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Biegegrundlagen der Abkantpresse: So vermeiden Sie eine scharfe Biegung

Anzahl Durchsuchen:25     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2018-09-27      Herkunft:Powered erkundigen

  Wie verhindern Sie eine scharfe Kurve? Analysieren Sie die Tonnage

  Ihre Abkantpresse legt den inneren Biegeradius entlang. Wie verhindern Sie das? Stellen Sie sicher, dass die zum Durchstechen des Materials erforderliche Kraft größer ist als die zum Umformen erforderliche Kraft.

Abkantpressen der Abkantpresse (1)

Abbildung 1

Der Kreis stellt die Stempelspitze dar, und der rote Bereich zeigt den Grad des Kontakts, den die Spitze gerade macht, als sich das Metall zu biegen 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 es mir Spaß gemacht hat, Ihre Artikel und Bücher im Zusammenhang mit der Umformungstheorie zu lesen. Ich habe die Grundsätze angewendet, die Sie in den Geschäften behandelt haben, für die ich gearbeitet habe.

  Ich habe vor kurzem mit einem anderen OEM angefangen, um die Fertigungsabteilung zu unterstützen. Wir verwenden zu fast 95 Prozent 304 Edelstahl. Ich habe mit Qualität und Technik gearbeitet, um unsere Biegetische auszubügeln, so dass unsere Teile beim ersten Mal innerhalb von 0,0100 Zoll korrekt sind. Abweichung pro Kurve. Ich habe Daten von unseren Lieferanten zur Zugfestigkeit und Streckgrenze gesammelt und Tabellen mit Durchschnittswerten für die Formeln zusammengestellt, um die Rohlänge besser vorherzusagen. Unser Problem ist, dass die Stempelspitze in unser rostfreies Material einzutauchen scheint.

Mit amerikanischen Werkzeugen biegen wir 0,075 Zoll dicke, 90-KSI-Edelstahl mit einem 0,062-Zoll-Radius und einem 0,500-Zoll-Luftbogen. Düsenöffnung, was uns einen ungefähren 0.117-Zoll ergibt. schwebte im Radius. Wir haben versucht, die Stanznase mit einem Durchmesser von 0,125 Zoll zu verwenden, aber unser Rohling wächst noch mehr. Wir sind sogar auf 0,625 in Werkzeugöffnung, hauptsächlich um den Tonnage-Bedarf zu reduzieren, aber wir haben keinen Unterschied darin gesehen, wie weit das Teil von dem ist, was wir ursprünglich berechnet haben.

  Ich gehe davon aus, dass wir mit unserem 0.062-Zoll scharf biegen können. Stempelfeldradius und überschreitet damit die Stanztonnage des Materials. Wo wäre ein guter Ausgangspunkt, um dieses Problem zu lösen

Antworten:Alles, was Sie gerade gesagt haben, stimmt mit der Luftformungstheorie überein. Hier spielen drei Faktoren eine Rolle: die scharfe Biegung, die 20-Prozent-Regel und der Radius der Stanznase.

  Beginnen wir mit der scharfen Biegung - oder, wie Sie es sagen, die Stanznase in das Material "tauchen" und die Mitte des Radius knittern.

  Eine scharfe Kurve ist keine Kurve mit minimalem Radius. Eine Biegung mit minimalem Radius ist der kleinste Radius, der in Luftform frei bewegt werden kann. Jeder Lochradius, der kleiner als der minimale Radius ist, taucht in die Mitte der Biegung ein.

  Eine scharfe Biegung verstärkt Schwankungen innerhalb des Materials, die dazu führen, dass sich der Biegungswinkel von Teil zu Teil ändert. Dazu gehören Unterschiede in Dicke, Kornrichtung sowie Streck- und Zugfestigkeit. Eine scharfe Biegung wird durch drei Faktoren verursacht: die Schubspannungsgrenzen des Metalls, die Landfläche, auf die die Kraft wirkt, und die Gesamtmenge, die erforderlich ist, um das Werkstück über eine bestimmte Formöffnung zu biegen.

  Um herauszufinden, wo die Kurve scharf wird, was wir als den scharfen Wert bezeichnen, haben wir eine Standardformel für die Stanztonne für das Biegen angepasst. Für unsere Zwecke nennen wir es Piercing-Tonnage, da es uns sagt, wie viel Kraft erforderlich ist, damit die Stempelspitze das Material durchsticht und knittert - was wir natürlich vermeiden wollen. Die Formel passt sich nicht perfekt an, und die Ergebnisse sind nur eine Annäherung, funktionieren aber gut genug, um im Fab-Shop sehr nützlich zu sein.

  Bevor wir zu der Formel gelangen, müssen wir jedoch die Landfläche, die anfängliche Kontaktfläche zwischen der Stanzerspitze und dem Material, bestimmen. In früheren Spalten haben wir den Stempelradius verwendet, um diesen Kontaktbereich zu berechnen. Damit sind Sie für viele Anwendungen nah genug, aber in Wahrheit spiegelt dies nicht wider, was in einer Luftkurve tatsächlich vor sich geht.

Abkantpressen der Abkantpresse (2)

Figur 2

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

Wenn Sie sich an die Geometrie der High School erinnern, ist ein Radius der halbe Durchmesser eines Kreises und genau das ist es am Ende einer Schlagspitze. Wenn Sie die gekrümmte Fläche am unteren Rand einer Stempelspitze mit einem Durchmesser von 0,062 Zoll messen möchten, entspricht sie nicht 0,062 Zoll. Die gekrümmte Fläche entspricht stattdessen dem Abschnitt eines Umfangs oder einer Bogenlänge. Erweitern Sie die Kurve zu einem Kreis, teilen Sie den Durchmesser des Kreises in zwei Hälften, und Sie erhalten 0,062 Zoll, den Radius der Stempelspitze.

  Die Verwendung des Stanzradius zum Berechnen der Piercing-Tonnage funktioniert gut genug. Um die Durchdringungstonnage genauer vorhersagen zu können, müssen wir die Bogenlänge ermitteln - und nicht nur jede Bogenlänge, sondern auch die Bogenlänge, die zum Zeitpunkt des Biegens mit einem Material anfänglich in Kontakt kommt.

  Wir ermitteln die Bogenlänge, indem wir den Kontaktgrad bestimmen, den die Stempelspitze macht, bevor das Metall sich zu biegen beginnt (siehe Abbildung 1). Dies kann sehr unterschiedlich sein. Einige Materialien beginnen sich bereits nach wenigen Kontaktgraden zu biegen; andere Materialien biegen sich erst nach viel mehr Kontaktgraden. Die Mathematik, um dies genau zu bestimmen, wird sehr komplex. Deshalb verwenden wir hier für unsere Zwecke 20 Kontaktgrade als Konstante.

  Indem wir die Kontaktgrade und den Stempelradius (R) in die folgende Gleichung einbeziehen, bestimmen wir die Bogenlänge und letztendlich die gesamte Landfläche:

  Bogenlänge = 2πR × (Kontaktgrade / 360)

  Landfläche = Bogenlänge × Kurvenlänge

  Nun geht es weiter zur Formel für durchdringende Tonnagen. Beachten Sie, dass die ursprüngliche Formel eine Variable hat, die als Scherfaktor bezeichnet wird, um 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 aufweist. Dies hat keine Auswirkungen auf unser Ergebnis, daher haben wir es aus der Gleichung weggelassen. Auch wenn diese Formel für diese Anwendung nicht perfekt ist, ist sie nahe genug, um die notwendigen Werte zu finden:

  Piercing-Tonnage = Landfläche × Materialstärke × 25 × Materialfaktor

  Die Konstante „25“ ergibt sich aus der Feststellung der Stärke üblicher Weichstahlsorten zum Zeitpunkt der Entstehung der Formel, daher die Notwendigkeit der Werte für die Materialfaktoren (siehe Abbildung 2). Die Materialfaktoren passen die Tonnage an die aktuellen Materialausbeute und Zugwerte an.

  Jetzt, da wir die Piercing-Tonnage haben, müssen wir die für das Biegen des Werkstücks erforderliche Forming-Tonnage berechnen. Wir tun dies, indem wir den Punkt finden, an dem das Metall seinen plastischen Zustand erreicht, sich verbiegt und gebogen bleibt. An diesem Punkt wird die Ausbeute im Material "gebrochen". Es ist zu beachten, dass dies nicht die gleichen ist wie die Umformlasten am unteren Ende des Hubs bei einem Boden- oder Prägevorgang. Bottoming- und Münztonnageberechnungen sind bestenfalls nur Annahmen, da sie stark vom Bediener abhängen.

  Die folgende Gleichung, in der Mt die Materialdicke ist, wird nach dem Tonnagewert berechnet, bei dem die Ausbeute bricht, wodurch sich die Tonnage pro Zoll ergibt, die das Material benötigt, um sich zu bilden. Und wie bei der Piercing-Tonnage müssen wir einen Materialfaktor berücksichtigen, wie in Abbildung 2 dargestellt. Wenn Sie das Material, mit dem Sie arbeiten, nicht sehen, können Sie die Zugfestigkeit Ihres Materials einfach durch die Zugfestigkeit unseres Ausgangsmaterials teilen 60.000-PSI-Weichstahl.

Tonnage pro Zoll bilden = {[((575 × Mt2)) / Matrizenöffnung / 12]} × Materialfaktor

  Die Piercing-Tonnage gibt uns eine Einschätzung, wie viel Kraft ein Werkzeug zum Stechen, Knicken und Eintauchen in die Biegelinie benötigt. Um ein Knicken der Biegung zu vermeiden, müssen Sie sicherstellen, dass die Piercing-Tonnage größer ist als die Formier-Tonnage pro Zoll. Auf diese Weise widersteht das Material dem Durchstoßdruck der Stempelspitze.

  Jetzt können wir die Berechnungen ausführen. Beachten Sie, dass im Folgenden alle Dimensionswerte in Zoll angegeben werden. Sie haben auch keine Biegungslänge erwähnt. In diesem Beispiel verwenden wir nur eine Biegungslänge von 12 Zoll.

  Materialtyp und Zugfestigkeit = 90 KSI Edelstahl

  Materialfaktor = 90 KSI / 60 KSI = 1,5

  Biegungslänge = 12 Zoll

  Düsenöffnung = 0,500 Zoll

  Lochradius = 0,062 Zoll.

  Bogenlänge = 2πR × (Kontaktgrade / 360)

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

  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 Tonnen

  Umformung Tonnage pro Zoll = [(575 × Mt2) /

  Matrizenöffnung / 12] × Materialfaktor

  Bildung der Tonnage pro Zoll = [(575 × 0,0752) / 0,500 / 12] × 1,5 = 0,808 Tonnen

  Wie Sie sehen können, beträgt die Umformtonnage pro Zoll 0.808, während Ihre Piercingtonnage 0.708 beträgt. Die benötigte Tonnage übersteigt die Fähigkeit des Materials, der Durchschlagskraft zu widerstehen!

Aber warten Sie, es gibt mehr Vergleichen Sie, was mit den drei verschiedenen Düsenöffnungen geschieht, die sich im Bereich der 6- bis 8-fachen Materialstärke befinden. Unsere Piercing-Tonnage bleibt konstant bei 0,708 Tonnen, aber sehen Sie, was mit der sich bildenden Tonnage passiert:

  Formung l Dicke (Mt) = 0,074 Zoll.

  0,375 Zoll Düsenöffnung = 1,078 Tonnen pro Zoll

  0,500 Zoll Düsenöffnung = 0,808 Tonnen pro Zoll

  0,625 in. Düsenöffnung = 0,646 Tonnen pro Zoll

  Beachten Sie, was passiert, wenn Sie die Matrizenbreite von 0,500 bis 0,625 Zoll öffnen. Der Formungsdruck ist jetzt geringer als die zu tanzende Tonnage. Das bedeutet, dass die Stempelspitze nicht mehr in die Mitte der Biegung "eintauchen" sollte und die Biegung nicht mehr in "scharfer" Beziehung zum Material stehen sollte.

  Nicht nur das, aber wie Sie bereits festgestellt haben, hat sich der Innenradius so verändert, wie er sollte. Dies ist die 20-Prozent-Regel bei der Arbeit. In Ihrer Notiz haben Sie angegeben, dass Sie einen schwebenden Innenradius von 0,117 Zoll über 0,500 Zoll erreicht haben. V sterben. Die 20-Prozent-Regel besagt, dass für 304 Edelstahl mit einer Zugfestigkeit von 85.000 PSI (UTS) der Schwimmradius zwischen 20 und 22 Prozent der Düsenöffnung liegen sollte. Sicherlich, 22 Prozent von 0,500 sind 0,110 Zoll. Die Richtung des Korns, Messungenauigkeiten und die Tatsache, dass Sie mit UTS-Material mit 90.000 PSI arbeiten, würde die geringfügigen Abweichungen erklären. Ihr Material hat einen inneren Biegeradius von 23 Prozent der Düsenöffnung.

  Basierend auf all dem ergibt sich der Innenradius aus der Umformung über 0,625 Zoll. Die Öffnung sollte 0,143 Zoll (0,625 × 0,23 = 0,143 Zoll) betragen, und Sie sollten an der Biegelinie keine sichtbaren Anzeichen von Faltenbildung aufweisen. Gleichzeitig ist Ihre Formiertonnage von 0,808 auf 0,646 Tonnen pro Zoll gesunken.

Die beste Wahl der Lochradien

  Der 0,125 Zoll. Der Stempelradius vergrößert den inneren Biegeradius sowohl um 0,375 als auch um 0,500 Zoll. Düsenöffnungen. Dies liegt daran, dass der Stanznasenradius größer ist als der natürlich vorkommende Radius im Material. Wenn dies der Fall ist, neigt das Teil dazu, den größeren Stanznasenwert anzunehmen. Wenn Sie einen größeren Radius haben, erhalten Sie einen größeren Biegeabzug und ein anderes Teil.

  Auf der anderen Seite hat der größere Nasenradius des Stempels keinen Einfluss auf den Biegeradius oder den Abzug der Biegung im 0,625-Zoll. sterben. Die Stanznase bei 0,125 Zoll ist kleiner als der natürlich vorkommende Radius von 0,143 Zoll.

  Die beste Strategie in dieser Situation ist, einen Radius der Stanznase so nahe wie möglich an dem natürlichen Radius zu verwenden, ohne diesen Wert zu überschreiten - es sei denn, Sie planen ihn direkt aus dem Gate heraus und integrieren den größeren Radius und die Biegungsabzüge in Ihren Berechnungen.

  Standardisieren Sie Ihre Werkzeugnutzung

  Sie haben das beim Wechseln zu einem 0,625-Zoll erwähnt. Sie haben gesehen, dass es keinen erkennbaren Unterschied gibt, wie weit das Teil von Ihren ursprünglichen Berechnungen entfernt ist. Was dahinter steht, hängt von den ursprünglichen Berechnungen ab, einschließlich der Länge Ihrer Biegung (in diesem Beispiel wird eine Biegungslänge von 12 Zoll angenommen). Unabhängig davon, wenn Sie die Düsenöffnung ändern, ändern Sie den Radius und den Biegungsabzug. Denken Sie daran, dass beim Biegen der Luft eine neue Düsenöffnung alles effektiv verändert.

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