Approfondimenti di stampaggio a pressare La flangia di ritorno diventa profonda

Le parti fabbricate in lamiera vanno dal semplice al molto complesso. La maggior parte dei disegni è relativamente semplice e consente di produrli con semplici sequenze di piegatura e utensili comunemente disponibili.

Tuttavia, mentre il CAD può catturare un numero apparentemente illimitato di idee creative, non tutte possono essere tradotte in lamiera stampata. I progetti più impegnativi vanno di pari passo con le maggiori capacità di presse piegatrici, software per macchine, software di progettazione e utensili. Ad esempio, il software di simulazione della piegatura e macchinari moderni ora rendono molto più complesse le configurazioni di piegatura graduale, incoraggiando i progettisti di parti a combinare due o più componenti saldati in precedenza in una parte di lamiera formata e spesso piuttosto complicata.

Cosa rende complesso un design di parti per la formazione? La risposta non è sempre ovvia. Infatti, le parti con geometrie apparentemente complesse potrebbero essere semplici da formare, mentre una scatola dall'aspetto standard potrebbe presentare importanti ostacoli alla flessione. Molti di questi hanno a che fare con le sfide del back gauge. Tuttavia, altri riguardano l'interferenza degli strumenti e problemi di manipolazione delle parti. La forte collaborazione tra il progettista di pezzi, il personale di produzione e gli operatori di macchine rende queste sfide molto più facili da superare.

Un design comune, ingannevolmente semplice può essere trovato su varie parti attraverso l'industria di fabbricazione. Sembra semplice, ma senza la giusta strategia di formazione, infatti, rende difficile o impossibile per un operatore eseguire l'intera sequenza di piega. Questo elemento di design è la profonda flangia di ritorno.

Definire le variabili

Una flangia di ritorno profonda viene creata quando una seconda curva viene prodotta vicino alla prima curva; inoltre, la lunghezza della flangia di ritorno è maggiore o uguale alla flangia creata dalla seconda piega (vedere la Figura 1). Ciò fa in modo che la prima piega torni ad arco verso la seconda linea di piegatura. In questa situazione, una simulazione di piega rivelerebbe la prima linea di piega che attraversa la linea centrale del punzone. Ovviamente quella flangia iniziale colliderebbe con un punzone dritto standard.

Perché fare una parte con una profonda flangia di ritorno, in primo luogo? Ha a che fare con il design piatto bianco, che guida l'accuratezza delle parti, l'adattamento, la complessità dell'assemblaggio a valle e, in definitiva, i tempi e i costi di produzione. Una flangia di ritorno profonda spesso consente agli ingegneri di realizzare un disegno da uno spazio piatto anziché da diversi pezzi che devono essere assemblati.

Le variabili per la formazione della flangia di ritorno profondo abbondano, compresa l'altezza aperta disponibile per gli utensili nella corsa del freno della pressa; capacità di stazza della macchina; se ulteriori pieghe sul pezzo interferiscono o entrano in collisione con la flangia di ritorno profonda; se il bianco piatto è prodotto correttamente; e, non ultimo, buone pratiche di sicurezza. Altre variabili primarie comprendono il tipo e lo spessore del materiale che si sta formando, la lunghezza della parte e gli strumenti disponibili.

Quanto può essere profonda una flangia di ritorno? Per rispondere a questa domanda, valutare ciascuna applicazione ponendo altre due domande: Gli strumenti disponibili hanno abbastanza spazio per la parte da formare? In tal caso, gli strumenti resisteranno alla forza applicata a loro?

Per rispondere alla prima domanda, fare riferimento alla grafica comunemente disponibile nei cataloghi degli strumenti. In alcuni casi, è possibile importare un file DXF dello strumento stesso nel software di progettazione, in cui è possibile verificare se è possibile produrre la piega. Questi file DXF possono anche essere importati nella maggior parte dei controller della pressa piegatrice.

Per rispondere alla seconda domanda, è necessario calcolare la quantità di tonnellaggio richiesta dal lavoro, quindi confrontarla con le informazioni sul tonnellaggio massimo fornite dal produttore della pressa piegatrice e dal fornitore di utensili. Steve Benson, noto esperto in curvatura e collaboratore regolare di questa rivista, offre la seguente formula per la flessione dell'aria (tutte le unità sono in pollici):

Tonnellaggio per flessione aria AISI 1035, basato su resistenza a trazione 60.000-PSI = {[575 × (spessore materiale2)] / larghezza stampo / 12} × lunghezza curva

È inoltre possibile utilizzare i calcolatori della forza di piegatura ad aria forniti da fornitori di utensili per presse piegatrici online e su applicazioni per smartphone, nonché tabelle trovate nei cataloghi di utensili per presse piegatrici. La maggior parte delle presse piegatrici hanno attaccato cartelli con queste informazioni.

The Gooseneck Punch

Si consideri un telaio da 14 per 14 pollici e 1,5 pollici di altezza, progettato per supportare un oggetto che è 12 per 12 per 12 pollici. Ciò potrebbe essere fatto con una superficie piana e 1,5 pollici. gambe saldate in posizione, o potrebbe essere fatto da un pezzo formato con profonde flange di ritorno incorporate nel progetto (vedi Figura 2). Questo semplifica e rafforza la parte, riduce i tempi di produzione, elimina i requisiti di assemblaggio e riduce i costi. Tuttavia, un operatore non è riuscito a farlo con un punzone standard senza che la flangia di ritorno entrasse in collisione con lo strumento durante la seconda piega. Lo spazio non è lì.

Un punzone a collo di cigno può fornire tale spazio (vedi figure 3 e 4). Questo strumento consente all'operatore di formare la seconda curva senza che la flangia di ritorno entri in collisione con l'utensile. I fornitori di utensili producono molti profili a collo d'oca standard e la maggior parte offre anche profili personalizzati. Il design consente alla flangia di ritorno profonda di estendersi oltre la mezzeria dell'utensile, garantendo uno spazio sufficiente per la corretta formazione del metallo.

rilievi

Un rilievo è una modifica dello strumento che consente a una flangia di ritorno profonda di spostarsi in un'area in cui il corpo del punzone sarebbe altrimenti. Pensa ad un sollievo come una tacca, con materiale scolpito nel corpo del punzone (vedi Figura 5).

I rilievi non dovrebbero ridurre in modo significativo l'integrità strutturale dello strumento. I produttori di utensili normalmente li progettano utilizzando curve a raggio ampio progettate per ridurre al minimo lo stress locale possibile.

Finestra

Questa modifica dello strumento consente a una flangia di ritorno profonda di passare completamente attraverso una finestra che è stata tagliata nel corpo del punzone. La finestra di solito è sovradimensionata rispetto alla flangia per consentire l'eliminazione. Anche i grandi raggi agli angoli della finestra aiutano a ridurre lo stress sul punzone (vedere figure 6 e 7).

Windows non dovrebbe mai compromettere la forza dello strumento. Sono realizzati al meglio da produttori di utensili che eseguono i calcoli per garantire che lo strumento soddisfi i requisiti dell'applicazione senza comprometterne l'integrità strutturale.

L'operatore del freno deve posizionare correttamente la parte prima dell'inizio del ciclo di piega. La flangia deve essere in grado di formare liberamente dentro e attraverso la finestra senza contatto con nessun ostacolo. L'operatore deve anche essere in grado di sganciare la parte dalla finestra e rimuoverla dall'area di piegatura. Ciò richiede ancora una forte collaborazione tra design e produzione.

Bend Sequencing

Fare una singola curva è una cosa. Fare molti su una parte è qualcos'altro interamente. È qui che entra in gioco il sequenziamento della piega.

Quali curve dovrebbero essere le prime e quando si dovrebbe effettuare la flangia di ritorno profonda? La geometria della parte guida la sequenza di piegatura, motivo per cui non esiste una regola empirica. In alcuni casi, l'operatore piega la flangia di ritorno profonda all'inizio della sequenza; in altri casi, è alla fine. Come lo saprai?

Considera una scatola in cui le curve adiacenti si intersecano l'una con l'altra. Con le flange di ritorno profonde, un punzone con le corna (vedere la Figura 8) non si estenderà abbastanza profondamente per raggiungere la linea di piegatura senza che il corpo del punzone interferisca con le pieghe adiacenti. Indipendentemente dalla sequenza di piegatura, l'operatore scoprirà che durante la formazione di queste pieghe, le flange di ritorno adiacenti si scontreranno con il corpo del punzone.

Per affrontare questa sfida, è possibile modificare la parte in bianco con un rilievo a taglio sega o laser prodotto da un laser o una punzonatrice. Questo crea un taglio lungo la linea di piegatura nell'area esatta in cui lo strumento non può piegare il materiale.

Nel nostro esempio di box corrente, posizionando un taglio sulla sinistra e sulla destra della curva si crea effettivamente una linea di piegatura più corta, il che significa che l'operatore può usare una sezione di perforazione più corta che non interferirà con le flange di ritorno.

Ma cosa succede se il disegno del pezzo non consente di posizionare tagli di sollievo lungo la linea di piegatura? In questo caso, è possibile creare una depressione preforma o rilievo di una linea o di un solco. Segue esattamente lungo la linea di piegatura nello stesso punto e per la stessa lunghezza del rilievo di taglio. Il solco indebolisce il materiale ma non lo separa o lo fora (vedi Figura 9).

Il materiale indebolito offre ancora una certa resistenza durante il ciclo di piega, ma non una quantità significativa. Ciò consente nuovamente all'operatore del freno di utilizzare una sezione utensile più corta che non interferisce con le flange di ritorno.

Per creare la depressione o la goffratura delle preforme, è possibile utilizzare una punzonatrice con uno strumento di rilievo universale che può contenere più spessori di materiale o uno strumento di rilievo dedicato progettato per uno spessore specifico del materiale. Quale scegliere dipende dai requisiti dell'applicazione e dalla qualità della superficie del materiale richiesta dalla progettazione della parte. Questi strumenti sono disponibili sia per le applicazioni di upbending che di downbending.

Informazioni sulla collaborazione

Creare una strategia di formazione efficace richiede una buona comunicazione. L'operatore della pressa può eseguire l'intera sequenza di piegatura senza che gli strumenti e le flange formate in precedenza entrino in collisione? E l'operatore può manipolare in modo efficiente la parte durante la piegatura e rimuoverla dallo strumento una volta completamente formato?