Präzisionsblechbiegung, Stoß für Stoß

Die richtigen Werkzeuge und Einstellungen machen das Biegen von Unebenheiten effizienter

Abbildung 1

Die Bogenlänge ist die gemessene Innenfläche des Stoßradius.

Ein glatter, breiter Radius in einer dicken, hochfesten Platte scheint einfach zu sein, aber tatsächlich zu formen ist alles andere als. Eine Bump-Biegung besteht aus Dutzenden von Biegungen, die jeweils um einige Grad durch den Bremsschlag gestoßen werden. Jede Biegelinie enthält alle Variablen, die in eine herkömmliche Biegung eingehen. Wenn ein Fehler auftritt, wird er über den gesamten Stoßradius gestapelt, sodass Sie ein defektes Teil erhalten, das entweder überarbeitet oder verschrottet werden muss.

Das Erstellen von Werkzeugen, die groß genug sind, um diese massiven Biegungen mit einem oder nur wenigen Treffern zu bewältigen, ist normalerweise nicht kosteneffektiv und manchmal einfach nicht praktikabel. Die erforderliche Variation von Tonnage und Rückfederung von Charge zu Charge ist einfach zu groß. Abhängig von den Biegeeigenschaften können Sie die Form in einer Plattenrolle herstellen. Das Anstoßen einer Abkantpresse mit hoher Tonnage bleibt jedoch häufig die praktischste und flexibelste Option.

Viele Bediener verwenden Vorlagen, um sicherzustellen, dass ein Teil auf den richtigen Radius und Winkel gestoßen wird. Es ist eine mühsame Arbeit, aber wenn sich die Techniker richtig vorbereiten und über die richtigen Werkzeuge verfügen, kann das Biegen von Unebenheiten viel vorhersehbarer und effizienter werden.

Bogenlänge, Radiusabstand und Matrizenbreite

Sie beginnen mit der Bestimmung der Bogenlänge, gemessen an der Innenfläche des Radius (siehe Abbildung 1). \"Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wie diese Länge berechnet werden kann\", schreibt Benson. \"Eine der einfachsten ist: Bogenlänge = 6,28 × Innenradius × (Biegewinkel komplementär / 360).\"

Der Radiusabstand ist der Abstand zwischen Unebenheiten (Stufen), die zum Biegen des Winkels verwendet werden (siehe Abbildung 2). Je größer die Anzahl der Schritte ist, desto glatter wird der Außenradius. Für einen glatten Außenradius in einer 90-Grad-Bump-Biegung können Sie das Metall bei jedem Treffer nur um 2 Grad stoßen. Dies bedeutet, dass Sie nach 45 Schritten eine 90-Grad-Biegebiegung erstellt haben (45 Schritte × 2 Grad pro Schritt = 90 Grad). Teilen Sie die Anzahl der Schritte durch die Bogenlänge, um den Radiusabstand zu erhalten. Die Bestimmung des Radiusabstands ist kritisch. Ein schmaler Abstand kann zwar einen extrem glatten äußeren Biegeradius erzeugen, macht jedoch einen Vorgang zeitaufwändiger und kostspieliger.

[Ein schmaler Abstand] multipliziert jeden kleinen Fehler, der von der Maschine, dem Material oder dem Werkzeug auftreten kann. Wenn eine bereits gebogene Fläche in der Matrize ruht, wird eine einfache Biegeberechnung erschwert. Ein solcher Zustand entwickelt auch Versatzkräfte auf Werkzeuge, die die Maschine handhaben muss. \"

Als nächstes kommt die Werkzeugbreite. Während des Biegens der Beule fällt der Stempel für jede Beule nur um einige Grad in die Matrize ab. Eine optimale Düsenöffnung ist doppelt so groß wie der Radiusabstand. Diese schmale V-Öffnung ermöglicht es dem Teil, flach auf beiden Matrizenschultern zu sitzen. Wenn die richtigen Werkzeuge verfügbar sind, bestimmt die Werkzeugbreite im Idealfall den Radiusabstand. Je breiter die Matrize, desto breiter der Radiusabstand und desto \"abgehackter\" wird die Bump-Biegung.

Wenn die Düsenbreite breiter als der doppelte Radiusabstand wäre, würden zuvor geformte Abschnitte leicht in die Düsenöffnung sinken. Dies verändert die Biegeeigenschaften und kann die gegen die Hinterlehre sitzende Plattenkante nach oben verschieben, wodurch sich der resultierende Biegewinkel ändern kann.

Darüber hinaus empfiehlt es sich, einen Stanzspitzenradius zu verwenden, der groß genug ist, damit nicht bei jeder Erhebung eine tiefe Biegelinie zurückbleibt, wodurch wiederum eine rauere Außenfläche entsteht. Er empfiehlt, dass der Stanzradius mehr als 63 Prozent der Dicke von Weichstahl beträgt. Der Stanznasenradius kann größer sein, wenn Sie mit anderen Materialien wie hochfesten Platten arbeiten, für die der Bediener möglicherweise einen Stanznasenradius verwendet, der das Mehrfache der Materialstärke beträgt (siehe \"Wie eine Luftbiegung scharf wird\", verfügbar) bei thefabricator.com).

Schließlich müssen Sie die Eindringtiefe bestimmen, die für eine glatte Biegung nicht viel tiefer sein sollte als der Quetschpunkt, an dem die Stanznase das Material festhält. \"Als Ausgangspunkt für Testbiegungen\" kann die Eindringtiefe ausgedrückt werden als Eindringtiefe = (Werkzeugbreite / 2) + Materialstärke - 0,02.

Figur 2

Je geringer der Abstand zwischen zwei Stoßlinien ist, desto glatter ist der äußere Biegeradius.

Beachten Sie, dass dies nur ein \"Ausgangspunkt für Testbiegungen\" ist. Die Bestimmung der optimalen Einstellungen für eine Stoßbiegung, insbesondere der Eindringtiefe, ist in hohem Maße ein Versuch und Irrtum. Beispielsweise kann die erste Erhebung eine etwas größere Stanzdurchdringung erfordern als die zweite, und von dort kann die Stanztiefe von Schritt zu Schritt geringfügig variieren, abhängig von der Art der Biegung und der Materialstärke, Härte und Rückfederung.

Wenn es um die Werkzeugbreite und die Stanzdurchdringung geht, fügt Benson eine Einschränkung bezüglich der Werkzeugbreite hinzu: \"Beobachten Sie Ihre Tonnagelasten.\" Trotz der nur geringen Stanzdurchdringung steigt die Bildung von Tonnagen schnell an, insbesondere bei dickem oder hartem Material.

Auch harte Materialien mit deutlicher Rückfederung erschweren die Sache. Das Zurückfedern erfordert ein Überbiegen. Um 2 Grad zu stoßen, muss der Stempel weiter eindringen. Wie weit? Auch hier ist es kompliziert. Wenn Sie eine schmale Matrizenbreite haben, wird das Ändern der Stanzdurchdringung äußerst empfindlich. Eine winzige Variation der Stanzposition kann Ihren Biegewinkel dramatisch verändern - eine Herausforderung, wenn Sie jeweils um einige Grad stoßen.

Darüber hinaus bedeutet eine schmale Matrizenbreite üblicherweise einen engen Radiusabstand und zahlreiche Stufen entlang der Bogenlänge der Höckerbiegung. Winzige Fehler zu Beginn der Sequenz können nach Dutzenden von Unebenheiten zu signifikanten Winkelfehlern führen.

Die Biegesoftware ist so weit fortgeschritten, dass der Programmiervorgang nicht mehr so ​​kompliziert ist wie früher. Die Bestimmung der Anfangsvariablen, einschließlich der Eindringtiefe des Stempels, kann jedoch immer noch Versuch und Irrtum beinhalten.

Moderne Abkantpressen können adaptives Formen mit Winkelmessgeräten durchführen, mit denen Abweichungen während des Prozesses korrigiert werden können. Sie eignen sich jedoch am besten für Standardradiusbiegungen, nicht unbedingt für Biegebiegungen. Jede einzelne \"Beule\" ist im Wesentlichen eine Biegung mit extrem großem Radius, die sich nur um wenige Grad ergänzt, und eine Messung, die Herausforderungen schafft. Messsysteme in der adaptiven Umformung beginnen zu arbeiten, wenn ein Biegewinkel je nach verwendeter Technologie komplementär zwischen 9 und 25 Grad erreicht. \"Die Geräte benötigen auch flache Flächen zum Messen\", sagte er und fügte hinzu, dass dies während einer Biegung nicht möglich ist.

Angesichts all dieser Herausforderungen nutzen Techniker Vorlagen gut. Möglicherweise müssen sie ein wenig stoßen, es mit der Vorlage vergleichen, ein wenig mehr stoßen, an der Vorlage messen und dann erneut stoßen, um sicherzustellen, dass sie sich nicht überbiegen. Möglicherweise müssen sie die Platte drehen, um auf einer anderen Seite einen Flansch oder einen Stoßradius zu bilden. Zuvor gebogene Flansche sind natürlich keine guten Messpunkte, daher können sie sich hier auf Biegelinienmarkierungen stützen. Einige Bremsen senden einen Infrarotlaser aus, um den Stempel mit der vorgesehenen Biegelinie auszurichten.

All dieses Handwerk, kombiniert mit der Tatsache, dass große Platten nicht leicht zu bewegen sind, bedeutet, dass der größte Teil der Zykluszeit beim Biegen starker Unebenheiten aus allem besteht, was die Techniker zwischen den Biegungen tun: Bewegen und Messen des Werkstücks und gegebenenfalls Vornehmen von Prozessanpassungen . Hier kommen Materialhandhabungs- und Werkzeugstrategien ins Spiel.

Teilepositionierung

Wenn möglich, drücken die Techniker die Platte gegen die Hinterlehre, und die erste Erhebung beginnt in Richtung der Vorderseite der Bogenlänge (siehe Abbildung 3). Das Backgauge bewegt sich dann bei jedem Schritt bis zum letzten Stoß vorwärts. Dies erleichtert dem Bediener das Entfernen des Teils und gibt ihm eine flache Plattenkante, an der er messen kann.

Figur 3

Wenn möglich, erfolgt eine Bump-Biegung von hinten nach vorne, wobei sich das Backgauge bei jedem Treffer schrittweise nach vorne bewegt.

Natürlich kann der Bediener nicht sicher hinter die Bremse treten, um das Material ruhig zu halten. Was ist, wenn eine Beule bewirkt, dass sich das Teil leicht gegen die Spurweite verschiebt? Dadurch wird die Teilepositionierung unterbrochen, sodass der Schlag nicht dort trifft, wo er sollte, wenn sich das Messgerät für die nächste Erhebung vorwärts bewegt. Ein kleiner Positionierungsfehler zu Beginn des Stoßverlaufs kann den endgültigen Winkel erheblich beeinträchtigen.

Weidgraaf beschrieb eine Operation, bei der ein spezielles Backgauge verwendet wird. Ein herkömmlicher Backgauge-Finger hat eine vertikale Rücklaufsperre und eine horizontale Komponente, die das Material trägt. Weidgraaf beschrieb jedoch einen 6-Achsen-Backgauge-Finger, der gleichzeitig als Klemme dient. Es handelt sich im Wesentlichen um einen Backgauge-Finger mit gegenüberliegenden Daumen, der die Platte von oben und unten greift, um sicherzustellen, dass die Messposition der Platte während der gesamten Biegefolge konstant bleibt (siehe Abbildung 4).

Die Greifer helfen auch beim Positionieren großer Werkstücke. Wenn ein flaches Blech zur Bremse gebracht wird, greifen die Messgeräte nach der Plattenkante und ziehen sie in die programmierte Position zurück, wodurch die Arbeit des Bedieners viel einfacher und sicherer wird. Ein Team von Technikern muss nicht länger darum kämpfen, eine große Platte zu positionieren.

Variable Matrizen

Durch den Werkzeugwechsel wird auch die Zeit zwischen den Jobs verlängert. Angenommen, ein Job erfordert eine Stoßbiegung, gefolgt von einer herkömmlichen Luftbiegung mit Radius. Eine glatte Bump-Biegung erfordert eine schmale Matrizenbreite, während die Radiusbiegung, insbesondere bei dicken Platten, eine viel breitere Öffnung erfordert. Für beide Biegungen kann eine variable Matrize verwendet werden.\"Ein variabler Würfel bedeutet, dass Sie Ihre Würfelöffnung zwischen den Treffern ändern können\", sagte Linderot.

In ähnlicher Weise können variable Matrizen beim Anstoßen komplexer Biegungen hilfreich sein, beispielsweise solche mit einem größeren Radius an einem Ende des Teils und einem kürzeren Radius am anderen Ende. Der Techniker kann eine kurze Matrizenbreite einstellen, um mit einem schmalen Radiusabstand zu stoßen, und dann eine breitere Matrizenbreite einstellen, um den breiteren Radius zu stoßen, der mit einem breiteren Radiusabstand (dh mehr Abstand zwischen den Höckern) glatt geformt werden kann.

Erweiterte Krönung

Eine weitere Variable ist die Ablenkung. Alle Abkantpressen werden unter Last durchgebogen, und es kann zu einem großen Problem werden, wenn Sie extrem große Werkstücke haben. Angenommen, Sie biegen sich und haben einen konstanten Fehler von nur einem Bruchteil eines Grades. Sie werden sehen, dass Sie nach dem Formen des gesamten Werkstücks einen Bogen oder Knick haben.

Moderne Bremsen verfügen über automatische Kronenausgleichssysteme, um diesen Effekt zu steuern. Wie Weidgraaf erklärte, sind sie genauer und sicherlich effizienter als das Shimmen. Bestimmte Systeme haben eine mechanische Kompensation nicht nur in der Mitte des Bettes, sondern auch in festgelegten Schritten über den gesamten Arbeitsbereich. Diese Technologie, die Informationen an die CNC zurückgibt, gibt den Technikern die Möglichkeit, die Formgebung entlang einer extrem langen Biegelinie zu optimieren - einige Tausendstel hier, einige Tausendstel dort (siehe Abbildung 5).

Die Zeit zwischen

Wenn Sie einen Stoßvorgang großer Werkstücke analysieren, stellen Sie möglicherweise fest, dass das eigentliche Anstoßen nicht so lange dauert. Was Zeit braucht, ist alles, was zwischen dem Biegen passiert: Bewegen und Transportieren großer Werkstücke in und aus der Abkantpresse.

Werkstückstützen können helfen. Dazu gehören Rollen, mit denen die Platte auf dem Abkantbett der Presse positioniert werden kann, sowie Stützen, die sich beim Formen mit dem Werkstück nach oben bewegen. Werkstückstützen können einen Vorgang wesentlich effizienter machen, nicht nur, weil sie einen Laufkran freigeben, sondern auch, weil sie die Platte nach jedem Stoß in der geformten Position halten, damit der Bediener sie mit einer Schablone überprüfen kann.

Wenn er es nacharbeiten muss, kann er genau die gleiche Biegelinie aufnehmen. Wenn Sie ein großes Stück flach hinlegen, wird es eine ziemliche Kunst, es wieder anzuheben und genau auf die gleiche Biegelinie zu positionieren. \"

Figur 4

Während des gesamten Biegezyklus hält der Greifer die Platte, ohne den Bezugspunkt zu verlieren. Es wird eine Radiusbiegung gezeigt, obwohl die Technologie auch für Stoßbiegungen verwendet werden kann.

Linderot fügte hinzu, dass schwere Unfälle auftreten können, wenn der Kran zur Unterstützung des Werkstücks verwendet wird. Wenn der Bediener nicht aufpasst, kann eine Bremse so viel Tonnage auf ein Werkstück ausüben, dass es einen Laufkran herunterziehen und zerstören kann, der versucht, es zu halten.

Darüber hinaus sagte er, dass einige Anwendungen von Handhabungssystemen profitieren könnten, die das Teil tatsächlich drehen. Die Stützen nähern sich dem Teil von der Vorder- und Rückseite des Werkzeugs, heben das schwere Werkstück von der Matrize ab und drehen es auf die andere Seite, ohne dass ein Laufkran erforderlich ist

Effizienz zum Basteln hinzufügen

Das Biegen von Stößen - insbesondere bei großen, dicken Werkstücken - bleibt mehr Kunst als Wissenschaft. Die Materialeigenschaften variieren von Charge zu Charge. Eine genaue Rückmessung (z. B. wenn Sie an beiden Kanten des Teils Biegungen haben) ist manchmal einfach nicht möglich. Die Durchführung der grundlegenden Berechnungen im Voraus und die Verwendung der richtigen Werkzeuge können diese herausfordernden Aufgaben jedoch weniger zeitaufwändig und vor allem viel sicherer machen.