoot is slechts een duwend element.Merk ook op dat de matrijshoek de binnenradius van de bocht niet beïnvloedt.U kunt acute, V-vormige of kanaalmatrices gebruiken;als ze alle drie dezelfde matrijsbreedte hebben, krijg je dezelfde binnenbuigradius.
De ponsradius heeft invloed op het resultaat, maar is niet bepalend voor de buigradius.Als u nu een ponsradius vormt die groter is dan de zwevende straal, krijgt het onderdeel een grotere straal.Hierdoor worden de buigtoeslag, de contractie, de K-factor en de buigaftrek gewijzigd.Nou, dat is niet de beste optie, toch?Je begrijpt: dit is niet de beste optie.
Wat als we 0,062 inch gebruiken?Impactradius?Deze klap zal goed zijn.Waarom?Omdat het, tenminste bij gebruik van kant-en-klaar gereedschap, zo dicht mogelijk bij de natuurlijke “zwevende” binnenbuigradius ligt.Het gebruik van deze pons in deze toepassing moet zorgen voor een consistente en stabiele buiging.
Idealiter selecteert u een ponsradius die de straal van het zwevende onderdeelobject benadert, maar niet overschrijdt.Hoe kleiner de stootradius ten opzichte van de float-buigradius, des te onstabieler en voorspelbaarder de bocht zal zijn, vooral als je veel buigt.Ponsen die te smal zijn, verkreukelen het materiaal en creëren scherpe bochten met minder consistentie en herhaalbaarheid.
Veel mensen vragen mij waarom de dikte van het materiaal er alleen toe doet bij het kiezen van een matrijsgat.Bij de percentages die worden gebruikt om de luchtvormingsradius te voorspellen, wordt ervan uitgegaan dat de gebruikte mal een malopening heeft die geschikt is voor de dikte van het materiaal.Dat wil zeggen dat het matrixgat niet groter of kleiner zal zijn dan gewenst.
Hoewel u de grootte van de mal kunt verkleinen of vergroten, hebben de stralen de neiging te vervormen, waardoor veel van de buigfunctiewaarden veranderen.Een soortgelijk effect zie je ook als je de verkeerde trefradius gebruikt.Een goed uitgangspunt is dus de vuistregel om een matrijsopening te kiezen die acht keer zo groot is als de materiaaldikte.
In het beste geval komen ingenieurs naar de werkplaats en praten met de kantpersoperator.Zorg ervoor dat iedereen het verschil kent tussen de gietmethoden.Ontdek welke methoden ze gebruiken en welke materialen ze gebruiken.Maak een lijst van alle ponsen en matrijzen die ze hebben, en ontwerp vervolgens het onderdeel op basis van die informatie.Noteer vervolgens in de documentatie de ponsen en matrijzen die nodig zijn voor de juiste verwerking van het onderdeel.Natuurlijk kunt u verzachtende omstandigheden tegenkomen als u uw gereedschap moet aanpassen, maar dit zou eerder uitzondering dan regel moeten zijn.
Operators, ik weet dat jullie allemaal pretentieus zijn, ik was er zelf een van!Maar voorbij zijn de dagen dat u uw favoriete gereedschapsset kon kiezen.Als u echter wordt verteld welke tool u moet gebruiken voor het ontwerpen van onderdelen, weerspiegelt dit niet uw vaardigheidsniveau.Het is gewoon een feit van het leven.We zijn nu gemaakt van lucht en niet langer slungelig.De regels zijn veranderd.
FABRICATOR is het toonaangevende tijdschrift voor metaalvorming en metaalbewerking in Noord-Amerika.Het tijdschrift publiceert nieuws, technische artikelen en casuïstiek waarmee fabrikanten hun werk efficiënter kunnen doen.FABRICATOR bedient de industrie sinds 1970.
Volledige digitale toegang tot The FABRICATOR is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang heeft tot waardevolle bronnen uit de sector.
Volledige digitale toegang tot Tubing Magazine is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang heeft tot waardevolle bronnen uit de sector.
Volledige digitale toegang tot The Fabricator en Español is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang krijgt tot waardevolle industriële bronnen.
Myron Elkins sluit zich aan bij de The Maker-podcast om te praten over zijn reis van kleine stad naar fabriekslasser...
Posttijd: 25 augustus 2023