Abkantpresse Umformen Einblicke Der Rückflansch geht tief

Fertigteile aus Blech reichen von einfach bis sehr komplex. Die meisten Teilekonstruktionen sind relativ einfach, so dass sie mit einfachen Biegeabfolgen und allgemein verfügbaren Werkzeugen hergestellt werden können.

Obwohl CAD eine scheinbar unbegrenzte Anzahl kreativer Ideen erfassen kann, können nicht alle in geformtes Blech umgesetzt werden. Anspruchsvollere Konstruktionen gehen Hand in Hand mit den größeren Möglichkeiten von Abkantpressen, Maschinensoftware, Konstruktionssoftware und Werkzeugen. Beispielsweise vereinfachen Biegesimulationssoftware und moderne Maschinen komplexe, stufenweise Biegevorgänge erheblich. Sie ermutigen Bauteilentwickler, zwei oder mehr zuvor geschweißte Bauteile zu einem geformten und oft recht komplizierten Blechteil zu kombinieren.

Was macht ein Teiledesign für das Umformen komplex? Die Antwort ist nicht immer offensichtlich. In der Tat können Teile mit scheinbar komplexen Geometrien einfach zu formen sein, während ein normal aussehender Kasten große Biegungshürden darstellen kann. Viele von ihnen befassen sich mit Hinterlehren-Herausforderungen. Bei anderen gibt es auch Probleme bei der Werkzeugstörung und bei der Bearbeitung von Teilen. Durch die enge Zusammenarbeit zwischen dem Teiledesigner, den Produktionsmitarbeitern und den Maschinenbedienern lassen sich diese Herausforderungen viel leichter bewältigen.

Ein übliches, täuschend einfaches Design findet sich an verschiedenen Teilen der Fertigungsindustrie. Es sieht einfach aus, aber ohne die richtige Umformstrategie ist es für einen Bediener in der Tat schwierig oder unmöglich, die gesamte Biegefolge durchzuführen. Dieses Designelement ist der tiefe Rücklaufflansch.

Definieren der Variablen

Ein tiefer Rücklaufflansch entsteht, wenn in der Nähe der ersten Biegung eine zweite Biegung erzeugt wird. Außerdem ist die Länge des Rücklaufflansches größer oder gleich dem durch die zweite Biegung gebildeten Flansch (siehe Abbildung 1). Dies führt dazu, dass die erste Biegung zur zweiten Biegelinie zurückgeht. In dieser Situation würde eine Biegungssimulation die erste Biegelinie zeigen, die die Mittellinie des Stempels kreuzt. Dieser anfängliche Flansch würde natürlich mit einem normalen geraden Stempel kollidieren.

Warum erst einmal ein Teil mit einem tiefen Rücklaufflansch herstellen? Dies hat mit dem flachen Rohlingsdesign zu tun, das die Genauigkeit, Passgenauigkeit, Komplexität der nachgelagerten Baugruppen und letztendlich die Produktionszeit und -kosten bestimmt. Mit einem tiefen Rückführungsflansch können Ingenieure häufig ein Design aus einem flachen Rohling machen, anstatt aus mehreren Teilen zusammengesetzt zu werden.

Die Variablen für das Tiefziehen des Rückflansches gibt es zuhauf, einschließlich der verfügbaren offenen Höhe für die Werkzeuge im Pressenbremshub; die Tonnagekapazität der Maschine; ob zusätzliche Biegungen am Teil den tiefen Rückführungsflansch stören oder kollidieren; ob der flache Rohling ordnungsgemäß produziert wurde; und nicht zuletzt gute Sicherheitspraktiken. Andere Hauptvariablen umfassen den Materialtyp und die Dicke, die geformt werden, die Länge des Teils und die verfügbaren Werkzeuge.

Wie tief kann ein Rückflansch sein? Um diese Frage zu beantworten, prüfen Sie jede Anwendung, indem Sie zwei weitere Fragen stellen: Verfügen die verfügbaren Werkzeuge über genügend Freiraum für das zu formende Teil? Wenn ja, widerstehen die Werkzeuge der Kraft, die auf sie ausgeübt wird?

Um die erste Frage zu beantworten, beziehen Sie sich auf Grafiken, die allgemein in Werkzeugkatalogen verfügbar sind. In einigen Fällen können Sie eine DXF-Datei des Werkzeugs selbst in die Konstruktionssoftware importieren, um zu überprüfen, ob die Biegung hergestellt werden kann. Diese DXF-Dateien können auch in die meisten Pressenbremsensteuerungen importiert werden.

Um die zweite Frage zu beantworten, müssen Sie berechnen, wie viel Tonnage der Job benötigt, und dann mit den Angaben zur maximalen Tonnage des Herstellers der Abkantpresse und des Werkzeuganbieters vergleichen. Steve Benson, ein anerkannter Biegeexperte und regelmäßiger Mitarbeiter dieses Magazins, bietet die folgende Formel für das Luftbiegen (alle Einheiten sind in Zoll):

Luftdurchbiegungs-Tonnage AISI 1035, basierend auf einer Zugfestigkeit von 60.000-PSI = {[575 × (Materialdicke2)] / Stanzbreite / 12} × Biegung

Sie können auch Luftbiegekraftberechner verwenden, die von den Anbietern von Abkantpressenwerkzeugen online und über Smartphone-Anwendungen bereitgestellt werden, sowie Tabellen in Abkantwerkzeugwerkzeugkatalogen. Bei den meisten Abkantpressen sind Plakate mit dieser Information angebracht.

Der Schwanenhalslocher

Stellen Sie sich einen 14 x 14 Zoll großen und 1,5 Zoll hohen Rahmen vor, der entworfen wurde, um ein Objekt zu unterstützen, das 12 x 12 x 12 Zoll groß ist. Dies könnte mit einer flachen Oberfläche und 1,5 Zoll hergestellt werden. Beine verschweißt, oder es kann aus einem Formstück mit tiefen Rückflanschen hergestellt werden (siehe Abbildung 2). Dies vereinfacht und verstärkt das Teil, verkürzt die Produktionszeit, eliminiert die Montageanforderungen und senkt die Kosten. Ein Bediener kann dies jedoch nicht mit einem Standardstempel ausführen, ohne dass der Rückführungsflansch während der zweiten Biegung mit dem Werkzeug kollidiert. Die Freigabe ist einfach nicht da.

Ein Schwanenhals-Locher kann diesen Abstand gewährleisten (siehe Abbildungen 3 und 4). Dieses Werkzeug ermöglicht es dem Bediener, die zweite Kurve zu bilden, ohne dass der Rückführungsflansch mit dem Werkzeug kollidiert. Werkzeuglieferanten stellen viele Standard-Schwanenhalsprofile her, und die meisten bieten auch benutzerdefinierte Profile an. Das Design ermöglicht, dass der tiefe Rückstellflansch über die Werkzeugmittellinie hinausragt und ausreichend Freiraum für das richtige Formen von Metall bietet.

Reliefs

Eine Entlastung ist eine Werkzeugmodifikation, die es einem tiefen Rückführflansch ermöglicht, sich in einen Bereich zu bewegen, in dem sich der Stempelkörper sonst befinden würde. Stellen Sie sich ein Relief als Kerbe vor, wobei Material aus dem Stempelkörper herausgeschnitten ist (siehe Abbildung 5).

Reliefs sollten die strukturelle Integrität des Tools nicht wesentlich beeinträchtigen. Werkzeugmacher konstruieren sie normalerweise unter Verwendung von Kurven mit großem Radius, um die lokalen Spannungen so gering wie möglich zu halten.

Fenster

Durch diese Werkzeugmodifikation kann ein tiefer Rücklaufflansch vollständig durch ein in den Stempelkörper geschnittenes Fenster geführt werden. Das Fenster ist normalerweise relativ zum Flansch überdimensioniert, um ein Spiel zu ermöglichen. Große Radien an den Ecken des Fensters helfen auch, die Stempelbelastung zu reduzieren (siehe Abbildungen 6 und 7).

Windows sollte niemals die Stärke des Tools beeinträchtigen. Sie werden am besten von Werkzeugherstellern hergestellt, die die Berechnungen durchführen, um sicherzustellen, dass das Werkzeug die Anforderungen der Anwendung erfüllt, ohne die strukturelle Integrität zu beeinträchtigen.

Der Bremsenbediener muss das Teil richtig positionieren, bevor der Biegezyklus beginnt. Der Flansch muss sich frei in und durch das Fenster bewegen können, ohne dabei Hindernisse zu berühren. Der Bediener muss auch in der Lage sein, das Teil aus dem Fenster zu lösen und es aus dem Biegungsbereich zu entfernen. Dies erfordert wiederum eine enge Zusammenarbeit zwischen Design und Fertigung.

Biegungssequenzierung

Eine einzige Kurve zu machen ist eine Sache. Viele auf einer Seite zu machen, ist etwas ganz anderes. Hier kommt die Biegungssequenzierung ins Spiel.

Welche Biegungen sollten zuerst sein und wann sollte der tiefe Rücklaufflansch hergestellt werden? Die Teilegeometrie steuert die Biegereihenfolge, weshalb es keine Faustregel gibt. In einigen Fällen biegt der Bediener den tiefen Rückführflansch früh in der Sequenz; in anderen Fällen ist es am Ende. Wie wirst du es wissen?

Stellen Sie sich eine Box vor, in der sich benachbarte Biegungen schneiden. Bei tiefen Rückführflanschen reicht ein Schlag mit Hörnern (siehe Abbildung 8) nicht tief genug aus, um die Biegelinie zu erreichen, ohne dass der Stempelkörper die benachbarten Biegungen stört. Unabhängig von der Biegungssequenz wird der Bediener feststellen, dass beim Bilden dieser Biegungen die benachbarten Rückführflansche mit dem Stempelkörper kollidieren.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, können Sie den Teilzuschnitt mit einer durch eine Laser- oder Stanzpresse hergestellten Säge- oder Laser-Entlastung modifizieren. Dadurch wird ein Schnitt entlang der Biegelinie in dem Bereich erstellt, in dem das Werkzeug das Material nicht biegen kann.

In unserem aktuellen Box-Beispiel wird durch das Platzieren eines Schnittes links und rechts der Biegung effektiv eine kürzere Biegelinie erstellt. Dies bedeutet, dass der Bediener einen kürzeren Stanzabschnitt verwenden kann, der die Rückführflansche nicht beeinträchtigt.

Aber was ist, wenn das Teiledesign keine Entlastungsschnitte entlang der Biegelinie zulässt? In diesem Fall können Sie eine Preform-Vertiefung oder eine Prägung einer Linie oder Nut erstellen. Sie folgt genau entlang der Biegelinie an derselben Stelle und für die gleiche Länge wie das Schnittrelief. Die Nut schwächt das Material, trennt es aber nicht oder durchstößt es nicht (siehe Abbildung 9).

Das geschwächte Material bietet während des Biegungszyklus immer noch einen gewissen Widerstand, jedoch keine signifikante Menge. Dies ermöglicht es dem Bremsenbediener wiederum, einen kürzeren Werkzeugabschnitt zu verwenden, der die Rückführflansche nicht stört.

Um die Preform-Vertiefung oder Prägung zu erstellen, können Sie eine Stanzpresse mit einem universellen Prägewerkzeug verwenden, das mehrere Materialstärken aufnehmen kann, oder ein spezielles Prägewerkzeug für eine bestimmte Materialstärke. Die Auswahl hängt von den Anforderungen der Anwendung sowie der Materialoberflächenqualität ab, die für die Teilekonstruktion erforderlich ist. Diese Tools stehen sowohl für Upbending- als auch für Downbending-Anwendungen zur Verfügung.

Über die Zusammenarbeit

Die Entwicklung einer effektiven Umformstrategie erfordert eine gute Kommunikation. Kann der Bediener der Abkantpresse die gesamte Biegeabfolge ausführen, ohne dass die Werkzeuge und zuvor gebildeten Flansche kollidieren? Und kann der Bediener das Teil während des Biegens effizient bearbeiten und nach dem Umformen aus dem Werkzeug entfernen?