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Die grundlegende 90º-Kurve

  Das Biegen der Abkantpresse fällt in zwei grundlegende Kategorien mit mehreren Kompromissmöglichkeiten. Die erste ist das Fundament für alle Abkantpressen und wird Luftbiegen genannt. Der zweite Typ wird Bottom Bending genannt.

A) Luftbiegen

  Luftbiegung ist definiert als drei Berührungspunkte mit dem Teil, um einen geraden Winkel zu bilden (Abb. 3-1). Die Nase der Ober- oder Oberform zwingt den zu formenden Teil in die V-förmige Unterform. Der eingeschlossene Winkel, der sowohl am Ober- als auch am Unterwerkzeug bearbeitet wird, darf keinen Kontakt mit dem Teil außer der Nase des Oberwerkzeugs und den Ecken der V-Öffnung im Unterwerkzeug zulassen. Wenn die obere Form tief genug in die untere Form eingedrungen ist, um den erforderlichen Winkel zu erzeugen (dies ist am unteren Ende des Umformhubs), wird die obere Form zum oberen Ende des Hubs zurückgeführt, wodurch das jetzt geformte Teil freigegeben wird. Wenn das Teil freigegeben wird, federn die beiden Schenkel des neu geformten Teils etwas zurück, bis die Spannungen im geformten Teil ausgeglichen sind. Wenn das Material ein einfacher kaltgewalzter Stahl ist, öffnet sich das Metall üblicherweise um 2 ° bis 4 ° aus dem Winkel, der während des Umformhubs tatsächlich hergestellt wurde.

  Die überwiegende Mehrheit der Abkantpresse bildet eine einfache 90-Grad-V-Biegung in einem Teil. Um eine Rückfederung zu ermöglichen, wird der Winkel an den Ober- und Unterwerkzeugen auf einen Winkel von weniger als 90 °, normalerweise zwischen 75 ° und 85 °, bearbeitet. Dadurch hat das Teil nur drei Kontaktpunkte mit dem Werkzeug und keinen Kontakt mit den anderen Oberflächen.

Der Nasenradius der oberen Form sollte der gebildeten Metalldicke entsprechen oder geringer sein. Je schärfer der Nasenradius ist, desto größer ist der Verschleiß der Matrize. Für Aluminium, hochfeste Werkstoffe oder exotische Werkstoffe sind häufig spezielle Nasenradien erforderlich. Es gibt zwei einfache Daumenregeln, die seit Jahren verwendet werden, um Werkzeuge zu wählen, die beim Formen von Weichstahl die beständigste und präziseste Luftkurve ergeben. Die empfohlenen Vee-Matrizen-Öffnungen in Luftkurven-Tonnage-Diagrammen basieren auf diesen Methoden. Die erste Regel, die in den 1920er Jahren entwickelt wurde, um die beste Öffnung der V-Düse zu bestimmen, besteht darin, die Materialstärke mit 8 zu multiplizieren und die Antwort auf den nächsten einfachen Bruch zu runden. Zum Beispiel hat 16-er Flussstahl eine Nenndicke von 0,060 Zoll. Multiplizieren Sie 0,060 & quot; × 8 und die Antwort ist 0,48 ''. Um die richtige Öffnung zu wählen, wird die Antwort auf 0,5 Zoll gerundet. Die Bediener der Abkantpresse stellten auch fest, dass der Innenradius des gebogenen Materials beim Formen von Weichstahl eine Funktion der V-Düse war. Obwohl der Innenradius eher eine parabolische Form als ein echter Radius ist, ist es üblich, diesen Bogen mit einem einfachen Radiusmaß zu messen, das eng an das geformte Teil anpasst. Die zweite Regel lautet daher, dass der erwartete Innenradius das 0,156 (5/32)-fache der verwendeten V-Düse beträgt. Wenn die Vee-Matrizenöffnung größer ist als das 12-fache der Vee-Öffnung, wird offensichtlich, dass der Innenradius tatsächlich elliptisch ist, und jeder in einer Zeichnung angeforderte Dimensionsradius ist eine Schätzung. Wenn versucht wird, ein Bauteil mit einer V-Öffnung zu bilden, die weniger als das 6-fache der Materialstärke beträgt, ist der Innenradius kein Radius, da das Material versucht, einen theoretischen Innenradius von weniger als einer Metalldicke zu bilden - was unpraktisch ist Luft biegen. Basierend auf den obigen Regeln wird ein 0,5 & deg; eine Öffnung (berechnet für 16 Gauge) × 0,156 entspricht ungefähr 0,075 & deg; innerhalb des Radius. Beachten Sie, dass sich die Regel, die hauptsächlich für Baustahl gilt, nicht auf die verwendete Materialstärke bezieht. Wenn das erste Beispiel von 16-Gauge-Baustahl empfohlen wird, empfiehlt es sich, einen 0,5 & deg; vee Öffnung gewählt werden, die resultierenden 0,075 & quot; der innere Radius ist etwas größer als 0,060 & le; Materialstärke. Wenn ein Weichstahl (18 (0,048)) unter Verwendung der gleichen 0,5 & mgr; Vee-Düsenöffnung, ein ähnlicher Wert von 0,075 & OHgr; Innenradius würde in das dünnere Material geformt werden. Wenn 14 (0,075) Feinstahl über dieselbe Düse geformt wurde, wäre der resultierende Innenradius sehr nahe an der Metalldicke. Deshalb für die meisten

von den üblichen Messdicken, die normalerweise für das Abkanten der Abkantpresse verwendet werden, wird eine Vee-Düse-Öffnung von 6-facher Metalldicke, die auf den nächsten einfachen Bruch gerundet ist, einen Innenradius nahe einer Metalldicke erzeugen. Lesen Sie den nächsten Abschnitt (B), in dem die Umformungstoleranzen beschrieben werden, um zu verstehen, warum die 8-fache Vee-Matrizenöffnung die empfohlene und am häufigsten verwendete Vee-Öffnungsauswahl ist. Siehe die Tabelle der verschiedenen Spurweiten von Baustahl mit der Nenndicke plus dem möglichen Toleranzbereich (Abb. 3-2). Es ist auch interessant zu bemerken, dass jede Dicke des Messgerätes ein Gewicht in Pfund pro Quadratfuß (lb / ft2) hat, das ist eine einfache Zahl. Zum Beispiel ist 16 Gauge bei 2.500 lb / ft2 aufgeführt. Das „Spur“ -System für Stahl wurde Ende der 1880er Jahre eingeführt, um den Stahlunternehmen die Möglichkeit zu geben, ihre Produktion zu regulieren. Die Breite des zu walzenden Stahls konnte eingestellt werden, und die Länge des Materials, das über einen bestimmten Zeitraum gewalzt wurde, konnte gemessen werden. Um das Gewicht pro Quadratfuß zu bestimmen, musste die Dicke bestimmt werden. Die Stahlindustrie entwickelte ein Messsystem, um die Berechnung der Tonnage des zu verarbeitenden Stahls zu erleichtern. Siehe Abbildung 3-2, in der der Vergleich von lb / ft2 und der Materialstärke für die gängigeren Messgeräte für die Abkantpresse dargestellt wird. Die derzeitige Messgerätdicke von Stahl wurde als Bundesgesetz standardisiert, das vom US-amerikanischen Kongress am 3. März 1893 verabschiedet wurde. Das Systemgesetz basiert auf einer Stahldichte von 489,6 Pfund pro Kubikfuß (lb / ft3).

B) Luftbogenformungstoleranzen (nur Winkel)

  Da Baustahl von Stück zu Stück, von Wicklung zu Wendel oder von Wärme zu Wärme unterschiedlich sein kann, müssen Winkeländerungen erwartet werden. Das Material könnte sich in der Chemie ändern, was die Zug- und Streckgrenze beeinflusst. Das Walzen des Materials während des Herstellungsprozesses kann Dickenschwankungen verursachen, die die Winkelkonsistenz beeinflussen. Andere Abweichungen sind auf abgenutzte Werkzeuge zurückzuführen, Abkantpressen, die sich am unteren Ende des Hubs nicht ständig wiederholen, oder schlechte Einstellungen durch den Bediener oder die Einstellungsperson. Die meisten Winkelschwankungen sind Materialschwankungen. Wenn die Abkantpresse ordnungsgemäß gewartet wird, sollte sie sich jedes Mal innerhalb einer akzeptablen Toleranz bis zum Anschlag bewegen. Abgenutzte Werkzeuge ändern sich nicht von Teil zu Teil, wenn sie einmal eingerichtet und zur Herstellung eines akzeptablen Teils angepasst wurden. Wenn der Bediener das Teil richtig lokalisiert und das Teil während des Formhubs nach Bedarf unterstützt, sollte die Teiletoleranz nicht beeinträchtigt werden. Es ist zu beachten, dass der geformte Winkel geöffnet werden kann und außerhalb der Toleranz liegen kann, wenn ein Formteil mit einem korrekt geformten Winkel von der Abkantpresse entfernt und dann auf den Boden fallen gelassen oder in einen Behälter geworfen wird. Wenn nur die Normaltoleranzen berücksichtigt werden, kann eine einfache Skizze verwendet werden, die eine Zeichnung eines Teils mit einer Dicke zeigt, die in einem Winkel von 90 ° geformt ist, um Toleranzen zu bestimmen. Die Teilskizze sollte einen Innen- und Außenradius des Teils zeigen. Die Skizze sollte drei Markierungen enthalten: eine Markierung, um anzuzeigen, wo der obere Würfel mit dem Teil an der Innenseite der Biegung in Kontakt steht, und zwei Markierungen auf der Außenseite des Materials, um anzuzeigen, wo der Teil die Vee-Düse-Eckenradien berühren würde. Die Skizze veranschaulicht einen Teil der nominalen Messdicke, wie er mit dem entsprechenden Werkzeugkontakt am unteren Rand des Umformhubs aussehen würde. Abb. 3-3 zeigt (anhand von gestrichelten Linien) mögliche Materialschwankungen innerhalb eines Messbereichs. Wenn das Material dicker ist, wird die Außenfläche weiter nach unten in den Hohlraum der V-Düse gedrückt, was zu einer Überbiegung des Winkels führt. Wenn das Material dünner als nominell ist, dringt die Außenfläche nicht ausreichend in die V-Düse ein, um den richtigen Winkel zu bilden. Der Winkel bleibt also offen.

  Da nur die Materialstärke geändert wurde, wird deutlich, dass Materialschwankungen bei Verwendung von einfachen Luftbiegewerkzeugen Winkeländerungen verursachen. Wenn die Materialstärke dicker wird als das Material

Bei der ursprünglichen Einstellung kann ein Überbiegungswinkel erwartet werden. Wenn die Materialstärke dünner ist als das Material, das für die ursprüngliche Einrichtung verwendet wurde, ist der Biegewinkel geöffnet. Jedes Materialmaß kann mit a sorgfältig skizziert werdenvergrößerte Skala oder Computergrafik, mit der Winkelabweichungen gemessen werden können, die nicht nur eine 90 ° -Biegung zeigen, sondern auch ihre dickeren und dünneren Toleranzen, wie oben beschrieben. Es würde sich herausstellen, dass der durchschnittliche WinkelDie Abweichung für das Messmaterial würde etwa ± 2 ° betragen. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, dass ein normaler Materialstapel, der einer Abkantpresse zugeführt wird, nicht den gesamten Toleranzbereich der Toleranztabelle zulässt. Etwas MaterialAbweichungen sind zu erwarten, da zur Herstellung einer Stahlspule die Bandführung in einer geraden Linie gehalten wird und die Mitte des Bogens etwas dicker als jede Kante ist. Wenn die Spule auf das Material geschnitten oder ausgeblendet wirdDimensionen, die erforderlich sind, um ein bestimmtes Teil herzustellen, werden einige Dickenunterschiede auftreten. Wie viel oder in welche Richtung wird nicht bekannt sein, es sei dennJedes Teil wird vor dem Biegen gemessen und markiert. In fast allen Fällen ist dies aus Kosten- und Zeitgesichtspunkten unpraktisch.

  Die Erfahrung im Umgang mit Blechen hat gezeigt, dass Materialschwankungen bei Stahlblechen mit einer Dicke von bis zu 10 mm und bei einer Länge von 10 'eine tatsächliche Winkeländerung von ± 0,75 ° verursachen, wenn Luft gebogen wird. Zusätzliche Variation solltevon dem ersten Testteil erwartet werden, derschien akzeptabel zu sein, hatte aber möglicherweise Abweichungen aufgrund von Maschinenablenkung, Werkzeugabnutzung oder Maschinenwiederholbarkeit. In Blech (10 Gauge oder dünner) die Oberflächenhärte, die durch den Walzvorgang im Herstellungsprozess verursacht wird, undChemie ändert sich im Material, alle hinzufügeneinige möglichkeiten für variationen. Aufgrund der vielen anderen Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, muss der Toleranzbereich um weitere ± 0,75 ° erhöht werden. Der Gesamttoleranzbereich ist die Addition der Toleranzen, von denen erwartet wirdwahrscheinliche Materialschwankungen sowie die Schwankungen, die durch alle anderen oben genannten unbekannten Faktoren verursacht werden. Eine realistische Toleranz, die berücksichtigt werden sollte, wenn Luft mit einer Dicke von 10 mm oder dünnerem Weichstahl bis zu 10 Zoll gebogen wird, beträgt ± 1,5 °. ZumPlatte ist ein zusätzlicher Grad erforderlich, da die Materialschwankungen viel größer sind. Die Toleranz für Luftbiegematerial 7 mm und dicker beträgt ± 2,5 ° bis zu 1/2 ". dicke Platte. Schwerere Materialien werden oft zu einer verbesserten Form gebrachtToleranz durch Verwendung mehrerer StricheEs ist wichtig zu wissen, dass jede Toleranzdiskussion auf der Verwendung der empfohlenen oberen und unteren Matrizen basiert.

  Um eine konsistente Biegung zu halten, ist eine Vee-Düse-Öffnung erforderlich, die es den Schenkeln des Teils ermöglicht, so weit in die Vee-Düse einzudringen, dass jeder Schenkel oder Flansch einen flachen Abstand von 2,5 Metalldicken nach dem Außenradius haben kanndas Teil vor dem Kontakt mit den Ecken des V-Würfels. Die Abflachung wird benötigt, um den Biegewinkel zu kontrollieren. Die empfohlene Vee-Matrizenöffnung mit der 8-fachen Metalldicke bietet eine gute Abflachung, damit konsistente Teile geformt werden könneninnerhalb des diskutierten Toleranzbereichs. Eine kleinere V-Öffnung (z. B. 6-fache Metalldicke)Öffnung) bildet tatsächlich einen etwas kleineren Innenradius, aber die Abflachung vom Außenradius bis zum Kontakt mit den Ecken der V-Düse wird ebenfalls verringert. Diese Verringerung der ebenen Oberfläche führt zu zusätzlichen Winkeländerungenin dem Teil. Eine größere Vie-Düsenöffnung sorgt für eine größere Abflachung, vergrößert jedoch auch den Innenradius. Der größere Radius führt zu mehr Rückfederung, wenn der Umformdruck gelöst wird, wodurch mehr potenzieller Teil eingeführt wirdVariation. Die praktische Toleranz für das Luftbiegen von Blech mit einer Dicke von bis zu 10 mm und einer Länge von 10 'beträgt ± 1,5 °. Diese Variation wird oft als größer empfunden, als akzeptiert werden kann, aber wie bei allen Toleranzen gilt dies nicht für die maximale Reichweitenormalerweise in einem Teil auftreten. Eine standardmäßige statistische Glockenkurve sollte die tatsächlichen Kurvenschwankungen widerspiegeln. Dies bedeutet, dass die überwiegende Mehrheit der Teile mit viel weniger Variationen geformt wird. Die meisten Serien benötigen nur wenigeTeilevon jeder Form, die gebildet werden soll. Mit der Verfügbarkeit von High-Tech-Abkühlbremsen für Computerzugriffe gewinnt die Luftverbiegung wieder an Popularität, die von den 1960er bis 1980er Jahren etwas abgenommen hatte.