Vorhersagen des Innenradius beim Biegen mit der Abkantpresse

  Die Vorhersage des Radius ist nie zu 100 Prozent genau, aber dies ist so gut wie es nur geht

  Sie können einige gängige Daumenregeln verwenden, um den inneren Biegeradius bei der Luftumformung vorherzusagen, und die Ergebnisse, die Sie erhalten, sind in der Regel nahe genug. Mit Hilfe einiger Online-Rechner können Sie jedoch noch näher kommen.

Abbildung 1

Während des Umformens bilden wir oft keinen echten Radius, sondern eine Parabel.

  Wenn Sie in den letzten Monaten unsere Diskussion über den Biegeradius verfolgt haben und woher er kommt, begrüßen Sie ihn. So oder so wollen wir sehen, wie tief dieses Kaninchenloch mit dem Radius geht.

  In früheren Artikeln habe ich verschiedene Daumenregeln besprochen, die die Bediener in der Werkstatt anwenden, um die Arbeit zu erledigen. Diese Regeln können die Vorhersage des inneren Biegeradius näher bringen, aber Sie können noch näher kommen.

  Welchen Unterschied macht es?

  Stellen Sie sich eine typische Situation vor, in der Sie die 20-Prozent-Regel anwenden, die besagt, dass sich ein Luftkrümmungsradius als Prozentsatz der Düsenöffnung bildet, 20 bis 22 Prozent für rostfreien Stahl und etwa 16 Prozent für 60-KSI-kaltgewalzten Stahl, unserenAusgangsmaterial.

  Angenommen, Sie biegen weiches 13-KSI-Aluminium mit einem 0,984-Zoll-Durchmesser. Gesenkbreite und Stempel mit einem Radius von 0,032 Zoll. Als Startpunkt berechnen Sie den inneren Biegeradius bei 16 Prozent der Matrizenöffnung zu 0,157 Zoll. Dies gilt jedoch für 60-KSIMaterial, so dass Sie sich an den Materialtyp anpassen müssen. Wenn Sie berechnen, ob die Kurve scharf wird, stellen Sie fest, dass der minimale Radius vor Ihrem 0,032-Zoll liegt. Der Stempel beginnt zu knittern. Die Biegelinie beträgt 0,172 Zoll.Schließlich führen Sie eine Testkurve aus, um festzustellen, dass der tatsächliche Radius 0,170 Zoll beträgt.

  Sie haben den 0.157-in. Radius berechnet aus der 20-Prozent-Regel, dann haben Sie den 0,172-Zoll. Radius von Ihren Berechnungen mit scharfen Kurven. Das ist ein Radiusunterschied von 0,015 Zoll. Sie sagen nicht viel? In diesem Fall ist der Unterschied wannauf den Biegeabzug angewendet wird, können 0,009 Zoll pro Biegung erreicht werden.

  Haben Sie jemals ein Teil mit vier Seitenflanschen und zusätzlich vier Flanschen an der Oberseite gebaut, nur um herauszufinden, dass eine Ecke perfekt ist, zwei Ecken nur geringfügig befriedigend sind und eine einfach schrecklich aussieht? Warum passiert das? EINEin kleiner Fehler beim Abzug der Biegung, der durch Abweichungen bei den Berechnungen des inneren Biegeradius verursacht wird, macht einen großen Unterschied, wenn Sie beim ersten Mal perfekte Teile wünschen.

  Das Herz jeder Biegung ist der Innenradius der Biegung. Wenn Sie den Kurvenabzug anhand der tatsächlichen Ergebnisse berechnen können, ist die Genauigkeit gewährleistet. Der einzige Fehler in dieser Theorie ist, dass wir während des Umformens oftmals nichteinen wahren Radius bilden. Die Form, die Sie bilden, kann eine Parabel sein, eine symmetrische, gespiegelte Kurve, die im Allgemeinen U-förmig ist, wie in Abbildung 1 gezeigt. Der endgültige Radius, den Sie erzielen, ist das Ergebnis einer Rückfederung.

  Rücksprungeffekte

  Wie können wir also den genauesten Innenradius und den korrekten Kurvenabzug vorhersagen? Um dies manuell zu erreichen, ist die Mathematik tief im Unkraut verankert, sodass ich nicht dorthin gehen werde. Stattdessen werden wir einfach zwei verschiedene webbasierte verwendenRechner.

  Der erste ist unter www.harsle.com. Klicken Sie auf den vollständigen Kreisbogenrechner. Beachten Sie, dass die Breite der Bogenbeschriftung im Taschenrechner mit der Würfelbreite übereinstimmt und der von Bogen gemessene Winkel der gleiche ist wie der eingeschlossene Biegungswinkel.

  Stellen Sie sicher, dass die Bemaßungseinstellungen des Taschenrechners für die von Ihnen verwendeten Daten korrekt sind (Zoll, Fuß, Millimeter usw.). Beachten Sie, dass die Antworten, die wir erhalten, rein mathematisch sind und für die nicht berücksichtigt wurdenMaterialzugfestigkeit.

Figur 2

Wie in dieser Berechnung von The Complete Circular Arc Calculator unter www.harsle.com gezeigt, erhöht sich der Radius (Höhe des Bogens), wenn der eingeschlossene Biegungswinkel zunimmt.

  Die Information, die wir auf dem Rechner suchen, ist die Bogenhöhe, die dem äußeren Biegeradius entspricht. Lassen Sie uns einen Wert für unsere Basislinie aus kalt gewalztem 60-KSI-Stahl mit einer Dicke von 0,125 Zoll (0,984 Zoll) ermitteln. Würfelbreite. BitteBeachten Sie, dass wir über die Luftformung sprechen, so dass der Winkel des Werkzeugs keinen Unterschied macht. Es kann ein Kanal, ein spitzer oder ein V-Würfel sein. Es ist die Breite, die zählt.

  Lassen Sie uns zunächst den entspannten Winkel eingeben - die 90 Grad, die wir erreichen möchten.

Eingegebene Werte

Vom Bogen abgewinkelter Winkel (eingeschlossener Biegewinkel): 90 Grad

Bogenbreite (Würfelbreite): 0,984 Zoll

Berechneter Wert

Bogenhöhe (außerhalb des Kurvenradius): 0.20379 in.

  Diese Berechnungen sind jedoch kein Rückschlag. In unserem Beispiel verwenden wir einen Wert von 1 Grad für die Rückfederung, der auftritt, wenn wir eine ungefähr 1: 1-Beziehung zwischen der Materialstärke und dem inneren Biegeradius haben. Nach demWenn der Stempel den Umformdruck löst, springt das Material um 1 Grad zurück. Um dies auszugleichen, verwenden wir jetzt einen Biegewinkel von 89 Grad. Bei Verwendung des vollständigen Kreisbogenrechners auf harsle.com geben wir Folgendes ein:

Eingegebene Werte

Bogenbreite (Würfelbreite): 0,984 Zoll

Vom Bogen abgewinkelter Winkel (eingeschlossener Biegewinkel): 89 Grad

Berechneter Wert

Bogenhöhe (außerhalb des Kurvenradius): 0.201 Zoll

  Nun nehmen wir den Bogenhöhenwert für unseren neuen Biegewinkel und fügen ihn in die folgende Formel ein:

Bogenhöhe - (2 × Materialstärke2) = Innenradius

0.201 - (2 × 0,01562) = Biegeradius innen

0.201 - 0,031 = 0,170 Zoll. Innerhalb des Biegeradius

  Beachten Sie, dass sich dieser Bogenhöhenansatz von dem in der Spalte "Biegungsgrundlagen" des letzten Monats verwendeten Ansatz unterscheidet, als wir "Bogenlänge" verwendet haben. Im letzten Monat haben wir einen Innenradius basierend auf der Breite der Düsenöffnung berechnet. dieses Mal haben wirVerwenden einen bestimmten Radius.

  Im letzten Monat haben wir einen Radius von 0,136 Zoll berechnet. Jetzt haben wir den Innenradius mit einer anderen Methode berechnet und einen Wert von 0,170 Zoll ermittelt. Eine Differenz von 0,034 Zoll. Darüber hinaus, wenn wir die 20-Prozent-Regel anwenden (wieder für 60-KSIBei kaltgewalztem Stahl wird der Radius auf etwa 16 Prozent der Werkzeugbreite berechnet.) Wir würden einen Innenradius von 0,157 Zoll berechnen - auf halbem Weg zwischen den beiden vorherigen Messungen. Dies sind alles verschiedene Möglichkeiten, in denen ein Radius sein kannberechnet werden, mit etwas anderen Ergebnissen. Aber ja, das Kaninchenloch wird tiefer!

  Parabel und scharfe Kurven

  Wenn Sie einen Stanzradiuswert verwenden, der kleiner oder gleich dem minimalen Krümmungsradius für Luft ist, der ein Teil bildet, erstellen Sie keinen Radius mehr in dem Teil (für mehr bei scharfen Biegungen erstellen Sie stattdessen eine Parabel . Sie sindtatsächlich zieht man eine andere Bogenlänge in die Düsenöffnung.

  Um vorherzusagen, wie sich diese Parabel bilden wird, können wir uns einem anderen Online-Rechner zuwenden:

  Wir geben unseren Außenradius und die Düsenbreite ein, um die Bogenlänge der Parabel zu ermitteln. Der Wert für Höhe in diesem Online-Rechner entspricht dem äußeren Biegeradius, während der Wert für Breite der Würfelbreite entspricht:

Eingegebene Werte

Höhe: (Außenradius): 0.201 Zoll

Breite (Diebreite): 0,984 Zoll.

Berechneter Wert

Bogenlänge: 1,0845 Zoll

  Hier ist die Tiefe der Parabel (oder Höhe des Bogens) 0.201 Zoll und die Bogenlänge für die Parabel beträgt 1.0845 Zoll. Denken Sie an diese Werte. Nun zu The Complete Circular Arc Calculator auf www.harsle.com zurückkehren, geben wir die Bogenlänge einbei 1,0845 Zoll und die Würfelbreite bei 0,984 Zoll.

Eingegebene Werte

Bogenlänge: 1,0845 Zoll

Bogenbreite (Würfelbreite): 0,984 Zoll

Berechnete Werte

Bogenhöhe (außerhalb des Biegeradius): 0,195 Zoll

Winkel, der von Arc übertragen wird

(inklusive Biegewinkel): 86,679 Grad

  Wenn Sie dies tun, werden Sie feststellen, dass die Bogenhöhe (d. H. Der Außenradius) 0,195 Zoll beträgt, etwas kleiner als der 0.201-Zoll. Außenradius vom vorherigen Rechner, der den Parabeleffekt nicht berücksichtigt hat. WissenWir können also mit Sicherheit sagen, dass der Innenradius bei der Bildung einer Parabel abnimmt. Dies ist der Fall, wenn ein Stanzradius verwendet wird, der kleiner ist als der minimale Radius der scharfen Kurve. Beachten Sie, dass die Parabel mehr Biegungswinkel benötigt, um zu produzierender gewünschte entspannte gebogene Winkel; Wir gingen von einem um 89- auf 86,68 Grad eingeschlossenen Biegewinkel um zusätzliche 2,32 Grad Rückfederung. Beachten Sie auch, dass der Innenradius des Teils nicht kleiner als der Lochradius wird.

  Winkel- und Biegeradien

  Denken Sie daran, dass jede Änderung des Radius zu einer Änderung des Biegungswinkels führt. Wenn wir die Stumpfbreite und den eingeschlossenen Biegewinkel auf www.harsle.com eingeben, erhalten wir die in Abbildung 2 gezeigten Ergebnisse.

  Die Ergebnisse zeigen, dass der Radius beim Luftformen mit dem eingeschlossenen Biegungswinkel abnimmt (scharfe Biegungen ausgeschlossen).

  Diese Beziehung zwischen Biegungswinkel und Radius stoppt bei eingeschlossenen Winkeln von weniger als 28 Grad (152 Grad komplementär), obwohl der minimale eingeschlossene Winkel im Material mit erheblicher Rückfederung größer sein kann.

  Dies trifft zum Teil zu, weil der minimale Pressstempelwinkel 28 Grad beträgt. Wenn Sie die Biegung über 28 Grad hinaus schließen, wird dies zu einer Abflachung führen. Der Radius wird bis zerschlagenDer gewünschte Biegewinkel wird erreicht oder ein Saumvorgang ist abgeschlossen. (Als kurze Randbemerkung ist der Radius für einen geschlossenen Saum gleich Null und der Biegeabzug wird als Prozentsatz der Materialstärke berechnet - 43 Prozent unter perfektBedingungen, obwohl dies eine sehr benutzerabhängige Operation ist.)

  Faktorisierung für die Zugfestigkeit

  Im vorherigen Beispiel haben wir für die Berechnungen einen Rückfederungsgrad von 1 verwendet. Bei kaltgewalztem 60-KSI-Stahl beträgt die durchschnittliche Rückfederung 1 Grad oder weniger. Was ist mit anderen Materialien?

Dazu können wir die Rückfederung mit der folgenden Formel auf ein vernünftiges Maß an Genauigkeit vorhersagen. Dazu müssen wir alle Werte in Metrik umrechnen. Bitte beachten Sie, dass die Vorhersage der Rückfederung niemals 100% ist. Diese Formeln jedochmache einen ziemlich guten Job.

[(Innenradius in Millimeter / 2) /

Materialstärke in Millimeter] × Zugfaktor

Zugfaktor = Materialzugfestigkeit in PSI / 60.000

  Lassen Sie uns zunächst die Rückfederung so berechnen, als würden wir mit unserem 60-KSI-Grundlinienmaterial mit einem inneren Biegeradius von 0,170 Zoll arbeiten:

[(Innenradius in Millimeter / 2) /

Materialstärke in Millimeter] × Zugfaktor

Materialstärke: 0,125 Zoll × 25,4 = 3,175 mm

Biegeradius innen: 0,170 Zoll × 25,4 = 4,318 mm

(4.318 / 2) /3.175

2,159 mm / 3,175 mm = 0,68 Rückfederung

  In diesem Beispiel runden wir diese auf 1 Grad auf. Dann können wir den Festigkeitsfaktor für Edelstahl 88-KSI 304 anwenden.

Zugfaktor = Materialzugfestigkeit in PSI / 60.000

88.000 / 60.000 = 1,466666

1,0 Grad × 1,466666

  Dies ergibt 1,46 Grad für Edelstahl 88-KSI 304. Zusammenfassend ergibt sich daraus eine geschätzte Rückfederung von 1,5 Grad mit einem Verhältnis von 1: 1 zwischen Innenradius und Materialstärke.

  Zurück zum Rechner

  Nun, da Sie die Rückfederung mit einem gewissen Maß an Genauigkeit abschätzen können, können Sie es jetzt kompensieren. Um den Winkel zu ermitteln, den Sie zum Ausgleich der Rückfederung benötigen, subtrahieren Sie einfach den Rückfederungswert, wenn Sie damit arbeiteneingeschlossenen Biegewinkeln, oder fügen Sie diesen Wert hinzu, wenn Sie komplementäre Biegewinkel verwenden. Der Kreisbogenrechner auf www.harsle.com arbeitet mit eingeschlossenen Biegewinkeln (wiederum mit der Bezeichnung Subtended Angle of Arc).

  Sobald Sie den Innenradius kennen, dh den tatsächlichen Innenradius, der im fertigen Stück erscheinen wird, können Sie diesen Radiuswert in Ihre Biegeformeln einfügen (siehe Seitenleiste).

  Fazit für jetzt

  Durch die korrekte Vorhersage des Innenradius können Biegeabzüge genau berechnet werden. Von den verschiedenen Möglichkeiten, mit denen der Innenradius vorhergesagt werden kann, ist keine perfekt, aber diese ist ungefähr so ​​gut, wie es nur geht. Biegung hat trotzdemViel zu viele Variablen, um eine Genauigkeit von 100 Prozent zu erreichen.

  Es ist auch ein Muss bei der Luftumformung, dass der Ingenieur oder Programmierer den Techniker über die Werkzeugsätze in Kenntnis setzt, in denen eine bestimmte Kurve entworfen wurde. Darüber hinaus muss der Techniker die absolute Wichtigkeit seiner Verwendung erkennenWerkzeuge, um qualitativ hochwertige Teile zu erreichen.

  Im nächsten Monat wird beschrieben, wie der Innenradius von Biegungen berechnet wird, bei dem die Beziehung zwischen dem Innenradius und der Materialstärke sehr groß wird - der Krümmungsradius mit großem Radius. Biegungen mit großem Radius haben Probleme mit dem Werkzeugwinkel, dem WerkzeugBreite, Multibreakage und natürlich sehr viel Rückfederung.

  Das Kaninchenloch hat noch einiges zu tun, aber es ist die Reise wert.

  Ein Überblick über die Biegeformeln

Diese Formeln für Biegungstoleranz, Außenrückschlag und Biegungsabzug sind gut etabliert, und jeder Wert kann auf verschiedene Weise zur Berechnung des Flatblank-Layouts des Teils verwendet werden.

Formeln

BA = [(0,017453 × Rp) + (0,0078 × Mt)]

× Biegungsgrade ergänzen

OSSB = [Tangente (Grad des Biegungswinkels / 2)]

× (Mt + Rp)

BD = (OSSB × 2) - BA

Schlüssel

Rp = Radius der Stanznase (Bodenbildung)

oder der schwebende Innenradius (Luftformung)

Mt = Materialstärke

BA = Biegezugabe

BD = Biegeabzug

OSSB = Außerhalb des Rückschlags

0,017453 = π / 180

0,0078 = K-Faktor × π / 180

K-Faktor = 0,446