Previsione del raggio interno durante la piegatura con la pressa piegatrice

Prevedere il raggio non è mai accurato al 100%, ma questo è quanto di meglio si possa ottenere

Puoi utilizzare alcune regole pratiche comuni per prevedere il raggio di curvatura interno durante la formazione di aria e i risultati che ottieni sono generalmente abbastanza vicini, ma con l'aiuto di alcuni calcolatori online, puoi avvicinarti ancora di più.

Figura 1

Molte volte durante la formatura non stiamo formando un vero raggio, ma piuttosto una parabola.

Se negli ultimi mesi avete seguito la nostra discussione sul raggio di curvatura e sulla sua origine, bentornati. In ogni caso, vediamo quanto è profonda questa tana del coniglio.

Negli articoli precedenti ho discusso le varie regole pratiche che gli operatori utilizzano in officina per portare a termine il lavoro. Queste regole possono avvicinare la previsione del raggio di curvatura interno, ma puoi avvicinarti ancora di più.

Che differenza fa?

Consideriamo una situazione tipica in cui si utilizza la regola del 20%, secondo la quale un raggio piegato in aria si forma come percentuale dell'apertura dello stampo, dal 20 al 22% per l'acciaio inossidabile e circa il 16% per l'acciaio laminato a freddo 60-KSI, la nostra materiale di base.

Supponiamo che tu stia piegando un morbido alluminio 13-KSI con un 0,984 pollici. larghezza dello stampo e un punzone con raggio di 0,032 pollici. Proprio come punto di partenza, si calcola che il raggio di curvatura interno al 16% dell'apertura dello stampo sia 0,157 pollici, anche se questo è per 60 KSI materiale, quindi dovrai adattarti al tipo di materiale. Nel frattempo, quando calcoli per vedere se la curva diventerà brusca, scopri che il raggio minimo prima del tuo 0,032 pollici. il punzone inizia a piegare la linea di piegatura è 0,172 pollici. Infine, esegui una curva di prova, solo per scoprire che il raggio effettivo è 0,170 pollici.

Hai lo 0,157 pollici. raggio calcolato dalla regola del 20%, quindi hai 0,172 pollici. raggio dai calcoli della curva stretta. Si tratta di una differenza nel raggio di 0,015 pollici. Non molto, dici? In questo caso, la differenza quando applicata alla detrazione della piega può raggiungere 0,009 pollici per piega.

Hai mai costruito una parte con quattro flange laterali con altre quattro flange lungo la parte superiore, solo per scoprire che un angolo risulta perfetto, due angoli sono leggermente soddisfacenti e uno sembra semplicemente orribile? Perché succede questo? UN un piccolo errore nella detrazione della piega causato da discrepanze nei calcoli del raggio di curvatura interno fa una grande differenza se si desiderano parti perfette fin dalla prima volta.

Il cuore di ogni operazione di piegatura è il raggio interno della piega. Se è possibile calcolare la detrazione della piega in base ai risultati effettivi, la precisione è assicurata. L'unico difetto di questa teoria è che molte volte durante la formazione non lo siamo formando un vero raggio. La forma che stai formando potrebbe essere una parabola, una curva speculare simmetrica, generalmente a forma di U se orientata come mostrato nella Figura 1. E il raggio finale che ottieni è il risultato del ritorno elastico.

Effetti del ritorno elastico

Quindi, come possiamo prevedere il raggio interno più accurato e la corretta detrazione della curvatura? Per raggiungere questo obiettivo manualmente, la matematica entra in profondità, quindi non ci andrò. Piuttosto, utilizzeremo semplicemente due diversi web-based calcolatrici.

Il primo è su www.harsle.com. Fare clic su Il calcolatore completo dell'arco circolare. Si noti che l'etichetta Larghezza dell'arco nel calcolatore è uguale alla larghezza della fustella e l'Angolo sotteso dall'arco è uguale all'angolo di piega incluso.

Assicurati che le impostazioni delle dimensioni della calcolatrice siano corrette per i dati che stai utilizzando: pollici, piedi, millimetri, ecc. Tieni presente che quando facciamo clic su Invio, le risposte che otteniamo sono puramente matematiche e non sono state prese in considerazione per il resistenza alla trazione del materiale.

Figura 2

Come mostrato in questo calcolo tratto dal Calcolatore completo dell'arco circolare su www.harsle.com, all'aumentare dell'angolo di piega incluso, aumenta anche il raggio (altezza dell'arco).

L'informazione che stiamo cercando sul calcolatore è l'altezza dell'arco, che equivale al raggio di curvatura esterno. Troviamo un valore per la nostra linea di base, acciaio laminato a freddo da 60 KSI, 0,125 pollici di spessore, utilizzando un diametro di 0,984 pollici. larghezza dello stampo. Per favore tieni presente che stiamo parlando della formazione di aria, quindi l'angolo dello stampo non farà alcuna differenza; può essere un canale, acuto o V die. È la larghezza che conta.

Innanzitutto, inseriamo l'angolo rilassato: i 90 gradi che vogliamo raggiungere.

Valori immessi

Angolo sotteso dall'arco (incluso l'angolo di piega): 90 gradi

Larghezza dell'arco (larghezza dello stampo): 0,984 pollici.

Valore calcolato

Altezza dell'arco (raggio di curvatura esterno): 0,20379 pollici.

Questi calcoli, però, non tengono conto del ritorno elastico. Per il nostro esempio, utilizzeremo un valore di 1 grado per il ritorno elastico, che si verifica quando abbiamo una relazione approssimativa di 1 a 1 tra lo spessore del materiale e il raggio di curvatura interno. Dopo il punzone rilascia la pressione di formatura, il materiale ritorna indietro di 1 grado, quindi per compensare, ora utilizziamo un angolo di piegatura di 89 gradi incluso. Utilizzando nuovamente il calcolatore completo dell'arco circolare su harsle.com, inseriamo quanto segue:

Valori immessi

Larghezza dell'arco (larghezza dello stampo): 0,984 pollici.

Angolo sotteso dall'arco (incluso l'angolo di piega): 89 gradi

Valore calcolato

Altezza dell'arco (raggio di curvatura esterno): 0,201 pollici.

Ora prendiamo il valore dell'altezza dell'arco per il nostro nuovo angolo di piega e lo inseriamo nella seguente formula:

Altezza dell'arco – (2 × Spessore materiale2) = Raggio interno

0,201 – (2 × 0,01562) = Raggio di curvatura interno

0,201 – 0,031 = 0,170 pollici. Raggio di curvatura interno

Si noti che questo approccio all'altezza dell'arco è diverso dall'approccio adottato nella colonna Nozioni di base sulla piegatura del mese scorso, quando abbiamo utilizzato la lunghezza dell'arco. Il mese scorso abbiamo calcolato un raggio interno in base alla larghezza dell'apertura dello stampo; questa volta noistai utilizzando un raggio specifico.

Il mese scorso abbiamo calcolato un raggio di 0,136 pollici e proprio ora abbiamo calcolato il raggio interno utilizzando un metodo diverso e abbiamo ottenuto 0,170 pollici, una differenza di 0,034 pollici. Inoltre, se utilizzassimo la regola del 20% (di nuovo, per 60-KSI acciaio laminato a freddo (il raggio è calcolato in circa il 16% della larghezza dello stampo), calcoleremo un raggio interno di 0,157 pollici, a metà strada tra le due misurazioni precedenti. Questi sono tutti modi diversi in cui un raggio può farlo essere calcolato, con risultati leggermente diversi. Ma sì, la tana del coniglio diventa più profonda!

Parabola e curve strette

Se utilizzi un valore del raggio del punzone uguale o inferiore al raggio minimo di curvatura stretta per l'aria che forma una parte, non creerai più un raggio nella parte (per maggiori informazioni sulle curve strette, creerai invece una parabola . Sei in effetti tirando una lunghezza d'arco diversa nell'apertura dello stampo.

Per prevedere come si formerà questa parabola possiamo ricorrere ad un altro calcolatore online:

inseriamo il raggio esterno e la larghezza della matrice per trovare la lunghezza dell'arco della parabola. Il valore di Altezza in questo calcolatore online è equivalente al raggio di piegatura esterno, mentre il valore di Larghezza è equivalente alla larghezza della fustella:

Valori immessi

Altezza: (raggio esterno): 0,201 pollici.

Larghezza (larghezza dello stampo): 0,984 pollici.

Valore calcolato

Lunghezza dell'arco: 1,0845 pollici.

Qui la profondità della parabola (o altezza dell'arco) è 0,201 pollici e la lunghezza dell'arco per la parabola è 1,0845 pollici. Ricorda questi valori. Tornando ora al calcolatore completo dell'arco circolare su www.harsle.com, inseriamo la lunghezza dell'arco a 1,0845 pollici e la larghezza dello stampo a 0,984 pollici.

Valori immessi

Lunghezza dell'arco: 1,0845 pollici.

Larghezza dell'arco (larghezza dello stampo): 0,984 pollici.

Valori calcolati

Altezza dell'arco (raggio di curvatura esterno): 0,195 pollici.

Angolo sotteso dall'arco

(angolo di piega incluso): 86,679 gradi

Quando lo fai, vedrai che l'altezza dell'arco (cioè il raggio esterno) è 0,195 pollici, leggermente inferiore a 0,201 pollici. raggio esterno rispetto al calcolatore precedente, che non teneva conto dell'effetto parabola. Conoscere ciò si può tranquillamente affermare che il raggio interno diminuisce quando si forma una parabola, cosa che avviene quando si utilizza un raggio del punzone inferiore al raggio minimo di curvatura. Si noti che la parabola richiede anche un maggiore angolo di piegatura per essere prodotta l'angolo di piegatura rilassato desiderato; siamo passati da un angolo di piega incluso di 89 a 86,68 gradi, ulteriori 2,32 gradi di ritorno elastico. Si noti inoltre che il raggio interno della parte non sarà inferiore al raggio della punta del punzone.

Angoli e raggi di curvatura

Ricordare che qualsiasi modifica del raggio comporta una modifica dell'angolo di piega. Se inseriamo la larghezza della fustella e l'angolo di piega incluso su www.harsle.com, otteniamo i risultati mostrati nella Figura 2.

I risultati mostrano che quando si forma l'aria, il raggio diminuisce con l'angolo di piega incluso (curve strette escluse).

Questa relazione angolo di piega/raggio si ferma ad angoli inclusi inferiori a 28 gradi inclusi (152 gradi complementari), sebbene l'angolo incluso minimo possa essere maggiore in materiali con ritorno elastico significativo.

Ciò è vero in parte perché l'angolo minimo del punzone della pressa piegatrice è di 28 gradi inclusi. Detto questo, continuare a chiudere la curva oltre i 28 gradi inclusi comporterà una qualche forma di appiattimento. Il raggio sarà schiacciato fino a quando viene raggiunto l'angolo di piega desiderato o viene completata un'operazione di orlatura. (Come breve nota a margine, per un orlo chiuso il raggio è zero e la detrazione della piegatura viene calcolata come percentuale dello spessore del materiale: 43% in condizioni perfette condizioni, sebbene sia un'operazione molto dipendente dall'operatore.)

Fattorizzazione per la resistenza alla trazione

Nell'esempio precedente, per effettuare i calcoli abbiamo utilizzato 1 grado di ritorno elastico. Per l'acciaio dolce laminato a freddo da 60 KSI, il valore medio del ritorno elastico è pari o inferiore a 1 grado. E gli altri materiali?

Per questo, possiamo prevedere il ritorno elastico con un ragionevole grado di precisione utilizzando la seguente formula, che richiede di convertire tutti i valori in parametri. Tieni presente che la previsione del ritorno elastico non è mai accurata al 100%. Tuttavia, queste formule fare un buon lavoro.

[(Raggio interno in millimetri/2)/

Spessore del materiale in millimetri] × Fattore di trazione

Fattore di trazione = resistenza alla trazione del materiale in PSI/60.000

Innanzitutto, calcoliamo il ritorno elastico come se stessimo lavorando con il nostro materiale di base 60-KSI con un raggio di curvatura interno di 0,170 pollici:

[(Raggio interno in millimetri/2)/

Spessore del materiale in millimetri] × Fattore di trazione

Spessore del materiale: 0,125 pollici × 25,4 = 3,175 mm

Raggio di curvatura interno: 0,170 pollici × 25,4 = 4,318 mm

(4.318/2) /3.175

2.159 mm /3.175 mm = 0,68 gradi di ritorno elastico

In questo esempio, arrotonderemo a 1 grado. Possiamo quindi applicare il fattore di trazione per l'acciaio inossidabile 88-KSI 304.

Fattore di trazione = resistenza alla trazione del materiale in PSI/60.000

88.000/60.000 = 1,466666

1,0 gradi × 1,466666

Questo ci dà 1,46 gradi per l'acciaio inossidabile 88-KSI 304. Arrotondando per eccesso, questo ci dà 1,5 gradi di ritorno elastico stimato con un rapporto 1 a 1 tra il raggio interno e lo spessore del materiale.

Torniamo alla calcolatrice

Ora che puoi stimare il ritorno elastico con un ragionevole livello di precisione, puoi compensarlo. Per determinare l'angolo necessario per compensare il ritorno elastico, sottrai semplicemente il valore del ritorno elastico se stai lavorando angoli di piega inclusi o aggiungi quel valore se stai utilizzando angoli di piega complementari. Il calcolatore dell'arco circolare su www.harsle.com funziona con gli angoli di piega inclusi (di nuovo, etichettati come Angolo di arco sotteso).

Una volta che conosci il raggio interno, ovvero il raggio interno effettivo che apparirà nel pezzo finito, puoi inserire il valore del raggio nelle formule di piegatura (vedi barra laterale).

Conclusione, per ora

Prevedendo correttamente il raggio interno, possiamo calcolare con precisione le detrazioni di piegatura. Dei diversi modi in cui è possibile prevedere il raggio interno, nessuno è perfetto, ma questo è quanto di meglio si possa immaginare. Tuttavia, la flessione ha troppe variabili per raggiungere una precisione del 100%.

È inoltre fondamentale con la formatura dell'aria che l'ingegnere o il programmatore informi il tecnico sui set di strumenti attorno ai quali è stata progettata ogni piega. Inoltre, il tecnico deve rendersi conto dell'assoluta importanza del loro utilizzo strumenti per ottenere parti di qualità.

Il prossimo mese tratteremo come calcolare il raggio interno delle curve in cui la relazione tra il raggio interno e lo spessore del materiale diventa molto grande: la curva a raggio profondo. Le piegature ad ampio raggio hanno problemi con l'angolo della matrice, matrice larghezza, rotture multiple e, ovviamente, quantità molto grandi di ritorno elastico.

La tana del coniglio ha ancora molta strada da percorrere, ma ne vale la pena.

Una revisione delle formule di piegatura

Queste formule per la tolleranza di piega, l'arretramento esterno e la detrazione di piega sono consolidate e ciascun valore può essere utilizzato in modi diversi per calcolare il layout piatto della parte.

Formule

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

× Gradi di piega complementari

OSSB = [Tangente (grado di angolo di piegatura/2)]

× (Mt + Rp)

BD = (OSSB × 2) – BA

Chiave

Rp = Raggio della punta del punzone (fondo)

o il raggio interno flottato (formazione d'aria)

Mt = Spessore del materiale

BA = tolleranza di piegatura

BD = detrazione della piega

OSSB = Battuta esterna

0,017453 = π/180

0,0078 = fattore K × π /180

Fattore K = 0,446