Biegung der Abkantpresse: Brauchen wir wirklich mehr Kuhglocke?

Abbildung 1

Diese Split-Dies haben schon bessere Tage gesehen.

Im letzten Monat hat ein Leser eine Frage zu einigen Grundlagen der Stempel- und Matrizenauswahl gestellt. Er schickte ein Bild von dem in Abbildung 1 gezeigten Split-Würfel. Seine Operation war jahrelang auf dem Boden geblieben und in einigen Fällen vielleicht geprägt.

Der Leser hatte gehofft, die Biegung der Abkantpresse mit Luft zu biegen - ein willkommener Schritt, wenn man bedenkt, wie missbräuchlich Boden und Prägung für Werkzeuge und Ausrüstung sein können.

Wenn man an Werkstücken hämmert und Werkzeuge missbraucht, bis sie wie in Abbildung 1 aussehen, ist es, als würde man gegen eine Kuhglocke schlagen. Die Menschen sind mit ihrer Bedienung so vertraut, dass sie die Tatsache ignorieren, dass sie Maschinen und Werkzeuge immer stärker schieben, um alles zum Laufen zu bringen. Ziemlich bald funktioniert es überhaupt nicht.

Das Umbiegen zum Luftbiegen erfordert drei Schritte. Bestimmen Sie zunächst die Radien, die Sie in Ihren Materialarten und -dicken bilden müssen. Zweitens wählen Sie die Matrizen und Stempel, um diese Radien zu erreichen. Und drittens stellen Sie sicher, dass Ihre Abkantpressen nicht irreversibel beschädigt wurden.

Methodengrundlagen

Grundierung und Prägung sind zwei getrennte Biegemethoden. Bei der Bodenbearbeitung ist ein Freiraum zwischen Stempel und Matrizenwinkel erforderlich. Die Bodenbildung erfolgt, wenn der Stempelradius in den Innenradius des Teils eingestanzt wird und der Stempel weiter Druck ausübt, und der Biegungswinkel wird gezwungen, sich an den 90-Grad-V-Werkzeugwinkel anzupassen.

Beim Aufsetzen sollte der Radius der Stanznase mit dem Radius übereinstimmen, den Sie letztendlich erreichen, und der Düsenwinkel bestimmt den Biegungswinkel (normalerweise 90 Grad).

Durch das Zusammenpressen wird die Stanznase in das Material gedrückt und durchdringt die neutrale Achse. Technisch können beliebige Radien geprägt werden, aber traditionell wurde eine Prägung verwendet, um eine scharfe Biegung herzustellen.

Der Leser der Kolumne vom letzten Monat wollte aus gutem Grund Luftbiegen einführen. Luftbiegen ist heutzutage die Methode der Wahl. Der Stempel senkt sich in die Matrizenöffnung ab und ein natürlich schwebender Radius wird als Prozentsatz der Matrizenbreite gebildet (siehe Abbildung 2).

Figur 2

Der Biegeradius bei der Luftformung wird als Prozentsatz der Werkzeugbreite „schwebend“.

Während die Werkzeugbreite kritisch ist, hat der eingeschlossene Werkzeugwinkel keinen direkten Einfluss auf den Biegungswinkel. Der Werkzeugwinkel ist nur von Bedeutung, da er sich auf den Winkel des Stempels bezieht, der gleich oder schmaler als der Stempel sein sollte.

Die Überlegungen

Die zum Grundbiegen erforderliche Tonnage war die Hauptursache für den größten Teil der in Abbildung 1 gezeigten Schäden. Im Laufe der Zeit werden Werkzeuge, die ständig auf dem Boden bleiben, selbst die Ursache für übermäßigen Verschleiß der Werkzeuge. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Abkantpresse selbst beschädigt wurde. In Anbetracht der Situation hatten die Bediener natürlich keine andere Wahl, als sich nach unten zu beugen. Wenn Werkzeuge so alt und abgenutzt sind wie die in Abbildung 1, ist das Aufrichten von Bodenplatten die einzig gangbare Option, um die Konsistenz zu erhalten.

Die Pressbremsbacken haben drei Radien: zwei an den oberen Ecken und einen an der Unterseite des V. Die oberen Radien sind entweder scharfe Kanten mit einem sehr kleinen Radius wie 0,015 Zoll oder ein zusammengesetzter Radius, der den Widerstand verringert (das Abkratzen des Materials), wenn das Werkstück in den Werkzeugraum gezogen wird. Der Radius am unteren Rand des V ist normalerweise ziemlich scharf (0,015 Zoll). Der Radius am unteren Rand des V wirkt sich jedoch nicht auf die Luftbildung aus.

Berechnung des luftgeformten Radius

Sie berechnen einen luftgeformten inneren Biegeradius anhand der 20-Prozent-Regel. Benannt nach dem Prozentsatz, der für bestimmte Edelstahlsorten verwendet wird, beträgt die Basislinie, die wir verwenden, 15 bis 17 Prozent für kaltgewalzten 60-KSI-Stahl. Beginnen Sie mit dem Median (16 Prozent), bis Sie den Wert finden, der den Materialeigenschaften Ihres Metalllieferanten am besten entspricht.

Um den Prozentsatz für andere Materialien zu berechnen, vergleichen Sie die Zugfestigkeit mit der Grundlinie. Zum Beispiel würde 120-KSI-Material seinen Radius doppelt so groß bilden wie der kalt gewalzte 60-KSI-Stahl oder zwischen 30 und 34 Prozent der Werkzeugbreite.

Wenn Sie die Werkzeugbreite kennen, können Sie den inneren Biegeradius berechnen. Wenn Sie Biegestahl A36 aus 0,125 Zoll dickem 1-Zoll-Stahl biegen Bei einem Schnitt von 16 Prozent (nach der 20-Prozent-Regel) erreichen Sie einen inneren Biegeradius von etwa 0,160 Zoll.

Möglicherweise verwenden Sie die 8x-Regel. Das heißt, die achtfache Materialstärke ergibt eine perfekte Werkzeugbreite. Die 8x-Regel kann in der Anwendung des Lesers gut funktionieren, unabhängig davon, ob er zur Luftformung springt oder weiter unten fährt.

Wisse einfach, dass in einer Luftform der 1-in. Der Würfel würde einen 0,160 Zoll schweben. Innenradius - perfekt in Ordnung, solange er die Kundenanforderungen erfüllt (oder wenn sich der Kunde nicht um den Innenradius kümmert). Verwenden Sie einfach den 0.160-In. innerhalb des Biegeradius für Ihre Berechnungen für Biegungstoleranz, äußerer Rückschlag, K-Faktor und Biegungsabzug.

Air Bending Perfection erreichen

Wenn Ihr Innenradius so perfekt wie möglich ist, dh der innere Biegeradius entspricht der Materialstärke, erzielen Sie die beständigsten Biegungen und die beständigsten Ergebnisse. Wenn die Ausdrucke Ihrer Kunden dies zulassen, ist diese perfekte Biegungsbeziehung die beste Option.

Um dies zu erreichen, können Sie die optimale Werkzeugbreite für diesen perfekten Innenradius ermitteln, indem Sie einfach die verfügbaren Werkzeugbreiten betrachten, sie um 16 Prozent teilen und eine auswählen, die Sie so nahe wie möglich an den perfekten Biegeradius und das Innenmaterial bringt Dicke sind gleich.

In der aktuellen Anwendung mit 0,125 Zoll (0,125 Zoll) dickem Material wäre die Perfektion für metrische Formwerkzeuge am nächsten bei 18 mm (0,707 Zoll), einer sehr häufigen Formbreite in den Präzisionsbodenfamilien von Werkzeugen. Sechzehn Prozent von 0,707 entsprechen 0,113 Zoll. Dieser Wert liegt so nahe wie möglich an dem perfekten Innenradius von 0,125 Zoll. Die nächste imperiale Werkzeugbreite würde 11/16 Zoll (0,687 Zoll) oder ¾ Zoll (0,750 Zoll) betragen .).

Wenn Sie die benötigten Tools ermittelt haben, versuchen Sie, in die größte Anzahl zu investieren, die Ihr Budget zulässt. Wie Sie eine Werkzeugbreite auswählen, hängt davon ab, was Sie aktuell haben, und von Ihrem Werkzeugbudget. Wenn Ihr Budget nur zwei Werkzeugbreiten zulässt, sollten Sie einen nominalen Wert für die Düsenbreite auswählen, der einen Bereich von Materialdicken aufnehmen kann, z. B. zwischen 0,125 und 0,250 Zoll 0,250 bis 0,375 Zoll.

Die Neigungswinkel beeinflussen den endgültigen Biegewinkel bei der Luftformung nicht. Wenn Sie sicherstellen möchten, dass die Bediener nicht einmal versuchen, den Boden zu erreichen, wählen Sie einen eingeschlossenen Werkzeugwinkel von weniger als 88 Grad oder sogar Kanalstempel mit senkrechten Seiten.

Sobald Sie Ihre Matrizen für die Luftformung haben, können Sie jetzt den inneren Biegeradius bestimmen, den Sie erreichen werden. Solange Sie diesen Würfel über einen kleinen Bereich von Materialstärken verwenden, sollte dieser Radiuswert zutreffen. Wenn Sie einen 1-in verwenden. Wenn Sie ein 0,125-Zoll-dickes Material biegen, sollte Ihr Radius etwa 0,160 Zoll betragen. Wenn Sie jedoch Materialstärken außerhalb der für die Werkzeugbreite geeigneten Dicke verwenden, weichen Ihre Ergebnisse von 0,160 Zoll ab. Wert.

Schlag-Nasen-Überlegungen

Beim Bohren und Prägen erzeugt der Radius der Stanznase den inneren Biegeradius. Beim Biegen der Luft bestimmt die Stempelnase den Radius nicht, sie wirkt jedoch mit Kraft, die sich umso stärker erhöht, je enger die Stempelspitze wird.

Eine Biegung wird scharf, wenn das Material der auf ihn einwirkenden Kraft nicht mehr standhalten kann, und beginnt entlang der Biegelinie zu knicken. Dies geschieht, wenn die Kraft (Tonnage), die zum Formen des Werkstücks erforderlich ist, die Kraft überschreitet, die zum Durchstechen und Falten erforderlich ist. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter "Was macht eine scharfe Luft an der Abkantpresse"

Die Falte einer scharfen Biegung neigt dazu, die üblichen Winkeländerungen des Biegungswinkels zu verstärken, die durch die Variablen innerhalb des Materials verursacht werden, einschließlich der Kornrichtung und der Härte. Diese Variablen bewirken, dass sich die Biegewinkel zusammen mit den Abmessungen von Teil zu Teil ändern.

Wenn ein Stanznasenradius den Schwimmradius des luftgeformten Teils überschreitet, nimmt das Teil diesen größeren Radius an. Dies ändert Ihre Biegungstoleranz, den Absenkungsrückschlag und die Berechnungen der Biegeabzüge.

Arten von Schlägen und Dies

Obwohl es viele Optionen für die Werkzeugausstattung gibt, werden wir die vier Hauptwettbewerber diskutieren. Diese vier lassen sich in zwei Kategorien einteilen, präzisionsgeschliffene und gehobelte Werkzeuge. Ja, Flugzeugwerkzeuge sind von vornherein billiger zu kaufen, aber die bei der Verwendung anfallenden Arbeitskosten werden diese Einsparungen sehr schnell aufzehren.

Präzisionsgeschliffene Werkzeuge gibt es in zwei Ausführungen, dem europäischen und dem neuen Standard. Diese werden üblicherweise auf allen Oberflächen mit einer Genauigkeit von ± 0,0008 Zoll hergestellt. Geformte Werkzeuge gibt es in zwei Ausführungen: traditionell gehobelt und präzisionsgefertigt. Beide werden im Durchschnitt mit einer Genauigkeit von ± 0,005 Zoll hergestellt, die 10 Meter von einer einzelnen X-Y-Koordinate entfernt sind. Das ist sehr gut. Dennoch bedeutet dies, dass ein Gesamtfehler zwischen den Werkzeugzentren bis zu 0,010 Zoll betragen kann.

Diese Koordinatenreferenz macht es schwieriger, mit planierten Werkzeugen zu arbeiten. Keine zwei Stücke sind gleich. Jede hat eine etwas andere Mittellinie und manchmal sogar eine andere Werkzeughöhe. Vielleicht sind es nur wenige Tausendstel, aber das reicht für einige Winkelunterschiede von Werkzeugteil zu Werkzeugteil.

Wenn Sie Ihre Werkzeuge auf die von Ihnen benötigte Länge zuschneiden und sie beim Schneiden auf der Abkantpresse nicht nachschneiden und in die gleiche Richtung (von vorne nach hinten) zeigen, funktionieren sie nicht. Werkzeuge müssen in der Reihenfolge aufbewahrt werden, in der sie geschnitten wurden, wenn sie zusammen in der Maschine installiert werden. Diese Unfähigkeit, verschiedene Werkzeuge miteinander zu verbinden, macht das Erstellen von Teilen, die mehrere Toolsets (Staging) erfordern, sehr schwierig, wenn nicht sogar unmöglich.

Gehobelte Werkzeuge sind jedoch großartig, wenn Sie sie als Einzelwerkzeug verwenden und wenig oder gar keine Inszenierung haben. Sie kosten weniger als Werkzeuge mit Präzisionsschliff, sie können mit hohen Tonnagenlasten fertig werden, und viele Maschinen sind dafür ausgelegt (obwohl Adapterblöcke nicht immer eine praktische Lösung sind).

Beachten Sie, dass präzisionsgeplante Werkzeuge zunächst nicht so aussehen, wie sie scheinen. Diese sind nicht genauer und leiden unter den gleichen Problemen wie herkömmliche, geplante Werkzeuge. Sie kommen nur in europäische Werkzeugprofile. Es gibt auch einen Unterschied zwischen "präzisionsgefertigten" und "präzisen Werkzeugen" geschliffenen und herkömmlichen Profilen. Das größte verräterische Zeichen, dass Sie echte Präzisionswerkzeugen betrachten, ist folgendes: Das Werkzeug ist nicht in großen Längen erhältlich, z. B. mehr als 3 Fuß.

Der in Abbildung 1 dargestellte schwere Werkzeugschaden weist auf ein anderes Problem hin: Wie stark wurde die Abkantpresse, mit der dieses Werkzeug verwendet wurde, stark einge- schlagen? Wenn es alt und geschlagen ist, gehen die Vorteile der präzisen Bodenbearbeitung verloren.

Ob die Bremse durch jahrelanges Bottom-Bending sicher durchgekommen ist oder ob Sie gerade eine neue Bremse gekauft haben, hängt es von Ihrem Produktmix ab, ob Sie in traditionell oder fein planiert investieren.

Präzisionsgeschliffene Werkzeuge leiden nicht unter den Unterschieden, die mit planierten Werkzeugen eingeführt werden. Dies macht die Verwendung von Präzisionswerkzeugen viel einfacher. Ihre Präzision ermöglicht einige sehr anspruchsvolle Einstellungen in der Abkantpresse. Wenn Sie sich in Richtung Präzisionsarbeit bewegen, ist ein Präzisionswerkzeug mit größter Wahrscheinlichkeit die bessere Wahl. Andererseits gibt es auch die Kosten - wesentlich mehr als die geplanten Werkzeuge.

Abgesehen davon ist das, was die Industrie wirklich benötigt, ein echter Präzisions-Stanz- und Matrizensatz, jedoch in traditionellen, gehobelten Ausführungen und Profilen. Der Satz sollte unabhängig vom Montageprofil passen, und die Sätze sollten die gleichen Schließhöhen und -mittelpunkte wie ihre Präzisionsväter haben. Das bedeutet, dass sie mit demselben Setup nach Bedarf gemischt und angepasst werden können. Es wäre wirklich das Beste aus beiden Welten.