Vraag: Ek sukkel al 'n rukkie om te verstaan hoe die buigradius (soos ek uitgewys het) in die drukwerk verband hou met die keuse van gereedskap. Ons ondervind byvoorbeeld tans probleme met sommige onderdele wat van 0.5″ A36-staal gemaak is. Ons gebruik pons met 'n deursnee van 0.5″ vir hierdie onderdele, 'n radius en 'n matrys van 4 duim. As ek nou die 20%-reël gebruik en met 4 duim vermenigvuldig, wanneer ek die matrysopening met 15% vergroot (vir staal), kry ek 0.6 duim. Maar hoe weet die operateur om 'n pons met 'n radius van 0.5″ te gebruik wanneer drukwerk 'n buigradius van 0.6″ vereis?
A: Jy het een van die grootste uitdagings genoem waarmee die plaatmetaalbedryf te kampe het. Dit is 'n wanopvatting waarmee beide ingenieurs en produksiewinkels te kampe het. Om dit reg te stel, sal ons begin met die oorsaak, die twee vormingsmetodes, en die onvermoë om die verskille tussen hulle te verstaan.
Van die koms van buigmasjiene in die 1920's tot vandag toe, het operateurs onderdele met onderbuigings of -slypwerk gegiet. Alhoewel onderbuiging die afgelope 20 tot 30 jaar uit die mode geraak het, deurdring buigmetodes steeds ons denke wanneer ons plaatmetaal buig.
Presisie-slypgereedskap het die mark in die laat 1970's betree en die paradigma verander. Kom ons kyk dus na hoe presisiegereedskap verskil van skaafgereedskap, hoe die oorgang na presisiegereedskap die bedryf verander het, en hoe dit alles verband hou met jou vraag.
In die 1920's het gietwerk verander van skyfremvoue na V-vormige matryse met bypassende ponsstukke. 'n 90-grade pons sal saam met 'n 90-grade matrys gebruik word. Die oorgang van vou na vorming was 'n groot stap vorentoe vir plaatmetaal. Dit is vinniger, deels omdat die nuut ontwikkelde plaatrem elektries aangedryf word – nie meer elke buiging met die hand gebuig word nie. Boonop kan die plaatrem van onder af gebuig word, wat die akkuraatheid verbeter. Benewens die agterste maatstawe, kan die verhoogde akkuraatheid toegeskryf word aan die feit dat die pons sy radius in die binneste buigradius van die materiaal druk. Dit word bereik deur die punt van die gereedskap op 'n materiaaldikte kleiner as die materiaaldikte toe te pas. Ons weet almal dat as ons 'n konstante binneste buigradius kan bereik, ons die korrekte waardes vir buigaftrekking, buigtoelaag, buite-verkleining en K-faktor kan bereken, ongeag watter tipe buiging ons doen.
Baie dikwels het onderdele baie skerp interne buigradius. Die vervaardigers, ontwerpers en vakmanne het geweet die onderdeel sou hou, want alles het gelyk of dit herbou is – en trouens, dit was, ten minste in vergelyking met vandag.
Dis alles goed totdat iets beters opduik. Die volgende stap vorentoe het in die laat 1970's gekom met die bekendstelling van presisie-geslypte gereedskap, rekenaar-numeriese beheerders en gevorderde hidrouliese beheermaatreëls. Nou het jy volle beheer oor die kantpers en sy stelsels. Maar die kantelpunt is 'n presisie-geslypte gereedskap wat alles verander. Al die reëls vir die produksie van kwaliteitsonderdele het verander.
Die geskiedenis van vorming is vol spronge en perke. In een sprong het ons gegaan van inkonsekwente buigradius vir plaatstang na eenvormige buigradius wat geskep is deur stampwerk, grondlaag en reliëfdruk. (Let wel: Rendering is nie dieselfde as gietwerk nie; jy kan die kolomargiewe deursoek vir meer inligting. In hierdie kolom gebruik ek egter "onderbuiging" om rendering- en gietmetodes te impliseer.)
Hierdie metodes vereis aansienlike tonnemaat om die onderdele te vorm. Natuurlik is dit in baie opsigte slegte nuus vir die kantpers, gereedskap of onderdeel. Hulle het egter vir byna 60 jaar die mees algemene metaalbuigmetode gebly totdat die bedryf die volgende stap in die rigting van lugvorming geneem het.
So, wat is lugvorming (of lugbuiging)? Hoe werk dit in vergelyking met onderste buiging? Hierdie sprong verander weer die manier waarop radiusse geskep word. Nou, in plaas daarvan om die binneste radius van die buiging te stempel, vorm die lug 'n "drywende" binneste radius as 'n persentasie van die matrysopening of die afstand tussen die matrysarms (sien Figuur 1).
Figuur 1. In lugbuiging word die binneradius van die buiging bepaal deur die breedte van die matrys, nie die punt van die pons nie. Die radius "dryf" binne die breedte van die vorm. Daarbenewens bepaal die penetrasiediepte (en nie die matryshoek nie) die hoek van die werkstukbuiging.
Ons verwysingsmateriaal is lae-allooi koolstofstaal met 'n treksterkte van 60 000 psi en 'n lugvormingsradius van ongeveer 16% van die gietgat. Die persentasie wissel na gelang van die tipe materiaal, vloeibaarheid, toestand en ander eienskappe. As gevolg van verskille in die plaatmetaal self, sal die voorspelde persentasies nooit perfek wees nie. Dit is egter redelik akkuraat.
Sagte aluminiumlug vorm 'n radius van 13% tot 15% van die matrysopening. Warmgewalste, gepekelde en geoliede materiaal het 'n lugvormingsradius van 14% tot 16% van die matrysopening. Koudgewalste staal (ons basis treksterkte is 60 000 psi) word deur lug gevorm binne 'n radius van 15% tot 17% van die matrysopening. 304 vlekvrye staal se lugvormingsradius is 20% tot 22% van die matrysgat. Weereens het hierdie persentasies 'n reeks waardes as gevolg van verskille in materiale. Om die persentasie van 'n ander materiaal te bepaal, kan jy die treksterkte daarvan vergelyk met die 60 KSI treksterkte van ons verwysingsmateriaal. Byvoorbeeld, as jou materiaal 'n treksterkte van 120 KSI het, moet die persentasie tussen 31% en 33% wees.
Kom ons sê ons koolstofstaal het 'n treksterkte van 60 000 psi, 'n dikte van 0,062 duim, en wat 'n binnebuigradius van 0,062 duim genoem word. Buig dit oor die V-gat van die 0,472-matrys en die gevolglike formule sal so lyk:
So jou binnebuigradius sal 0.075″ wees, wat jy kan gebruik om buigtoelaes, K-faktore, intrek en buigaftrekking met 'n mate van akkuraatheid te bereken, d.w.s. as jou kantpersoperateur die regte gereedskap gebruik en onderdele rondom die gereedskap ontwerp wat operateurs gebruik.
In die voorbeeld gebruik die operateur 0.472 duim. Stempelopening. Die operateur het die kantoor binnegestap en gesê: "Houston, ons het 'n probleem. Dis 0.075." Impakradius? Dit lyk asof ons regtig 'n probleem het; waar gaan ons om een van hulle te kry? Die naaste wat ons kan kry is 0.078. "of 0.062 duim. 0.078 duim. Die ponsradius is te groot, 0.062 duim. Die ponsradius is te klein."
Maar dit is die verkeerde keuse. Hoekom? Die ponsradius skep nie 'n binnebuigradius nie. Onthou, ons praat nie van onderste buiging nie, ja, die punt van die slagpen is die beslissende faktor. Ons praat van die vorming van lug. Die breedte van die matriks skep 'n radius; die pons is net 'n stootelement. Let ook daarop dat die matryshoek nie die binneradius van die buiging beïnvloed nie. Jy kan skerp, V-vormige of kanaalmatrikse gebruik; as al drie dieselfde matryswydte het, sal jy dieselfde binnebuigradius kry.
Die ponsradius beïnvloed die resultaat, maar is nie die bepalende faktor vir die buigradius nie. Nou, as jy 'n ponsradius groter as die swewende radius vorm, sal die onderdeel 'n groter radius aanneem. Dit verander die buigtoelaag, sametrekking, K-faktor en buigaftrekking. Wel, dis nie die beste opsie nie, nè? Jy verstaan – dis nie die beste opsie nie.
Wat as ons 'n gatradius van 0.062 duim gebruik? Hierdie slaag sal goed wees. Hoekom? Omdat, ten minste wanneer klaargemaakte gereedskap gebruik word, dit so na as moontlik aan die natuurlike "drywende" binneste buigradius is. Die gebruik van hierdie pons in hierdie toepassing behoort konsekwente en stabiele buiging te verseker.
Ideaal gesproke moet jy 'n ponsradius kies wat die radius van die swewende onderdeelkenmerk benader, maar nie oorskry nie. Hoe kleiner die ponsradius relatief tot die swewende buigradius, hoe meer onstabiel en voorspelbaar sal die buiging wees, veral as jy baie buig. Stempels wat te smal is, sal die materiaal frommel en skerp buigings skep met minder konsekwentheid en herhaalbaarheid.
Baie mense vra my hoekom die dikte van die materiaal slegs saak maak wanneer 'n gietvormgat gekies word. Die persentasies wat gebruik word om die lugvormingsradius te voorspel, neem aan dat die vorm wat gebruik word, 'n vormopening het wat geskik is vir die dikte van die materiaal. Dit wil sê, die matriksgat sal nie groter of kleiner wees as wat verlang word nie.
Alhoewel jy die grootte van die vorm kan verklein of vergroot, is die radiusse geneig om te vervorm, wat baie van die buigfunksiewaardes verander. Jy kan ook 'n soortgelyke effek sien as jy die verkeerde trefradius gebruik. Dus, 'n goeie beginpunt is die reël om 'n matrysopening agt keer die materiaaldikte te kies.
Ingenieurs sal op hul beste na die werkswinkel kom en met die kantpersoperateur praat. Maak seker dat almal die verskil tussen gietmetodes ken. Vind uit watter metodes hulle gebruik en watter materiale hulle gebruik. Kry 'n lys van al die pons- en matrysvorme wat hulle het, en ontwerp dan die onderdeel gebaseer op daardie inligting. Skryf dan in die dokumentasie die pons- en matrysvorme neer wat nodig is vir die korrekte verwerking van die onderdeel. Natuurlik kan jy versagtende omstandighede hê wanneer jy jou gereedskap moet aanpas, maar dit behoort die uitsondering eerder as die reël te wees.
Operateurs, ek weet julle is almal pretensieus, ek was self een van hulle! Maar die dae is verby toe jy jou gunsteling stel gereedskap kon kies. Om egter voorgeskryf te word watter gereedskap om vir onderdeelontwerp te gebruik, weerspieël nie jou vaardigheidsvlak nie. Dis maar net 'n feit van die lewe. Ons is nou van niks gemaak nie en sit nie meer slap nie. Die reëls het verander.
FABRICATOR is die toonaangewende tydskrif vir metaalvorming en metaalbewerking in Noord-Amerika. Die tydskrif publiseer nuus, tegniese artikels en gevallestudies wat vervaardigers in staat stel om hul werk doeltreffender te doen. FABRICATOR bedien die bedryf sedert 1970.
Volledige digitale toegang tot The FABRICATOR is nou beskikbaar, wat jou maklike toegang gee tot waardevolle bedryfshulpbronne.
Volledige digitale toegang tot Tubing Magazine is nou beskikbaar, wat jou maklike toegang gee tot waardevolle bedryfshulpbronne.
Volledige digitale toegang tot The Fabricator en Español is nou beskikbaar, wat maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne bied.
Myron Elkins sluit aan by The Maker-podsending om te praat oor sy reis van klein dorpie na fabriekssweiser ...
Plasingstyd: 4 September 2023