Drücken Sie die Grundlagen der Bremsbiegung: So vermeiden Sie eine scharfe Kurve

Wie verhindern Sie eine scharfe Kurve? Analysieren Sie die Tonnage

Ihr Pressebremsbetrieb legt eine Falte entlang des Innenbogenradius. Wie verhindern Sie das? Stellen Sie sicher, dass die Kraft, die das Material durchbohrt, mehr als die Kraft ist, die erforderlich ist, um es zu formen.

Abbildung 1

Der Kreis repräsentiert die Stanzspitze, und der rote Bereich zeigt die Kontaktgrade, die die Spitze genauso macht, sobald das Metall zu beugen beginnt.

wie durch die gepunktete Linie dargestellt. Dies variiert, aber für unsere Zwecke können wir eine Konstante von 20 Grad verwenden.

Frage: Lassen Sie mich zunächst sagen, dass ich es genossen habe, Ihre Artikel und Bücher zur Bildungstheorie zu lesen. Ich habe die Prinzipien angewendet, die Sie in den Geschäften, für die ich gearbeitet habe, behandelt haben.

Ich habe kürzlich mit einem anderen OEM angefangen, um die Fabrication Department zu unterstützen. Wir verwenden 304 Edelstahl in fast 95 Prozent der Fälle. Ich habe mit Qualität und Ingenieurwesen gearbeitet, um unsere Bendtische auszubügeln, damit unsere Teile beim ersten Mal innerhalb eines 0,0100-Zoll-Jahres korrekt erscheinen. Varianz pro Biegung. Ich habe Daten von unseren Lieferanten über die ultimative Zugfestigkeit und Ertragsfestigkeit und komponierte Tabellen mit Durchschnittswerten gesammelt, um auf die Formeln zu gelten, um die Leerlauflängen besser vorherzusagen. Unser Problem ist, dass die Punschspitze in unser Edelstahlmaterial eintauchen scheint.

Mit Werkzeugstilen im American-Stil haben wir 0,075-in-dicke 90-ksi-Edelstahl mit einer 0,062-in-Radius-Punchnase und einer 0,500-Zoll-Radius-Radius-Stahlluft. Die Öffnung sterben und uns einen ungefähren 0,117-in-. im Radius schwebte. Wir haben versucht, die 0,125-in-Radius Punch-Nase zu verwenden, aber unser Blank wächst noch mehr. Wir sind sogar auf 0,625 Zoll gegangen. Die Eröffnung der Sterbe, hauptsächlich, um die Tonnageanforderungen zu reduzieren, aber wir haben keinen merklichen Unterschied darin gesehen, wie weit der Teil von dem ist, was wir ursprünglich berechnet haben.

Ich gehe davon aus, dass wir mit unseren 0,062-in-Biegen scharf Biegen sein können. Stanztippsradius und dadurch die Stanztonnage des Materials. Wo wäre ein guter Ausgangspunkt, um dieses Problem zu lösen

Antworten: Alles, was Sie gerade angegeben haben, stimmt mit der Luftform -Theorie überein. Hier kommen drei Faktoren ins Spiel: scharfes Biegen, die 20 -prozentige Regel und der Punch -Nasenradius.

Beginnen wir mit der scharfen Biegung - oder, wie Sie es ausdrücken, die Schlagnase "in das Material eintauchen und die Mitte des Radius knistern lassen.

Eine scharfe Kurve ist keine Mindestbiegung. Eine minimale Radius-Biegung ist der kleinste Radius, der in Luftform frei geflogen werden kann. Jeder Stanznasenradius weniger als der minimale Radius wird "in die Mitte der Biegung tauchen.

Eine scharfe Biegung verstärkt die Variationen innerhalb des Materials, die dazu führen, dass sich der Biegewinkel von Teil zu Teil ändert. Dazu gehören Unterschiede in der Dicke, der Kornrichtung sowie der Ergablieferungs- und Zugfestigkeit. Eine scharfe Kurve wird durch drei Dinge verursacht: die Scherbeanspruchung des Metalls, die Landfläche, in der die Tonnagekraft aufgetragen wird, und die gesamte Tonnage, die erforderlich ist, um das Werkstück über eine bestimmte Würfelöffnung zu biegen.

Um herauszufinden, wo die Biegung scharf wird, was wir als scharfer Wert bezeichnen, haben wir eine Standard -Stanztonnage -Formel an Biegung angepasst. Für unsere Zwecke nennen wir es Piercing -Tonnage, da es uns zeigt, wie viel Kraft benötigt wird, damit der Stanztipp das Material durchdringt und faltet - was wir natürlich vermeiden wollen. Die Formel passt nicht perfekt an und die Ergebnisse sind nur eine Annäherung, aber sie funktioniert gut genug, um im Fab -Shop sehr nützlich zu sein.

Bevor wir jedoch zur Formel gelangen, müssen wir die Landfläche, die anfängliche Kontaktfläche zwischen der Stanzspitze und dem Material, bestimmen. In früheren Spalten haben wir den Stanzradius verwendet, um diesen Kontaktbereich zu berechnen. Dies bringt Sie für viele Anwendungen näher genug, aber in Wahrheit spiegelt dies nicht wider, was tatsächlich während einer Luftbiegung vor sich geht.

Figur 2

Diese Materialfaktoren passen die Stanztonnageformel an, um Materialien mit unterschiedlichen Zugfestigkeiten zu berücksichtigen.

Wenn Sie sich an die Geometrie der High School erinnern, beträgt ein Radius einen halben Durchmesser eines Kreises, und genau das ist er am Ende einer Schlagspitze. Wenn Sie die gekrümmte Fläche am Boden einer 0,062-in-Radius-Stempelspitze messen würden, würde es nicht 0,062 Zoll gleich sind. Die gekrümmte Fläche würde stattdessen dem Teil eines Umfangs oder einer Bogenlänge entsprechen. Erweitern Sie die Kurve auf einen Kreis, teilen Sie den Durchmesser dieses Kreises in zwei Hälften und Sie erhalten 0,062 Zoll, den Stanzspitzeradius.

Auch hier funktioniert die Verwendung des Punch -Radius zur Berechnung der durchdringenden Tonnage gut genug. Um jedoch genauer vorherzusagen, müssen wir die Lichtbogenlänge finden - und nicht nur die Bogenlänge, sondern die Bogenlänge, die zum Zeitpunkt des Biegens anfänglicher Kontakt mit einem Material herstellt.

Wir finden die Lichtbogenlänge, indem wir die Kontaktgrade bestimmen, die die Punchspitze vor dem Metall zu bücken beginnt, wie in Abbildung 1 gezeigt. Dies kann stark variieren. Ein Material beginnt sich unmittelbar nach nur wenigen Kontaktgrade zu beugen; Andere Materialien beginnen sich erst nach vielen weiteren Kontaktgraden zu beugen. Die Mathematik, dies genau zu bestimmen, wird sehr komplex. Für unsere Zwecke hier verwenden wir 20 Grad Kontakt als Konstante.

Durch die Einbeziehung der Kontaktgrade und der Stanzradius (R) in die folgende Gleichung bestimmen wir die Lichtbogenlänge und letztendlich die gesamte Landfläche:

Bogenlänge = 2πr × (Kontaktgrade/360)

Landfläche = Bogenlänge × Länge der Biegung

Jetzt geht es an der durchdringenden Tonnage -Formel. Beachten Sie, dass die ursprüngliche Formel eine Variable hat, die als Scherfaktor bezeichnet wird, um die Größe und Form des Materials zu berücksichtigen. Für unsere Zwecke gehen wir davon aus, dass das Material flach ist und einen Scherfaktor von 1,0 hat. Dies wirkt sich nicht auf unser Ergebnis aus, daher haben wir es aus der Gleichung weggelassen. Auch wenn diese Formel nicht perfekt für diese Anwendung ist, ist sie nah genug für unsere Bedürfnisse, die erforderlichen Werte zu finden:

Piercing Tonnage = Landfläche × Materialdicke × 25 × Materialfaktor

Die Konstante "25" entsteht aus der Faktorierung der Stärke der gemeinsamen Weichstahlqualität zum Zeitpunkt der Entstehung der Formel, daher die Notwendigkeit der Materialfaktorenwerte (siehe Abbildung 2). Die Materialfaktoren passen die Tonnage so an, dass sie mit der Stromausbeute und der Zugwerte übereinstimmt.

Jetzt, da wir die durchdringende Tonnage haben, müssen wir die bildende Tonnage berechnen, die erforderlich ist, um das Werkstück zu biegen. Wir tun dies, indem wir den Punkt finden, an dem das Metall in seinen plastischen Zustand eintritt, sich biegt und verbogen bleibt. In diesem Punkt ist die Ausbeute im Material "gebrochen". Beachten Sie, dass dies nicht der gleichen ist wie die bildenden Belastungen am unteren Rand des Schlaganfalls in einem Bottoming- oder COINING -Operation. Bottoming- und Schnitttonnage-Berechnungen sind bestenfalls nur Vermutungen, da sie sehr operatorabhängig sind.

Die folgende Gleichung, in der MT eine Materialdicke ist, löst den Tonnagewert, bei dem die Ausbeute bricht, und verleiht uns die Tonnage pro Zoll, die wir benötigen, damit das Material bildet. Und wie bei Piercing -Tonnage müssen wir einen Materialfaktor einbeziehen, wie in Abbildung 2 gezeigt , 60.000-Psi-Weichstahl.

Tonnage pro Zoll bilden

Die durchdringende Tonnage gibt uns eine Schätzung, wie viel Kraft es für ein Werkzeug dauert, um in die Bendlinie zu durchdringen, zu knicken und in die Biegung zu tauchen. Um das Falten der Kurve zu vermeiden, müssen Sie sicherstellen, dass die durchdringende Tonnage mehr als die bildende Tonnage pro Zoll ist. Auf diese Weise widersetzt sich das Material dem durch die Stempelspitze ausdrückenden Druck.

Jetzt sind wir bereit, die Berechnungen durchzuführen. Beachten Sie, dass im Folgenden alle Dimensionswerte in Zoll sind. Außerdem haben Sie keine Biegerlänge erwähnt, daher verwenden wir für dieses Beispiel nur eine Biegerlänge von 12 Zoll.

Materialtyp und Zugfestigkeit = 90 ksi Edelstahl

Materialfaktor = 90 ksi/60 ksi = 1,5

Biegerlänge = 12 in.

Die Öffnung = 0,500 Zoll.

Stanzradius = 0,062 Zoll.

Bogenlänge = 2πr × (Kontaktgrade/360)

Bogenlänge = 2 × 3,1415 × 0,062 × (20/360) = 0,021 in.

Landfläche = Bogenlänge × Biegungslänge

Landfläche = 0,021 × 12 = 0,252 Zoll.

Piercing Tonnage = Landfläche × mt × 25 × Materialfaktor

Piercing Tonnage = 0,252 × 0,075 × 25 × 1,5 = 0,708 Tonne

Tonnage pro Zoll bilden = [(575 × mt2)//

Stempelöffnung/12] × Materialfaktor

Blende Tonnage pro Zoll = [(575 × 0,0752) / 0,500 / 12] × 1,5 = 0,808 Tonne

Wie Sie sehen können, beträgt die bildende Tonnage pro Zoll 0,808, während Ihre durchdringende Tonnage 0,708 beträgt. Die erforderliche Tonnage zur Bildung übersteigt die Fähigkeit des Materials, der durchdringenden Kraft zu widerstehen!

Aber warte, es gibt mehr Vergleichen, was mit den drei verschiedenen Stanzöffnungen passiert, die innerhalb des 6- bis 8 -fachen Materialdickungsbereichs fallen. Unsere durchdringende Tonnage bleibt konstant, bei 0,708 Tonnen, aber schauen Sie, was mit der bildenden Tonnage passiert:

Bildung von L -Dicke (MT) = 0,074 Zoll.

0,375 Zoll. Die Eröffnung = 1,078 Tonnen pro Zoll

0,500 Zoll. Die Eröffnung = 0,808 Tonnen pro Zoll

0,625 Zoll. Die Eröffnung = 0,646 Tonnen pro Zoll

Beachten Sie, was passiert, wenn Sie die Würfelbreite von 0,500 bis 0,625 Zoll öffnen. Der Bildungsdruck ist jetzt geringer als die Tonnage zu durchdringen. Dies bedeutet, dass die Schlagspitze nicht mehr in die Mitte der Kurve tauchen sollte und die Biegung nicht mehr in einer "scharfen" Beziehung zum Material sein sollte.

Nicht nur das, sondern wie Sie bemerkt haben, hat sich der Innenradius so geändert, wie er sollte. Dies ist die 20 -prozentige Regel bei der Arbeit. In Ihrer Notiz haben Sie angekündigt, dass Sie einen schwebenden Innenradius von 0,11 in. Über 0,500 Zoll erreicht haben. V sterben. Die 20-prozentige Regel besagt, dass für 304 Edelstahl mit einer ultimativen Zugfestigkeit von 85.000 PSI (UTS) der schwebende Radius zwischen 20 und 22 Prozent der Würfelöffnung liegen sollte. Sicher genug, 22 Prozent von 0,500 sind 0,110 Zoll, Kornrichtung, Messunternehmen und die Tatsache, dass Sie mit 90.000-PSI-Materialien arbeiten, würde die geringfügigen Diskrepanzen ausmachen. Ihr Material hält einen Innenbiegenradius in Höhe von 23 Prozent der Würfelöffnung.

Basierend auf all dem ist der Innenradius, der sich aus einer Bildung von über 0,625 Zoll ergibt. Die Stempelöffnung sollte 0,143 Zoll (0,625 × 0,23 = 0,143 Zoll) betragen, und Sie sollten keine sichtbaren Anzeichen für das Falten an der Biegerleitung haben. Gleichzeitig ist Ihre bildende Tonnage von 0,808 auf 0,646 Tonnen pro Zoll gesunken.

Die beste Wahl von Punch Radien

Die 0,125-Zoll. Der Stempelradius wächst den Innenbiegeradius sowohl im 0,375- als auch in 0,500 Zoll. Öffnungen sterben. Das liegt daran, dass der Stanznasenradius größer ist als der natürlich vorkommende Radius im Material - und wenn dies geschieht, neigt das Teil dazu, den größeren Stanznasenwert zu erheben. Wenn Sie einen größeren Radius haben, erhalten Sie einen größeren Biegerabzug und erhalten einen anderen Teil.

Andererseits wirkt sich der größere Nasenradius des Stempels nicht auf den Biegenradius oder den Biegungabzug im 0,625-Zoll-Abzug aus. sterben. Die Schlagnase bei 0,125 Zoll ist geringer als der natürlich vorkommende Radius von 0,143 Zoll.

Die beste Strategie in dieser Situation ist es, einen Punch -Nasenradius so nah wie möglich am natürlichen Radius zu verwenden, ohne diesen Wert zu überschreiten - es sei denn, Sie planen natürlich direkt aus dem Tor und integrieren den größeren Radius und die Biegenabzüge in Ihre Berechnungen.

Standardisieren Sie Ihre Werkzeugverwendung

Sie haben das beim Umschalten auf 0,625 Zoll erwähnt. Sterben Sie, wie weit der Teil aus Ihren ersten Berechnungen liegt. Was dahinter steckt, hängt davon ab, was diese ersten Berechnungen waren, einschließlich Ihrer Kurvenlänge (in diesem Beispiel wird eine Biegerlänge von 12 Zoll angenommen). Unabhängig davon, wenn Sie die Stempelöffnung ändern, ändern Sie den Radius und den Bendabzug. Denken Sie daran, dass bei der Luftbiegung eine neue Würfelöffnung alles effektiv verändert.