Fråga: Jag har kämpat för att förstå hur böjradien (som jag påpekade) i utskriften relaterar till verktygsval. Till exempel har vi för närvarande problem med vissa delar gjorda av 0,5 tum A36 stål. Vi använder stansar med en diameter på 0,5 tum för dessa delar. radie och 4 tum. dö. Om jag nu använder 20%-regeln och multiplicerar med 4 tum. När jag ökar formöppningen med 15 % (för stål) får jag 0,6 tum. Men hur vet operatören att använda en 0,5 tum radie stans när utskrift kräver en 0,6 tum böjradie?
S: Du nämnde en av de största utmaningarna som plåtindustrin står inför. Detta är en missuppfattning som både ingenjörer och produktionsbutiker måste brottas med. För att åtgärda detta börjar vi med grundorsaken, de två bildningsmetoderna och att vi inte förstår skillnaderna mellan dem.
Från bockningsmaskinernas tillkomst på 1920-talet fram till idag har operatörer gjutna delar med bottenböjar eller grunder. Även om bottenböjning har gått ur mode under de senaste 20 till 30 åren, genomsyrar bockningsmetoder fortfarande vårt tänkande när vi böjer plåt.
Precisionsslipverktyg kom in på marknaden i slutet av 1970-talet och förändrade paradigmet. Så låt oss ta en titt på hur precisionsverktyg skiljer sig från hyvelverktyg, hur övergången till precisionsverktyg har förändrat branschen och hur allt relaterar till din fråga.
På 1920-talet ändrades formningen från skivbromsveck till V-formade stansar med matchande stansar. En 90 graders stans kommer att användas med en 90 graders stans. Övergången från falsning till formning var ett stort steg framåt för plåt. Det går snabbare, bland annat för att den nyutvecklade plattbromsen är elektriskt manövrerad – det går inte längre att böja varje krök manuellt. Dessutom kan plåtbromsen böjas underifrån, vilket förbättrar noggrannheten. Förutom bakmåtten kan den ökade noggrannheten tillskrivas det faktum att stansen trycker in sin radie i materialets inre böjradie. Detta uppnås genom att applicera verktygets spets på en materialtjocklek som är mindre än tjockleken. Vi vet alla att om vi kan uppnå en konstant inre böjradie kan vi beräkna de korrekta värdena för böjsubtraktion, böjtillägg, yttre reduktion och K-faktor oavsett vilken typ av böj vi gör.
Mycket ofta har delar mycket skarpa inre böjradier. Tillverkarna, formgivarna och hantverkarna visste att delen skulle hålla eftersom allt verkade ha byggts om – och det var det faktiskt, åtminstone jämfört med idag.
Allt är bra tills något bättre kommer. Nästa steg framåt kom i slutet av 1970-talet med introduktionen av precisionsmarkverktyg, numeriska datorkontroller och avancerade hydrauliska kontroller. Nu har du full kontroll över kantpressen och dess system. Men vändpunkten är ett precisionsslipat verktyg som förändrar allt. Alla regler för tillverkning av kvalitetsdelar har ändrats.
Bildandets historia är full av språng och gränser. I ett steg gick vi från inkonsekventa flexradier för plåtbromsar till enhetliga flexradier skapade genom stämpling, grundning och prägling. (Obs: Rendering är inte detsamma som gjutning; se kolumnarkivet för mer information. Men i den här kolumnen använder jag "bottom bending" för att referera till både rendering och gjutningsmetoder.)
Dessa metoder kräver betydande tonnage för att bilda delarna. Naturligtvis är detta på många sätt dåliga nyheter för kantpressen, verktyget eller delen. Men de förblev den vanligaste metallböjningsmetoden i nästan 60 år tills industrin tog nästa steg mot luftformning.
Så, vad är luftbildning (eller luftböjning)? Hur fungerar det jämfört med bottenflex? Detta hopp ändrar återigen hur radier skapas. Nu, istället för att stansa ut krökens inre radie, bildar luften en "flytande" inre radie som en procentandel av dynans öppning eller avståndet mellan dynarmarna (se figur 1).
Figur 1. Vid luftböjning bestäms krökningens inre radie av formens bredd, inte spetsen på stansen. Radien "flyter" inom formulärets bredd. Dessutom bestämmer inträngningsdjupet (och inte formvinkeln) arbetsstyckets böjningsvinkel.
Vårt referensmaterial är låglegerat kolstål med en draghållfasthet på 60 000 psi och en luftbildande radie på cirka 16 % av munstyckshålet. Procentandelen varierar beroende på typ av material, flytbarhet, skick och andra egenskaper. På grund av skillnader i själva plåten blir de förutsagda procenttalen aldrig perfekta. De är dock ganska exakta.
Mjuk aluminiumluft bildar en radie på 13 % till 15 % av munstycksöppningen. Varmvalsat betat och oljat material har en luftbildningsradie på 14 % till 16 % av munstycksöppningen. Kallvalsat stål (vår basdraghållfasthet är 60 000 psi) bildas av luft inom en radie på 15 % till 17 % av munstycksöppningen. Luftformningsradien av 304 rostfritt stål är 20 % till 22 % av formhålet. Återigen, dessa procentsatser har en rad värden på grund av skillnader i material. För att bestämma procentandelen av ett annat material kan du jämföra dess draghållfasthet med 60 KSI draghållfastheten för vårt referensmaterial. Till exempel, om ditt material har en draghållfasthet på 120-KSI, bör andelen vara mellan 31% och 33%.
Låt oss säga att vårt kolstål har en draghållfasthet på 60 000 psi, en tjocklek på 0,062 tum och vad som kallas en inre böjradie på 0,062 tum. Böj den över V-hålet på 0,472-matrisen och den resulterande formeln kommer att se ut så här:
Så din inre böjradie kommer att vara 0,075″ som du kan använda för att beräkna böjtillägg, K-faktorer, retraktion och böjsubtraktion med viss noggrannhet – dvs. om din kantpresssoperatör använder rätt verktyg och designar delar runt de verktyg som operatörerna använder .
I exemplet använder operatören 0,472 tum. Stämpelöppning. Operatören gick fram till kontoret och sa: "Houston, vi har ett problem. Det är 0,075." Islagsradie? Det verkar som att vi verkligen har ett problem; vart går vi för att få tag i en av dem? Det närmaste vi kan komma är 0,078. "eller 0,062 tum. 0,078 tum. Stansradien är för stor, 0,062 tum. Stansradien är för liten."
Men detta är fel val. Varför? Stansradien skapar inte en inre böjradie. Kom ihåg att vi inte pratar om bottenflex, ja, spetsen på anfallaren är den avgörande faktorn. Vi talar om bildandet av luft. Matrisens bredd skapar en radie; stansen är bara ett tryckande element. Observera också att stansvinkeln inte påverkar krökningens inre radie. Du kan använda akuta, V-formade eller kanalmatriser; om alla tre har samma stansbredd får du samma inre böjradie.
Stansradien påverkar resultatet, men är inte den avgörande faktorn för böjradien. Nu, om du bildar en stansradie som är större än den flytande radien, kommer delen att få en större radie. Detta ändrar böjtillägg, kontraktion, K-faktor och böjavdrag. Tja, det är väl inte det bästa alternativet? Du förstår – det här är inte det bästa alternativet.
Vad händer om vi använder 0,062 tum? Islagsradie? Den här träffen kommer att bli bra. Varför? För, åtminstone när man använder färdiga verktyg, är det så nära den naturliga "flytande" inre böjradien som möjligt. Användningen av denna stans i denna applikation bör ge konsekvent och stabil böjning.
Helst bör du välja en stansradie som närmar sig, men inte överskrider, radien för den flytande delen. Ju mindre stansradien är i förhållande till floatböjradien, desto mer instabil och förutsägbar blir böjningen, speciellt om det slutar med att du böjer dig mycket. Stämplar som är för smala kommer att skrynkla materialet och skapa skarpa böjar med mindre konsistens och repeterbarhet.
Många frågar mig varför tjockleken på materialet bara spelar roll när man väljer ett formhål. De procentsatser som används för att förutsäga luftformningsradien förutsätter att formen som används har en formöppning som är lämplig för materialets tjocklek. Det vill säga, matrishålet kommer inte att vara större eller mindre än önskat.
Även om du kan minska eller öka storleken på formen, tenderar radierna att deformeras, vilket ändrar många av böjningsfunktionsvärdena. Du kan också se en liknande effekt om du använder fel träffradie. En bra utgångspunkt är därför tumregeln att välja en formöppning åtta gånger materialtjockleken.
I bästa fall kommer ingenjörer till butiken och pratar med kantpresssoperatören. Se till att alla vet skillnaden mellan gjutningsmetoder. Ta reda på vilka metoder de använder och vilka material de använder. Få en lista över alla slag och stansar de har och designa sedan delen baserat på den informationen. Skriv sedan ner de stansar och stansar som är nödvändiga för korrekt bearbetning av delen i dokumentationen. Naturligtvis kan du ha förmildrande omständigheter när du måste finjustera dina verktyg, men detta borde vara undantaget snarare än regeln.
Operatörer, jag vet att ni alla är pretentiösa, jag var själv en av dem! Men de dagar då du kunde välja din favorituppsättning verktyg är förbi. Men att få veta vilket verktyg som ska användas för deldesign speglar inte din skicklighetsnivå. Det är bara ett faktum. Vi är nu gjorda av tunn luft och slarvar inte längre. Reglerna har ändrats.
FABRICATOR är den ledande tidningen för metallformning och metallbearbetning i Nordamerika. Tidningen publicerar nyheter, tekniska artiklar och fallhistorier som gör det möjligt för tillverkare att göra sitt jobb mer effektivt. FABRICATOR har betjänat branschen sedan 1970.
Fullständig digital tillgång till The FABRICATOR är nu tillgänglig, vilket ger dig enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Fullständig digital tillgång till Tubing Magazine är nu tillgänglig, vilket ger dig enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Fullständig digital tillgång till The Fabricator en Español är nu tillgänglig, vilket ger enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Myron Elkins går med i The Maker-podcast för att prata om sin resa från småstad till fabrikssvetsare...
Posttid: 2023-aug-25