Ciò che rende un'aria piegata sulla pressa piegatrice

Domanda: ho trovato utile il tuo articolo sulla regola del 63 percento. Nel tuo articolo, fornisci l'esempio di piegatura dell'acciaio spesso 1/4 pollici con diversi raggi di punzonatura.

Ho deciso di giocare un po 'con la formula e ho usato un acciaio laminato a freddo calibro 20 con un punzone da 1/32 di raggio per i miei calcoli. Questa è una combinazione di grande impatto e materiale, ma in base al modo in cui comprendo il tuo articolo, non è perché il mio tonnellaggio di punzonatura è inferiore al tonnellaggio richiesto per formare.

Ad esempio, l'area territoriale è di 0,375 pollici in un piede, moltiplicata per uno spessore del materiale di 0,036 pollici e quindi moltiplicata per 25. Questo ci dà un tonnellaggio di punzonatura di 0,338 tonnellate per piede. Secondo la mia tabella di piegatura, ci vogliono 3,1 tonnellate per piede per formare acciaio laminato a freddo con spessore di 0,036 pollici con uno 0,25 pollici. V morire Questo significa che per i materiali sottili creerai sempre un fossato perdendo consistenza e stabilità? O sto usando i tuoi calcoli in modo errato?

L'unico fattore che non capisco è da dove viene il 25 nella tua formula. E 'collegato allo spessore del materiale o una costante? Mi piacerebbe capire bene questo argomento, perché voglio conoscere la teoria più profonda dietro ciò che faccio su una pressa piegatrice.

Risposta: siete sulla strada giusta, ma dobbiamo chiarire alcuni punti. Quindi iniziamo dall'inizio. Innanzitutto, cosa rappresenta il 63 percento? Questa è la percentuale stimata dello spessore del materiale a cui la curva passa dal raggio interno minimo a una curva netta. Questo è basato su acciaio dolce laminato a freddo ASTM A36 con una resistenza alla trazione di 60 KSI. Quel materiale è al centro della strada. Questo è il materiale di base su cui si basano i nostri calcoli.

La formazione di aria è il nostro metodo di formazione di base. Perché? È a causa del basso tonnellaggio coinvolto rispetto al fondo o al conio e sta diventando il metodo prevalente di formazione. Il fondo e il conio sono fondamentalmente diversi dalla formazione di aria in quanto il raggio è "stampato" piuttosto che "fluttuato" attraverso l'apertura dello stampo, come nella formazione di aria.

Nota che il 63 percento è una regola empirica e, come in ogni regola, ci saranno delle eccezioni. Ciò che determina veramente il punto in cui una curva diventa acuta è la relazione tra il raggio del naso del punzone, il tonnellaggio richiesto per formare e la resistenza alla trazione del materiale.

Camminando attraverso i gradini

Passando attraverso il tuo esempio, stai formando 0.036-in. acciaio laminato a freddo con un 1/32 di pollice. pugno oltre un 0,25-in. morire di larghezza. Con queste informazioni in mano, il primo passo è determinare il tonnellaggio di formatura o il tonnellaggio richiesto per piegare il pezzo:

[575 × (spessore materiale) 2] / Larghezza stampo = tonnellate per piede (575 × 0,001296) / 0,25 = 2,9 tonnellate per piede per formare il materiale

Questo è abbastanza vicino alla cifra di 3,1 tonnellate per piede che hai trovato nel grafico.

Passo due, determiniamo l'area di terra. Questa è l'interfaccia tra il tuo 1/32 pollici. naso pugno e la superficie del materiale.

Area terrestre = raggio di punzatura × 12

Superficie terrestre = 0,03125 × 12 = 0,375

Fase tre, determiniamo il tonnellaggio di punzonatura o il tonnellaggio del piercing. Stiamo cercando la forza minima necessaria per perforare la superficie del materiale. In una situazione di punzonatura, questo è il punto in cui il rollover si ferma e inizia la tosatura. Per i nostri scopi nella piegatura della pressa piegatrice, il tonnellaggio della punzonatura è il punto in cui la punta del punzone del freno della pressa inizia a penetrare e sgualcisce la superficie del materiale. Per questo, usiamo una formula di calcolo del tonnellaggio standard utilizzata per il processo di punzonatura, che incorpora un moltiplicatore di materiale, come mostrato nella Figura 1.

A differenza del tonnellaggio di formatura, il tonnellaggio di punzonatura utilizza effettivamente un materiale di resistenza alla trazione di 50.000-PSI come linea di base (come descritto più avanti). Questo ci impone di utilizzare un moltiplicatore di materiale, dandoci un tonnellaggio di punzonatura leggermente superiore a quello calcolato in origine:

Quantità di punzonatura = area di terra × spessore del materiale × 25 × moltiplicatore di materiale

Quantità di punzonatura = 0,375 × 0,036 × 25 × 1,2 = 0,405 tonnellate

Indipendentemente da ciò, è corretto dire che si tratta di una curva acuta; richiede più tonnellaggio per formare che perforare, e le variazioni nell'angolo di piegatura e nella dimensione saranno il risultato. Da anni di esperienza personale, posso assicurarti che se si sta veramente formando aria con un punzone con raggio di 1/32 di pollice in materiale spessa 0,036 pollici, si verifica una variazione angolare di livello.

Quello che sto descrivendo qui non è né incoerente con la teoria moderna né la causa principale delle variazioni che compaiono nell'operazione di formazione. Una volta creata, la piega è semplicemente, per mancanza di una descrizione migliore, un amplificatore delle incongruenze all'interno del materiale, come variazioni nella direzione della grana, durezza e spessore. Queste e simili variabili sono la causa principale delle variazioni angolari dal pezzo in lavorazione al pezzo.

La costante 25

Quindi da dove vengono i 25 in questa formula? È una costante che rappresenta la resistenza media al taglio del 50 ° acciaio dolce laminato a freddo KSI. Per citare Tooling Around the World, una pubblicazione Wilson Tool di febbraio 2013:

Forza di punzonatura (tonnellata U.S.): area di terra × spessore × 50.000 lbs./in.2 ÷ 2.000 lbs./ton

Area terrestre × Spessore x 25 o Forza di punzonatura (tonnellata):

Area terrestre × Spessore × 345 N / mm2 ÷ 9.806,65 N / t

Perimetro × Spessore × 0,0352

Poiché questo acciaio dolce 50-KSI era una volta il materiale più comunemente utilizzato, divenne il materiale a cui erano stati confrontati tutti gli altri, come l'acciaio inossidabile. La resistenza a trazione dell'acciaio è di circa 75.000 libbre / in 2 (o 518 N / mm 2). Rispetto all'acciaio dolce, l'acciaio richiederà una forza di taglio pari a 1,5 volte maggiore.

Si prega di notare che il tonnellaggio per rompere la superficie del materiale è solo una stima ragionevolmente precisa, in quanto questa formula non era destinata alle presse piegatrici. Tuttavia, i numeri sono abbastanza vicini per i nostri scopi.

Curve taglienti

Se ti ritrovi con una curva acuta, che è il tuo esempio, è meglio evitarlo. Evitare una curva acuta quando possibile renderà le piegature più consistenti e stabili dal pezzo in lavorazione al pezzo in lavorazione.

Fare ciò significa aumentare il raggio sul naso del punzone fino al punto in cui il tonnellaggio di perforazione (che chiameremo anche il tonnellaggio del piercing) supera il tonnellaggio di formatura.

Materiale sottile e fondo

Detto questo, percorriamo gli ultimi due paragrafi utilizzando i dati già calcolati dalla tua domanda. In primo luogo, quando si lavora su questa scala, nella maggior parte dei casi vi è una linea molto sottile tra la formazione di aria, la flessione in basso e la coniatura (alcuni millesimi di pollice). Questo potrebbe significare che se le tue curve sono stabili, le probabilità sono che ti stai piegando in basso.

Nella formazione di aria, il raggio interno si basa e si sviluppa come percentuale della larghezza dello stampo (l'apertura), che io definisco la "regola del 20 percento" - solo un titolo, poiché le percentuali variano a seconda del tipo di materiale. Per il nostro materiale di base, ASTM A36, tale valore è del 16 percento.

Essendo universalmente accettato, questo concetto significa che per 0,250 pollici. Larghezza del dado, il raggio interno flottato sarà del 16 percento di quella larghezza o di 0,040 pollici. Quindi, a meno che non si stia toccando il valore 0.032-in. raggio di punta del pugno, 0,040 in. sarà il raggio interno della curva.

Ma la nostra teoria afferma anche che i nostri dati hanno confermato che il tonnellaggio richiesto per formare (2,9 tonnellate) era maggiore del tonnellaggio richiesto per perforare la superficie del materiale (0,405 tonnellate). Ciò significa che anche se il raggio del punzone e lo spessore del materiale sono vicini a "1-a-1", 1/32-in. il naso del pugno sta ancora piegando il raggio interno della curva, anche se su una scala molto piccola e in un punto molto vicino al raggio sul naso del pugno. Quindi, a tutti gli effetti, sta amplificando le variabili materiali.

Quindi quanto deve essere grande il raggio del punzone per evitare una piega? Per scoprirlo, è possibile eseguire un piccolo test ed errore matematico con la formula del tonnellaggio di punzonatura, sostituendo il valore del raggio del punzone con un valore maggiore finché il tonnellaggio non supera il tonnellaggio di formatura:

Quantità di punzonatura = (raggio di punzatura × 12) × spessore del materiale × 25 × fattore materiale

In questo caso, il raggio interno minimo per la tua domanda originale sarebbe 0,2238 in .:

Carico di punzonatura = 0,2238 × 12 × 0,036 × 25 × 1,2 = 2,9 tonnellate per piede

Costituzione del tonnellaggio = (575 × 0,001296) / 0,25 = 2,9 tonnellate per piede

Realisticamente, probabilmente non lo faresti e continuerai a formare questo esempio usando 0.032-in. raggio del naso. Quindi cosa fa questo per te allora? Non tanto. Spiega semplicemente perché a volte quando si piega questa fondamentale relazione spessa-raggio del materiale 1 a 1, si possono comunque avere oscillazioni drammatiche nell'angolo di piega piuttosto che avere gli angoli stabili che normalmente ci si aspetterebbe da una curva all'altra.

Materiale morbido

Ricorda, la formatura del tonnellaggio si basa sull'acciaio ASTM A36 60-KSI laminato a freddo. Se un materiale ha una diversa resistenza alla trazione, è necessario incorporare un fattore materiale.

Diamo un'occhiata a un altro esempio che incorpora un alluminio O-Series più spesso e più morbido: 0,125 pollici di spessore con una resistenza alla trazione di 13 KSI.

Il primo passo è trovare il fattore materiale per la formula del tonnellaggio di formatura. Valuteremo questo valore dividendo il suo valore di tensione per il valore 60-KSI del nostro materiale di base: 13/60 = 0,21 o 21 percento. In questo caso, useremo un 0.984 pollici. morire di larghezza.

Tutti e tre questi valori vengono quindi inseriti nei nostri calcoli di tonnellaggio di base come segue:

{[575 × (spessore del materiale) 2] / Larghezza dello stampo} × Fattore materiale = Stazza per piede [(575 × 0,015625) / 0,984] × 0,21 = 1,917 Tonnellate per piede

Ora tocca al tonnellaggio. A partire da 0,125 pollici. raggio di punta, calcoliamo prima il valore dell'area del terreno e poi il tonnellaggio. Poiché questo materiale non è elencato nella Figura 1, calcoliamo il moltiplicatore confrontandolo con la nostra linea di base 60-KSI: 13 KSI / 60 KSI = 0,21. Sapendo questo, iniziamo i nostri calcoli.

Area terrestre = raggio di punzatura × 12

Superficie = 0,125 × 12 = 1,5

Quantità di punzonatura = area di terra × spessore del materiale × 25 × moltiplicatore di materiale

Carico di punzonatura = 1,5 × 0,125 × 25 × 0,21 = 0,984 tonnellate

Quindi ci vorranno circa 0,984 tonnellate di forza di punzonatura per iniziare a rompere la superficie del materiale. Tutto ciò mostra come la relazione tra il raggio del naso del punzone, la larghezza dello stampo e la resistenza alla trazione del materiale determini dove si verifica una "curva acuta". In questo esempio, la capacità della superficie del materiale di resistere alla forza applicata a esso termina a 0,984 tonnellate. Se poi dovessi applicare le 1.917 tonnellate di pressione richieste per formare il materiale con l'area terrestre calcolata, creerai la parte.

Successivamente, tenendo presente che le curve strette sono una funzione del materiale e non del raggio del naso, calcoliamo il raggio interno minimo per il nostro pezzo di materiale. Come abbiamo fatto nell'esempio precedente, per prima cosa eseguiamo diversi problemi matematici di prova ed errore, sostituendo il raggio interno con un valore progressivamente più grande fino a quando il tonnellaggio da formare non è tanto il tonnellaggio da perforare il materiale.

In questo materiale morbido, scopriamo che non è possibile raggiungere il raggio minimo di curvatura di 0,250 pollici.

Area terrestre = raggio di punzatura × 12

Area terrestre = 0,250 × 12 = 3,0

Stazza perforante = Superficie territoriale × Spessore materiale × 25 × Moltiplicatore materiale

Stazza perforante = 3,0 × 0,125 × 25 × 0,21 = 1,968

Con uno 0,250 pollici. raggio, la stazza o la forza richiesta per perforare la superficie è di 1.968 tonnellate, in base all'area terrestre. La stazza per formare il materiale è di 1.917 tonnellate, il che significa che non si verificherà piercing o assottigliamento del materiale.

Ora abbiamo determinato che 0.250 in. È il raggio di curvatura minimo. Quindi, qual è il raggio naturale fluttuato all'interno di questa curva d'aria? Per curve in cui il raggio non si sta avvicinando a una curva stretta, di solito stimiamo il raggio flottante come percentuale della larghezza dello stampo, secondo la regola del 20 percento, con il 16 percento di acciaio laminato a freddo a 60 KSI come linea di base. Confrontando il nostro materiale 13-KSI con la linea di base, tale percentuale sarà solo del 3 percento circa, rendendo il nostro raggio fluttuante stimato molto piccolo, e significativamente inferiore a quello in cui la curva diventa nitida.

In questo caso, calcoliamo il raggio fluttuante in base alla nostra regola empirica su dove la curva diventa nitida, con il 63 percento dello spessore del materiale del nostro acciaio dolce 60-KSI di base. Ancora una volta, la percentuale sarà molto più bassa per il nostro materiale 13-KSI morbido. Poiché il materiale è molto più morbido, porterà un raggio interno molto più piccolo rispetto a quello del nostro materiale di base, così come l'acciaio avrebbe un raggio interno più ampio nella parte.

Per determinarlo, eseguiamo un confronto con il nostro materiale di base: 13 KSI / 60 KSI = 0,21; 0,21 × 0,63 = 0,1323. In altre parole, 13 KSI è il 21 percento di 60 KSI e il 21 percento del nostro basale 63 percento è il 13 percento. Quindi, secondo questo, il raggio minimo è del 13 percento del nostro 0,984 pollici. die apertura: 0,984 × 0,13 = 0,127 pollici.

Questa stima è inferiore al nostro 0,250 in. Calcolato in precedenza; e come abbiamo calcolato in precedenza, qualsiasi raggio inferiore a 0,250 pollici potrebbe far penetrare la punta del nostro pugno e piegare questo materiale morbido prima di formarlo. In questo caso, sceglieremmo il valore "minimo" 0.250-in. raggio per calcolare le nostre deduzioni di piega. Con un raggio di punta di 0,250 pollici, per evitare la formazione di pieghe e una curva netta, il materiale assumerà il raggio più grande del naso del punzone, meno il fattore di ritorno elastico o la leggera apertura dell'angolo e del raggio quando il materiale è rilasciato dalla pressione.

Quando si lavora con curve strette nella formazione di aria, è necessario utilizzare il valore del raggio minimo per il calcolo della tolleranza di piegatura (BA) e della deduzione di curva (BD). Perché? Perché se si utilizza un valore di raggio errato, ad esempio un raggio di punta inferiore al raggio interno minimo, i calcoli saranno disattivati.