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Biegungsgrundlagen: Wie der innere Biegeradius entsteht

Anzahl Durchsuchen:37     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2018-10-17      Herkunft:Powered erkundigen

  Wie der Radius geformt wird, hängt von der verwendeten Biegungsmethode ab

Grundlagen zum Biegen (1)

Abbildung 1: Beim Stanzen durchdringt die Stempelnase die neutrale Achse der Materialstärke.

Der Stempelradius entspricht dem resultierenden inneren Biegeradius im Teil.

 (Metalldicke zur Veranschaulichung übertrieben.)

  Biegungstoleranzen, äußere Rückschläge, Biegungsabzüge - Wenn Sie alle diese Werte präzise berechnen können, haben Sie eine viel bessere Chance, ein gutes Teil beim ersten Versuch zu biegen. Damit dies geschehen kann, müssen Sie sicherstellen, dass jeder Faktor in der Gleichung so ist, wie er sein soll. Dazu gehört auch der innere Biegeradius.

  Wie genau wird dieser innere Biegeradius erreicht? Um dies aufzudecken, müssen wir zunächst die verschiedenen Biegeverfahren einer Abkantpresse betrachten: Luftformung, Bodenbeugung und Prägung.

Prägung

  Beachten Sie, dass es drei Biegemethoden gibt, nicht zwei. Biegung und Prägung von unten werden oft für denselben Prozess verwirrt, aber nicht. Im Gegensatz zum Boden durchdringt und prägt das Prägen tatsächlich das Material.

  Das Prägen ist das älteste Verfahren und wird aufgrund der extremen Tonnagen, die es erfordert, zum größten Teil nicht mehr praktiziert. Durch das Zusammenpressen wird die Stempelnase in das Material gedrückt und dringt in die neutrale Achse ein (siehe Abbildung 1). Technisch können beliebige Radien geprägt werden, aber traditionell wurde eine Prägung verwendet, um eine tote Kurve zu etablieren.

  Diese Methode erfordert nicht nur übermäßige Tonnagen, sondern zerstört auch die Integrität des Materials. Das Zusammenpressen zwingt das gesamte Werkzeugprofil auf weniger als die Materialstärke und verdünnt das Material an der Biegungsstelle. Es erfordert spezielle Werkzeugsätze für jeden Biegungs- und Biegungswinkel. Die Stanznase erzeugt den Innenradius, mit dem der Abzug der Biegung festgelegt wird.

  Biegung unten

  Durch das Biegen von unten wird das Material um die Stanznase herum gedrückt. Es verwendet verschiedene Stanzwinkel zusammen mit einer V-Matrize (siehe Abbildung 2). Beim Prägen wird die gesamte Stirnfläche des Stempels in das Werkstück gestanzt. Beim Biegen von unten wird nur der Stempelnasenradius in das Material „gestanzt“.

  Beim Luftformen (später ausführlicher beschrieben) senkt sich der Stanzstempel ab, um den erforderlichen Biegungswinkel plus einen kleinen Betrag zu erzeugen, um die Rückfederung zu berücksichtigen. Dann zieht sich der Stempel aus der Matrize heraus und das Material springt in den gewünschten Winkel zurück. Wie bei der Luftformung erfordert das Biegen am Boden den Stempel bis zu einem Punkt, an dem der Biegungswinkel plus einen kleinen Betrag erzeugt wird. Anders als bei der Luftformung fährt der Stempel jedoch weiter an diesem Punkt entlang und dringt weiter in den Werkzeugraum vor, wodurch das Werkstück auf den eingestellten Winkel der Biegung zurückgedrückt wird. (Als Randbemerkung zwingen spezielle Werkzeuge wie Rolla-Vs und Urethan-Werkzeuge auch den Radius der Stanznase in das Material.)

  Im Durchschnitt erreicht die Biegung 90 Grad an einem Punkt im Werkzeugraum, der etwa 20 Prozent der Materialstärke entspricht, gemessen vom Boden des V-Werkzeugs. Zum Beispiel wird 0,062 Zoll (0,062 Zoll) dicker kaltgewalzter Stahl eingezogen, sobald die Stanznase 0,074 bis 0,078 Zoll vom Boden der V-Düse entfernt ist.

  Wie beim Prägen bestimmt der Radius der Stanznase den Innenradius des Materials, der zum Festlegen des Biegungsabzugs verwendet wird. Im Gegensatz zum Prägen kann man jedoch mit einem Bodenkantenradius bis zu dreimal die Materialstärke erzeugen.

Luftformung

  Bisher scheint alles recht einfach zu sein. Beim Prägen und Unterbiegen bestimmt der Stanznasenradius den Wert für den inneren Biegeradius, der in die Formeln für den Biegeabzug eingefügt werden soll. Die Luftumformung erhöht jedoch die Komplexität, da das Biegeverfahren auf ganz andere Weise einen inneren Biegeradius auf dem Teil erzeugt (siehe Abbildung 3).

Biegungsgrundlagen (2)

Abbildung 2: Bei dieser Einstellung der unteren Biegung besteht ein Winkelabstand zwischen Stempel und Matrize.

 Der Stempel senkt sich ab (links), bis sich das Material um die Stempelnase (Mitte) windet, woraufhin die

Der Stempel wirkt weiter nach unten und drückt das Material auf den gewünschten Biegungswinkel (rechts).

Bei der Luftformung wird der Radius als Prozentsatz der Düsenöffnung unabhängig von der Düsenform erzeugt, sei es ein V, ein Kanal oder ein spitzer. Die Düsenöffnung bestimmt den inneren Biegeradius des Teils. Um den Innenradius zu bestimmen, der sich über einer bestimmten Werkzeugöffnung entwickelt hat, und für verschiedene Materialarten und -stärken, haben die Techniker die sogenannte 20-Prozent-Regel verwendet. Dies besagt, dass, um einen gewünschten Radius zu erzeugen oder den resultierenden Innenradius zu finden, die Materialstärke einen bestimmten Prozentsatz der Breite der Düsenöffnung betragen muss.

  Ja, bei vielen heutigen Legierungen, einschließlich neuer und recycelter Metalle, ist es unmöglich, einen Standardprozentsatz mit vollständiger Genauigkeit zu bestimmen. Trotzdem bietet die Regel einen guten Ausgangspunkt.

  Die Regelprozentsätze von 20 Prozent lauten wie folgt:

  304 Edelstahl: 20-22 Prozent der Düsenöffnung

  AISI 1060 kaltgewalzter Stahl, 60.000-PSI-Zugfestigkeit: 15-17 Prozent der Düsenöffnung

  H-Serie aus weichem Aluminium: 13-15 Prozent der Düsenöffnung

  Gerollt gebeizt und geölt (HRPO): 14-16 Prozent der Düsenöffnung

Wenn Sie mit diesen Prozentsätzen arbeiten, beginnen Sie mit dem Median, bis Sie den Wert finden, der am besten zu den Materialeigenschaften passt, die Sie von Ihrem Metalllieferanten erhalten. Multiplizieren Sie die Öffnung mit dem Prozentsatz, um den Innenradius des Teils zu erhalten. Das Endergebnis ist der Innenradiuswert, den Sie für die Berechnung des Kurvenabzugs verwenden müssen.

  Wenn Sie einen 0,472-Zoll haben. Werkzeugöffnung, und Sie biegen 60.000-PSI-kaltgewalzten Stahl. Beginnen Sie mit dem mittleren Prozentsatz von 16 Prozent der Werkzeugöffnung: 0,472 × 0,16 = 0,0755. In diesem Fall also einen 0,472-Zoll. Durch die Öffnung erhalten Sie 0,0755 Zoll. schwebte innerhalb des Biegeradius des Teils.

  Wenn sich Ihre Matrizenöffnung ändert, ändert sich auch Ihr Innenradius. Wenn die Düsenöffnung 0,551 Zoll (0,551 × 0,16) beträgt, ändert sich der innere Biegeradius auf 0,088; Wenn die Düsenöffnung 0,972 Zoll (0,972 × 0,16) beträgt, ändert sich der innere Biegeradius auf 0,155.

  Wenn Sie mit Edelstahl 304 arbeiten, multiplizieren Sie den mittleren Prozentsatz (21 Prozent) mit der Düsenöffnung. Also das gleiche 0,472-in. Die Öffnung der Matrize gibt Ihnen jetzt einen anderen Innenradius: 0,472 × 0,21 = 0,099 Zoll. Wenn Sie die Matrizenöffnung ändern, ändern Sie wie zuvor den inneren Biegeradius. 0,551 Zoll Die Düsenöffnung (0,551 × 0,21) berechnet sich auf 0,115 Zoll. Innenradius; ein 0,972 Zoll. Die Öffnung (0,972 × 0,21) führt zu einem 0,204-Zoll-Wert. innerhalb des Biegeradius.

  Wenn Sie das Material ändern, ändern Sie den Prozentsatz. Wenn Sie mit Material arbeiten, das hier nicht aufgeführt ist, können Sie das Material im Internet nachschlagen und die Zugfestigkeit mit dem Basiswert von 60.000 PSI für kaltgewalzten AISI 1060-Stahl vergleichen. Wenn der Zugwert 120.000 PSI beträgt, ist der geschätzte prozentuale Wert das Doppelte des kaltgewalzten Stahls oder 30 bis 32 Prozent.

Scharfe Biegungen in der Luftformung

  Im Gegensatz zum Bohren oder Prägen gibt es einen minimalen Radius, der mit Luftumformung erzeugt werden kann. Dieser Wert wird am besten mit 63 Prozent der Materialstärke eingestellt. Dieser Wert bewegt sich je nach der Zugfestigkeit des Materials nach oben oder unten, 63 Prozent sind jedoch ein praktischer Arbeitswert.

  Dieser Punkt mit minimalem Radius ist eine so genannte scharfe Kurve (siehe Abbildung 4). Die Auswirkungen scharfer Kurven zu verstehen, ist wohl eines der wichtigsten Dinge, die ein Ingenieur und ein Betreiber einer Abkantpresse wissen müssen. Sie müssen nicht nur verstehen, was physisch passiert, wenn die Kurve scharf ist, sondern Sie müssen auch wissen, wie Sie diese Informationen in Ihre Berechnungen einbeziehen.

Grundlagen zum Biegen (3)

Abbildung 3: Beim Umformen mit Luft berührt der äußere Biegeradius des Teils nicht die Werkzeugoberfläche.

Der Radius wird als Prozentsatz der Matrizenöffnung unabhängig von der Matrizenform erzeugt.

  Wenn Sie mit einer Materialstärke von 0,100 Zoll arbeiten, multiplizieren Sie diese mit 0,63, um einen minimalen Innenbiegeradius von 0,063 Zoll zu erhalten. Bei diesem Material ist dies der minimal erzeugbare Innenradius bei Luftumformung. Dies bedeutet, dass selbst wenn Sie Luft mit einem Stanznasenradius von weniger als 63 Prozent der Materialstärke bilden würden, der Innenradius des Teils immer noch 63 Prozent der Materialstärke oder 0,063 Zoll betragen würde. Verwenden Sie daher keinen Innenradien kleiner als 63 Prozent in Ihren Berechnungen.

Nehmen wir an, Sie sind mit 0,250 Zoll dickem Material luftgeformt und verwenden einen Stempel mit einem Nasenradius von 0,063 Zoll. Dieser Wert ist viel weniger als 63 Prozent des 0,250 Zoll. Materialstärke. Unabhängig davon, was auf dem Druck genannt wird, erzeugt dieses Setup einen inneren Biegeradius in dem Teil, der viel größer ist als der der Stanznase. In diesem Fall beträgt der minimal erzeugbare innere Biegeradius 63 Prozent von diesem 0,250 Zoll. Materialstärke oder 0,1575 Zoll.

  Nehmen wir als Beispiel an, Sie arbeiten mit 0,125 Zoll dickem Material. Dafür wird eine Kurve im Radius von 0,078 Zoll scharf. Warum? Denn 0,125 multipliziert mit 63 Prozent ergibt 0,078. Dies bedeutet, dass bei einem Stanznasenradius von weniger als 0,078 Zoll (0,062, 0,032 oder 0,015 Zoll) ein Biegeradius im Inneren von 0,078 Zoll entsteht.

  Scharfe Biegungen hängen von der Materialstärke ab, nicht vom Stanzkopfradius. Eine Stanznase mit einem Durchmesser von 0,125 Zoll ist nicht scharf anzufassen, sondern auf 0,250 Zoll dickes Material. Und dieses Problem muss in Ihren Berechnungen berücksichtigt werden, wenn Sie davon ausgehen, dass der Biegeabzug und damit Ihr erster Teil korrekt ist.

  Ein Aktionsplan

  Verwenden Sie beim Bohren oder Prägen den Radius der Stanznase als den inneren Biegeradius in Ihren Biegungsabzugsberechnungen. Wenn Sie jedoch Luft formen, wird der innere Biegeradius als Prozentsatz der Düsenöffnung erzeugt. Wenn Sie ein Luftformular entwerfen und der Druck eine scharfe Biegung erfordert, muss auch dieser Wert auf einen Biegeradius innerhalb des Biegeradius von 63 Prozent der Materialstärke geändert werden.

  Wenn Sie im Engineering arbeiten, versuchen Sie, eine Liste aller in Ihrem Shop verfügbaren Werkzeuge zu erhalten. Sprechen Sie mit den Bedienern und finden Sie heraus, welche Methoden sie mit welchen Materialtypen verwenden, und entwerfen Sie Ihre zukünftigen Teile anhand dieser Parameter.

  Wenn die Biegungsabzüge berechnet und die flachen Teile hergestellt sind, notieren Sie sich diese Informationen in der Jobjacke oder im Arbeitsordner. Achten Sie darauf, den Typ und die Größe des Werkzeugs sowie den Radius anzugeben, den der Bediener basierend auf der Umformmethode erreichen soll.

  Um all das zum Laufen zu bringen, müssen die Arbeiter in der Werkstatt einkaufen. Wenn man sie in den Prozess einbezieht und sie um Eingabe bittet, sind sie eher bereit zu akzeptieren, dass das Engineering ihnen sagt, welche Werkzeuge sie verwenden sollen. Warum? Weil sie Ihnen gesagt haben, was sie tun, und sie wissen, dass Sie auf dieser Grundlage Teile entwerfen. Im Idealfall entspricht dies allen Werten, die von der Abkantpresse und von Ihrem CAD-System berechnet werden.

  Wenn der Radius erreichbar ist, das Teil für diesen Radius berechnet wird und wenn die Bediener die Werkzeuge verwenden, für die der Job vorgesehen ist, erzeugen sie beim ersten Versuch ein perfektes Teil. Vertrau mir Es klappt.

Ein Überblick über die Biegungsformeln

  Biegezugabe (BA) = [(0,017453 × Innenradius) + (0,0078 × Materialstärke)] × Komplementärer Biegewinkel

Biegungsgrundlagen (4)

Abbildung 4: Beim Bilden von Luft können Sie keinen inneren Biegeradius bilden, der weniger als 63 Prozent der Materialstärke beträgt.

An diesem Punkt wird die Form als scharfe Kurve bezeichnet. Wenn Sie einen schärferen Stanzradius verwenden, müssen Sie nur einen Graben forcieren

in der Mitte der Kurve.Der resultierende innere Biegeradius des Teils bleibt bei 63 Prozent der Materialstärke.

  Äußerer Rückschlag (OSSB) = [Tangente (Grad des Biegungswinkels / 2)] × (Biegeradius innen + Materialstärke)

  Biegungsabzug (BD) = (Äußerer Rückschlag × 2) - Biegungstoleranz Es gibt zwei Möglichkeiten, den flachen Rohling zu berechnen. Die zu verwendende Berechnung hängt von der Anwendung und den verfügbaren Informationen ab:

  Leere Berechnung = Bemaßung zum Scheitelpunkt + Bemaßung zum Scheitelpunkt - Biegungsabzug

  Flachzuschnitt Berechnung = Erstbeinmaß + Zweitbeinmaß + Biegungstoleranz

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