Premere le basi della piegatura del freno come evitare una curva affilata

Domanda: in primo luogo, lasciami dire che mi è piaciuto leggere i tuoi articoli e libri relativi alla formazione di una teoria. Ho applicato i principi che hai trattato nei negozi per cui ho lavorato.

Di recente ho iniziato con un OEM diverso per aiutare con il suo dipartimento di fabbricazione. Usiamo 304 acciaio inossidabile quasi il 95 percento delle volte. Ho lavorato con la qualità e l'ingegneria per far fronte ai nostri tavoli di curvatura, quindi le nostre parti usciranno corrette la prima volta, entro uno 0,0100 pollici. varianza per curva. Ho raccolto dati dai nostri fornitori sulla massima resistenza alla trazione e la resistenza alla snervamento e le tabelle composte con medie da applicare alle formule per prevedere meglio le lunghezze del bianco. Il nostro problema è che la punta del pugno sembra immergersi nel nostro materiale inossidabile.

Utilizzando utensili in stile americano, noi ad aria da 0,075 pollici di 0,075 in. Die apertura, dandoci uno 0,117 pollici approssimativi. galleggiato all'interno del raggio. Abbiamo provato a usare il naso da punzonatura da 0,125 pollici, ma il nostro bianco cresce ancora di più. Siamo anche saliti a 0,625 pollici. Apertura del dado, principalmente per ridurre i requisiti di tonnellaggio, ma non abbiamo visto alcuna differenza evidente su quanto la parte sia lontana da ciò che inizialmente abbiamo calcolato.

Presumo che potremmo essere una forte flessione usando il nostro 0,062 pollici. Puntare il raggio della punta e quindi superare la tonnellata di punzonatura del materiale. Dove sarebbe un buon punto di partenza per risolvere questo problema?

Risposta: Tutto ciò che hai appena dichiarato è coerente con la teoria della formazione dell'aria. Qui entrano in gioco tre fattori: flessione acuta, regola del 20 percento e raggio del naso.

Cominciamo con la curva acuta, o, mentre lo metti, con il naso a pugno "immersi nel materiale e pieghettando il centro del raggio.

Una curva affilata non è una curva minima del raggio. Una curva minima-radius è il raggio più piccolo che può essere flagato libero in forma d'aria. Qualsiasi raggio di naso di punzone inferiore al raggio minimo "si immergerà " al centro della curva.

Una curva affilata amplificherà le variazioni all'interno del materiale che causano il cambiamento dell'angolo di curvatura da parte all'altra. Questi includono differenze di spessore, direzione del grano, nonché di resistenza e resistenza alla trazione. Una curva affilata è causata da tre cose: i limiti di stress da taglio del metallo, l'area terrestre in cui viene applicata la forza di tonnellaggio e la tonnellaggio totale necessaria per piegare il pezzo su una determinata apertura.

Per scoprire dove diventa acuta la curva, come chiamiamo il valore acuto, abbiamo adottato una formula di tonnellaggio di punzonatura standard alla flessione. Per i nostri scopi, lo chiameremo la tonnellata penetrante poiché ci dice quanta forza è necessaria per la punta del pugno per perforare e piegare il materiale, che, ovviamente, vogliamo evitare. La formula non si adatta perfettamente e i risultati sono solo un'approssimazione, ma funziona abbastanza bene per essere molto utile nel negozio Fab.

Prima di arrivare alla formula, tuttavia, dobbiamo determinare l'area terrestre, l'area di contatto iniziale tra la punta del punzone e il materiale. Nelle colonne passate, abbiamo usato il raggio di punzone per calcolare quest'area di contatto. Questo ti avvicina abbastanza per molte applicazioni, ma in verità questo non riflette ciò che sta realmente accadendo durante una curva d'aria.

Se ricordi dalla geometria del liceo, un raggio è metà del diametro di un cerchio, ed è proprio quello che è alla fine di una punta di punzonatura. Se dovessi misurare l'area curva nella parte inferiore di una punta di punzonatura da 0,062 pollici, non sarebbe uguale a 0,062 pollici. L'area curva equarebbe invece la porzione di una circonferenza o di una lunghezza dell'arco. Estendi la curva a un cerchio, dividi a metà il diametro di quel cerchio e otterresti 0,062 pollici, il raggio della punta del punzone.

Ancora una volta, usare il raggio di punzone per calcolare la tonnellata perforata funziona abbastanza bene. Ma per prevedere il tonnellaggio perforato in modo più accurato, dobbiamo trovare la lunghezza dell'arco e non solo qualsiasi lunghezza dell'arco, ma la lunghezza dell'arco che fa il contatto iniziale con un materiale al momento della flessione.

Troviamo la lunghezza dell'arco determinando i gradi di contatto che la punta di punzonatura fa prima che il metallo inizi a piegarsi, come mostrato nella Figura 1. Questo può variare notevolmente. Alcuni materiali iniziano a piegarsi immediatamente dopo pochi gradi di contatto; Altri materiali iniziano a piegarsi solo dopo molti altri gradi di contatto. La matematica per determinare questo diventa molto complesso, quindi per i nostri scopi qui useremo 20 gradi di contatto come costante.

Incorporando i gradi di contatto e il raggio del pugno (R) nella seguente equazione, determiniamo la lunghezza dell'arco e, in definitiva, l'area del terreno totale:

Lunghezza dell'arco = 2πr × (gradi di contatto/360)

Area terrestre = lunghezza dell'arco × lunghezza della curva

Ora è sulla formula di tonnellaggio perforato. Si noti che la formula originale ha una variabile chiamata fattore di taglio per tenere conto delle dimensioni e della forma del materiale. Per i nostri scopi, supponiamo che il materiale sia piatto, che ha un fattore di taglio di 1.0. Ciò non influisce sul nostro risultato, quindi l'abbiamo omesso dall'equazione. Ancora una volta, sebbene questa formula non sia perfetta per questa applicazione, è abbastanza vicina per le nostre esigenze per trovare i valori necessari:

Tonnellaggio per tracorsa = area terrestre × Spessore del materiale × 25 × Fattore materiale

La costante "25 " deriva dal factoring nella resistenza dei comuni gradi di acciaio delicato nel momento in cui la formula è nata, quindi la necessità dei valori dei fattori materiali (vedere la Figura 2). I fattori materiali regolano la tonnellaggio da abbinare alla resa del materiale corrente e ai valori di trazione.

Ora che abbiamo il tonnellaggio perforato, dobbiamo calcolare la tonnellata di formazione necessaria per piegare il pezzo. Lo facciamo trovando il punto in cui il metallo entra nel suo stato di plastica, si piega e rimane piegato. Questo punto è dove la resa è "rotta " nel materiale. Si noti che questo non è lo stesso dei carichi di formazione nella parte inferiore della corsa in un funzionamento di fondo o di coniazione. I calcoli del tonnellaggio di fondo e conio sono nella migliore delle ipotesi solo ipotesi in quanto sono molto dipendenti dall'operatore.

La seguente equazione, in cui MT è lo spessore del materiale, risolve il valore di tonnellaggio in cui la resa si rompe, dandoci la tonnellaggio per pollice di cui abbiamo bisogno per la formazione del materiale. E come per la tonnellaggio perforato, dobbiamo incorporare un fattore materiale, come mostrato nella Figura 2. Se non vedi il materiale con cui stai lavorando, puoi semplicemente dividere la resistenza alla trazione del materiale in base alla resistenza alla trazione del nostro materiale di base , Acciaio dolce da 60.000 psi.

Formazione di tonnellaggio per pollice = {[(575 × MT2) /Die Apertura /12]} × Fattore materiale

Il tonnellaggio perforato ci dà una stima di quanta forza ci vorrà per uno strumento per perforare, piegare e "immergersi nella linea di curvatura. Per evitare di piegare la curva, è necessario assicurarsi che il tonnellaggio perforato sia più del tonnellaggio di formazione per pollice. In questo modo, il materiale resisterà alla pressione del piercing dalla punta del punzone.

Ora siamo pronti a eseguire i calcoli. Si noti che nel seguente, tutti i valori di dimensione sono in pollici. Inoltre, non hai menzionato una lunghezza di piega, quindi per questo esempio, useremo solo una lunghezza di piega di 12 pollici.

Tipo di materiale e resistenza alla trazione = acciaio inossidabile da 90 ksi

Fattore materiale = 90 ksi/60 ksi = 1,5

Lunghezza piega = 12 pollici.

Morire apertura = 0,500 pollici.

Raggio di pugno = 0,062 in.

Lunghezza dell'arco = 2πr × (gradi di contatto/360)

Lunghezza dell'arco = 2 × 3.1415 × 0,062 × (20/360) = 0,021 pollici.

Area terrestre = lunghezza dell'arco × lunghezza piega

Area terrestre = 0,021 × 12 = 0,252 in.

Tonnellaggio perforato = area terrestre × mt × 25 × fattore materiale

Tonnellaggio per tracorsa = 0,252 × 0,075 × 25 × 1,5 = 0,708 tonnellate

Formando tonnellaggio per pollice = [(575 × MT2)/apertura stampo/12] × fattore materiale

Formando tonnellaggio per pollice = [(575 × 0,0752) / 0,500 / 12] × 1,5 = 0,808 tonnellate

Come puoi vedere, il tonnellaggio di formazione per pollice è 0,808, mentre la tonnellata perforata è 0,708. Il tonnellaggio richiesto per formare supera la capacità del materiale di resistere alla forza di piercing!

Ma aspetta, ce ne sono di più

Confronta ciò che accade con le tre diverse aperture di dapi che rientrano nel raggio di spessore del materiale da 6 a 8 volte. La nostra tonnellaggio penetrante rimane costante, a 0,708 tonnellate, ma guarda cosa succede alla tonnellaggio di formazione:

Formando lo spessore L (MT) = 0,074 in.

0,375 pollici. morire apertura = 1,078 tonnellate per pollice

0,500 pollici. morire apertura = 0,808 tonnellate per pollice

0,625 pollici. morire apertura = 0,646 tonnellate per pollice

Nota cosa succede quando si apri la larghezza della matrice da 0,500 a 0,625 pollici. La pressione per la forma è ora inferiore alla tonnellaggio per Pierce. Ciò significa che la punta del pugno non dovrebbe più essere "immergersi " al centro della curva e la curva non dovrebbe più essere in una relazione "tagliente" con il materiale.

Non solo, ma come hai notato, il raggio interno è cambiato proprio come dovrebbe. Questa è la regola del 20 percento al lavoro. Nella tua nota, hai indicato che stavi raggiungendo un raggio interno galleggiato di 0,117 pollici oltre uno 0,500 pollici. V muori. La regola del 20 percento afferma che per 304 inossidabili con una resistenza alla trazione Ultimate (UTS) di 85.000 PSI, il raggio galleggiato dovrebbe variare tra il 20 e il 22 percento dell'apertura della matrice. Abbastanza sicuro, il 22 percento di 0,500 è 0,110 pollici, le inesattezze di misurazione e il fatto che stai lavorando con il materiale UTS di 90.000 PSI spiegherebbe le discrepanze minori. Il tuo materiale ha un raggio di piega interno pari al 23 percento dell'apertura della matrice.

Sulla base di tutto ciò, il raggio interno derivante dalla formazione di uno 0,625 pollici. L'apertura del dado dovrebbe essere 0,143 in. (0,625 × 0,23 = 0,143 in.) E non dovresti avere segni visibili di piega sulla linea di curvatura. Allo stesso tempo, la tonnellata di formazione è scesa da 0,808 a 0,646 tonnellate per pollice.

La migliore scelta di raggi punch

Lo 0,125 pollici. Il raggio di pugno aumenterà il raggio di curvatura interno sia in 0,375 e 0,500 pollici. morire aperture. Questo perché il raggio del naso punch è più grande del radio presente naturale nel materiale e, quando ciò accade, la parte tende ad assumere il valore del naso più grande. Quando hai un raggio più grande, ottieni una detrazione a curva più grande e ottieni una parte diversa.

D'altra parte, il raggio del naso più grande del pugno non influirà sul raggio di piega o la detrazione della piega nello 0,625 pollici. morire. Il naso a punch a 0,125 pollici è inferiore al raggio naturale di 0,143 pollici?

La migliore strategia in questa situazione è quella di utilizzare un raggio del naso a pugno il più vicino possibile al raggio naturale senza superare quel valore, a meno che, ovviamente, si pianifica proprio fuori dal cancello e incorpora il raggio maggiore e piega le detrazioni nel tuo calcoli.

Standardizza il tuo utilizzo dello strumento

L'hai detto quando si passa a uno 0,625 pollici. muori hai visto "nessuna differenza evidente " in fino a che punto la parte è dai tuoi calcoli iniziali. Ciò che c'è dietro dipende da quali fossero quei calcoli iniziali, inclusa la lunghezza della curva (questo esempio presuppone una lunghezza della piega da 12 pollici). Indipendentemente da ciò, quando si cambia l'apertura del dado, si cambia il raggio e la detrazione della curva. Ricorda, quando la flessione dell'aria, una nuova apertura del dado cambia efficacemente tutto.