I 4 pilastri dei limiti di tonnellaggio della pressa piegatrice

Segui questi quattro passaggi e non occuparti mai di una pressa piegatrice danneggiata

D: Ho letto molte discussioni sui tonnellaggi di formatura, ma per me non ha ancora senso. Ho sentito parlare di numerose variabili: carico dell'utensile, tonnellaggio per piede, tonnellaggio per pollice, limiti della linea centrale e persino tonnellaggio 'sink'. Qual è il quello giusto per me da usare? Dovrei utilizzare più di uno di questi valori?

R: Come molti aspetti del commercio della lamiera, i termini possono creare confusione, il modo in cui vengono applicati e, cosa peggiore, non capire come viene calcolato e applicato il tonnellaggio può portare a conseguenze disastrose. IO e molti altri hanno scritto articoli discutendo del tonnellaggio e dei suoi molteplici aspetti. Ma non ne ho trovato uno che metta insieme tutti questi aspetti, che alla fine avrebbe risposto alla tua domanda. Quindi ecco tutte quelle variabili, in ordine di progressione, tutto in un unico posto.

Tieni presente, tuttavia, che alcune formule qui menzionate richiedono conoscenze specifiche sui materiali utilizzati nella produzione della pressa piegatrice e degli utensili, quindi non dovresti considerare le cifre calcolate come valori assoluti. Invece, usa considerarli linee guida ragionevoli. Per essere sicuri di utilizzare la vostra attrezzatura in modo sicuro entro i limiti di tonnellaggio, assicuratevi di consultare il produttore della pressa piegatrice e degli utensili.

1. Calcolare il tonnellaggio di formatura richiesto dal lavoro

Mi piace chiamarlo 'Cosa serve per fare quello che ho intenzione di fare?' I calcoli del tonnellaggio della formatura della pressa piegatrice sono relativamente facili. Il trucco è sapere dove, quando e come applicarli. Cominciamo con il calcolo del tonnellaggio, che si basa sul punto in cui si rompe lo snervamento del materiale e inizia la flessione vera e propria. La formula si basa sull'acciaio AISI 1035 laminato a freddo con resistenza alla trazione di 60.000 PSI. Questo è il nostro materiale di base. La formula di base è come segue:

Per calcolare i limiti di carico dell'utensile per gli utensili piani-retti americani, senza informazioni sulla classificazione dell'utensile fornite dalla fabbrica, è necessario conoscere la distanza dalla punta dell'utensile al punto di tangenza tra il collo e il raggio interno (l), il larghezza del collo nello stesso punto (T) e lunghezza dell'utensile (b).

peso per piegatura in aria AISI 1035 =

{[575 × (Spessore materiale2)] /

Larghezza apertura fustella /12} x Lunghezza piega

Il valore 575 è una costante; la larghezza dell'apertura dello stampo, lo spessore del materiale e la lunghezza della piega sono espressi in pollici. Rispettando l'ordine matematico delle operazioni, prima si eleva al quadrato il valore dello spessore del materiale, quindi si moltiplica tale valore per 575. Quindi dividi quel valore per la larghezza della fustella in pollici e poi dividi nuovamente per 12 (pollici). Ora conosci il tonnellaggio per pollice richiesto per formare la parte. Successivamente, moltiplica per la lunghezza della piega, ovvero il numero di pollici di interfaccia tra l'utensile e il materiale.

Ciò presuppone che si stia piegando in aria il materiale di base, AISI 1035, acciaio laminato a freddo a trazione da 60.000 PSI. Per altri tipi di materiali, è necessario includere un fattore materiale nella formula. Per determinare il fattore materiale, dividere il valore di trazione del materiale di 60.000 PSI, la trazione del materiale di base. Se l'acciaio inossidabile 304 che stai piegando ha una resistenza alla trazione di 84.000 PSI, dividilo per 60.000 per ottenere un fattore materiale di 1,4. Qualche altro i fattori materiali comuni sono:

●T-6 Alluminio: 1,0 - 1,2

●AISI1053: 1.0

●Alluminio serie H: 0,5

●Laminati a caldo decapati e oliati: 1,0

Questo è solo un breve elenco. Ancora una volta, per ottenere il fattore materiale, confronta il valore di trazione del materiale che desideri formare con il valore di trazione 60.000 del materiale di base. Se il valore di trazione del nuovo materiale è 120.000, allora il il fattore materiale è 2.

Figura 2

L'area dell'utensile, ovvero il punto in cui il punzone e la matrice entrano in contatto tra loro, viene calcolata misurando la larghezza della spalla e moltiplicandola per 2. Quindi moltiplica quel numero per 12.

Tutto ciò presuppone che tu ti stia piegando in aria. Si noti che nella piegatura in aria, i tonnellaggi possono essere ridotti o aumentati restringendo o ampliando la larghezza di apertura dello stampo. Ricordare inoltre che durante la piegatura in aria, l'ampiezza dell'apertura della matrice influisce direttamente sulla parte interna raggio di curvatura. Ciò significa che è necessario calcolare la detrazione della piega in base al raggio interno flottato creato nella larghezza della fustella selezionata alla fine.

Tuttavia, se si piega con un altro metodo di formatura, il tonnellaggio richiesto cambierà e sarà necessario includere un fattore metodo nella formula. Se stai piegando il fondo, potresti aver bisogno di un tonnellaggio cinque volte maggiore per coniarlo può essere 10 volte o anche di più. (Nota: la piegatura del fondo si verifica a una profondità entro il 20% dello spessore del materiale, mentre la coniatura avviene quando la formatura viene eseguita a una profondità inferiore allo spessore del materiale.)

Ancora un'altra variabile non spesso discussa è il fattore di utensileria di piegatura multipla quando si utilizzano strumenti speciali che formano più pieghe contemporaneamente, come strumenti di offset, strumenti a cappello e operazioni di orlatura. Ad esempio, utilizzando la piegatura offset gli strumenti o gli strumenti per cappelli possono quintuplicare la quantità di tonnellaggio necessaria; uno strumento per orlare può quadruplicare il tonnellaggio necessario; e se si utilizza un utensile offset in materiale spesso, i requisiti di tonnellaggio possono aumentare di un fattore 10.

Per riassumere e rivedere, ecco la formula completa per calcolare il tonnellaggio di formatura richiesto da un lavoro, incorporando materiale, metodo di formatura, lunghezza di piega e fattori di utensili a piegatura multipla. Spessore del materiale, larghezza dell'apertura dello stampo, e la lunghezza della piega è espressa in pollici.

Tonnellaggio in formazione = {[575 x (Spessore materiale al quadrato)] /Larghezza apertura matrice/12} × Lunghezza della piega × Fattore materiale × Fattore metodo × Fattore utensileria piega multipla

Fattore materiale = Resistenza alla trazione del materiale in PSI/60.000

Fattore di metodo = 5.0+ per la flessione del fondo;

10.0+ per coniazione; 1.0 per piegatura in aria

Fattore di utensileria a piega multipla = 5,0 per piegatura offset;

10 per piegatura offset di materiale spesso;

5,0 per piegatura con utensile a cappello;

4.0 per piegatura con orlatrice;

1.0 per utensili convenzionali

La piegatura in aria di AISI 1035 da 60.000 PSI utilizzando strumenti convenzionali ti darà un valore di 1,0 per tutti i fattori (fattore materiale, fattore metodo e fattore strumenti per piegature multiple), quindi non influiranno sui requisiti di tonnellaggio. Ma se tustai piegando un altro materiale con un valore di trazione diverso, utilizzando un metodo di piegatura diverso e forse anche un'attrezzatura speciale, i tuoi requisiti di tonnellaggio saranno notevolmente diversi.

2. Identificare i limiti di carico degli utensili

Se sei fortunato, stai utilizzando utensili per presse piegatrici con rettifica di precisione, che vengono valutati dalla fabbrica. Stampato sull'utensile o sul catalogo troverete il tonnellaggio nominale per quello specifico utensile.

Se utilizzi utensili di tipo piallato americano, queste informazioni non ti verranno fornite. Non lo è mai stato e probabilmente non lo sarà mai. Per prevedere la forza massima dell'utensile o la resistenza alla pressione, i calcoli diventeranno piuttosto approfonditi tra le erbacce. Le formule utilizzano il tipo di materiale dell'utensile, i trattamenti termici e la durezza, nonché un coefficiente del punto di snervamento, ancora una volta, tutti abbastanza complessi, quindi eviteremo questo qui e spiegheremo invece come ottenere una stima rapida di a capacità del punzone di sopportare il carico.

Per eseguire questi calcoli, è necessario conoscere la distanza dalla punta dell'utensile al punto di tangenza tra il collo e il raggio interno (l), la larghezza del collo nello stesso punto (T) e la lunghezza dell'utensile ( b), come mostrato in Figura 1. Tieni presente che i valori l, T e b sono espressi in millimetri. Dovrai anche incorporare un coefficiente di sicurezza (δ) di 19,98. (Se sei curioso, ottieni questo coefficiente moltiplicando 60 kg/mm2 per il 33%.) Z e P1 nelle formule di seguito sono riportati i fattori di calcolo utilizzati per raggiungere il limite di carico di un utensile.

P = Resistenza alla pressione del punzone, in tonnellate per metro quadrato

l = Distanza dalla punta dell'utensile al punto di tangenza

tra il collo e il raggio interno dell'utensile, in millimetri

T = Larghezza del collo dell'utensile nel punto tangente, in millimetri

δ = 19,98

b = Lunghezza utensile in millimetri

Formule:

Z = (b × T2)/6

P1 = (δ × Z) / l

P = √ (2 × P1)

Tonnellate per pollice = P/39,37

Tonnellate per piede = Tonnellate per pollice × 12

Figura 3

Supponendo che tu stia lavorando al centro della pressa piegatrice, incontrerai una deflessione o la flessione del letto e del pistone. Il limite medio di progettazione per la deflessione del pianale e del pistone è di 0,0015 pollici per piede tra i telai laterali.

Se l è 38,1 mm, T è 15,87 mm e b è 1.000 mm, eseguirei i calcoli come segue:

Z = (b × T2)/6

Z = (1.000 × 15,872)/6 = 41.976

P11 = (δ × Z) / l

P1 = 19,98 × 41.976 / 38,1 = 22.012

P = √ (2 × P1)

P = √(2 × 22.012) = 209 tonnellate per metro

Tonnellate per pollice = P/39,37

Tonnellate per pollice = 209/39,37= 5,308

Tonnellate per piede = Tonnellate per pollice × 12

Tonnellate per piede = 5.308 × 12 = 63.696 tonnellate per piede

Il carico totale sicuro sullo strumento descritto in questo esempio è di 63.696 tonnellate per piede. Si noti che questo calcolo si basa sulla fascia bassa, e la sicurezza rappresenta la preoccupazione maggiore. In ogni caso, sappi che questa è solo una stima della stazza carico.

Si noti inoltre che gli strumenti di tipo piallato americano sono relativamente morbidi, tra 30 e 40 Rockwell C, e i nuovi strumenti rettificati di precisione sono circa 70 HRC. Se si supera il limite di carico dell'utensile di un utensile piallato, si piegherà, scoppierà e si romperà cadrà a terra; sovraccaricare uno strumento con rettifica di precisione e lancerà schegge.

3. Calcolare il limite di tonnellaggio di affondamento

Il limite di tonnellaggio di affondamento si riferisce a ciò che serve per incorporare fisicamente i tuoi utensili nel letto o nel pistone della pressa piegatrice. Ciò considera il 'flusso di potenza' attraverso l'utensile e il tonnellaggio massimo per piede o pollice di carico. Per iniziare, dobbiamo conoscere il numero di pollici quadrati che si interfacciano tra gli utensili (sia il punzone che la matrice). Questa è la superficie terrestre, come mostrato nella Figura 2.

Per calcolare l'area del terreno, misurare la larghezza della spalla sia sul punzone che sulla matrice. Poiché ogni strumento ha due spalle, raddoppierai la misura della spalla. Infine, per ottenere l'area totale in pollici quadrati, moltiplica questo risultato per 12. Per il tonnellaggio totale, moltiplicare questo risultato per 15, un numero che rappresenta le tonnellate per piede quadrato che il materiale del pistone può sopportare prima che inizi la deformazione. Quindi moltiplichi questo risultato per un fattore di sicurezza di 0,80, riducendo il tuo limite di stazza del 20%. Per riassumere:

Superficie = (Larghezza delle spalle × 2) × 12

Tonnellate totali = Superficie terrestre × 15

Limite di tonnellaggio di affondamento = Tonnellate totali × 0,80

Ad esempio, se i tuoi strumenti hanno una larghezza della spalla di 0,350 pollici:

Superficie terrestre = (0,350 × 2) × 12

Superficie terrestre = 8,4 pollici quadrati di interfaccia

Tonnellate totali = 8,4 × 15 = 126

Limite di tonnellaggio di affondamento = 126 × 0,80 fattore di sicurezza

Limite di tonnellaggio di affondamento = 100,8 tonnellate per piede.

La stazza è troppo alta? Considera l'idea di usare spalle più grandi! Un'area più ampia sui tuoi strumenti può sopportare una pressione maggiore.

4. Calcolare il limite di carico della linea centrale della pressa piegatrice

Tutte le presse piegatrici sono progettate per il caricamento in linea centrale, ovvero per lavorare al centro della pressa. Ciò non significa che non puoi lavorare decentrato. Alcune macchine possono funzionare decentrate, altre no. Ma supponendo che tu stia lavorando nel centro della pressa piegatrice, si noterà una deflessione, ovvero la flessione del basamento e del pistone, come mostrato nella Figura 3. (Se è possibile lavorare fuori centro, soprattutto sotto il flusso di potenza dove non c'è deflessione nel pistone, incorporando il gli strumenti possono diventare un problema; vedere n. 3.)

Tutte le presse piegatrici si flettono sotto un carico normale e tale deflessione si basa sullo spessore e sull'altezza del pistone e del basamento della pressa piegatrice. La deflessione normale è la quantità a cui il pistone e il letto possono essere soggetti e che comunque ritornano alla loro posizione forma originale dopo la rimozione del carico.

Il limite di progettazione medio per la deflessione del pianale e del pistone tra i telai laterali è di 0,0015 pollici per piede. Pertanto, una pressa piegatrice con 10 piedi tra i telai laterali ha un limite consentito di deflessione del pianale e del pistone di 0,015 pollici (10 piedi). × 0,0015 pollici per piede = 0,015 pollici) al centro. Si noti che questo 0,0015 pollici. la deflessione è il massimo rialzo al centro utilizzando la bombatura media o il dispositivo di compensazione.

Figura 4

La maggior parte delle presse piegatrici sono progettate per avere una deflessione massima consentita nel pistone e nel basamento quando viene applicato un carico a pieno tonnellaggio oltre il 60% della distanza tra i telai laterali.

Tuttavia, quando il carico devia il pistone e il pianale oltre il limite di progettazione, il pistone e il pianale assumono una forma nuova e definita e non torneranno mai alla loro condizione originale. Questo si chiama ram sconvolto, dove il pistone della pressa piegatrice è permanentemente deflesso nel piano verticale, lasciando la distanza tra il pistone e il basamento maggiore al centro della macchina che alle due estremità.

Ad eccezione delle macchine molto piccole, le presse piegatrici sono progettate per avere una deflessione massima consentita del basamento e del pistone quando viene applicato un carico a pieno tonnellaggio oltre il 60% della distanza tra i telai laterali (vedere Figura 4). Esso ne consegue quindi che una pressa piegatrice da 100 tonnellate con 10 piedi tra i telai laterali si fletterà fino al limite di progettazione quando le 100 tonnellate vengono applicate su 6 piedi, divise sulla linea centrale del pistone e del basamento, senza conseguenti danni alla premere. Tuttavia, se le stesse 100 tonnellate dovessero essere distribuite su un'area inferiore a 6 piedi (72 pollici), la macchina supererebbe i limiti di deflessione progettati e danneggerebbe permanentemente il basamento e il pistone.

Seguendo il nostro esempio della pressa piegatrice da 10 piedi e 100 tonnellate, dividi 100 tonnellate per 72 pollici (ovvero il 60% della lunghezza del letto) e otterrai il tonnellaggio massimo per pollice che puoi ottenere senza superare la linea centrale limite di carico. A riassumere:

Limite di carico sulla linea centrale = Tonnellaggio nominale della macchina /

(Distanza tra i telai laterali in pollici × 0,60)

Limite di carico della linea centrale = 100/(120 × 0,60) =

1,3888 tonnellate per pollice o 16,66 tonnellate per piede

Non superare mai il limite di carico della linea centrale. Per essere assolutamente sicuri di non superare il limite di deflessione, contatta il produttore della tua pressa piegatrice e chiedi qual è il limite di carico della linea centrale per la marca e il modello specifici della tua macchina.

Conclusione

Segui questi quattro passaggi in ordine e assicurati di non superare nessuno di questi limiti. A dire il vero, ci sono altri fattori di tonnellaggio da considerare: carico decentrato, bilanciamento del carico e uso di attrezzature in uretano, solo per citarne alcuni. Ma se rivedi e utilizzi questi quattro passaggi, manterrai i carichi entro i dovuti limiti e non dovresti mai avere a che fare con una pressa piegatrice danneggiata o, peggio ancora, con schegge volanti da uno strumento che esplode.