Co dělá na ohraňovacím lisu ostrý vzduch

Otázka: Našel jsem váš článek o pravidlu 63 procent užitečné. Ve svém článku uvedete příklad ohýbání oceli o tloušťce 1⁄4 palce s různými poloměry děrování.

Rozhodl jsem se hrát s formulací trochu a použil jsem 20-kalibrovanou ocel válcovanou za studena s průměrem 1⁄32 palců pro mé výpočty. Jedná se o skvělou kombinaci materiálu a materiálu, ale podle toho, jak chápu váš článek, není to proto, že by moje tonáž byla menší než tonáž potřebná k vytvoření.

Například plocha pozemku je 0,375 palce ve stopě, vynásobená tloušťkou materiálu 0,036 palce, a pak násobena 25. To nám dává 0,388 tuny na nohu děrování tonáže. Podle mého ohýbacího diagramu to trvá 3,1 tuny na stopu, aby se vytvořila ocel válcovaná za studena 0,036 palce za studena s tloušťkou 0,25 palce. V zemřít. Znamená to, že pro tenké materiály budete vždy vytvářet příkop a ztrácet konzistenci a stabilitu ohybu? Nebo používám vaše výpočty nesprávně?

Jediným faktorem, kterému nerozumím, je to, odkud 25 pochází z vašeho vzorce. Týká se to tloušťky materiálu nebo konstanty? Chtěl bych toto téma dobře pochopit, protože chci znát hlubší teorii toho, co dělám na ohraňovacím lisu.

Odpověď: Jste na správné cestě, ale musíme objasnit několik bodů. Začněme od začátku. Za prvé, co představuje 63 procent? To je odhadované procento tloušťky materiálu, při kterém se ohyb mění z minimálního vnitřního poloměru na ostrý ohyb. To je založeno na ASTM A36 mírně válcované oceli s pevností v tahu 60 KSI. Ten materiál je jako cesta na silnici. To je základní materiál, na kterém jsou založeny naše výpočty.

Tvorba vzduchu je naší základní metodou tváření. Proč? Je to způsobeno nízkými tonážemi ve srovnání s dnovou výplní nebo razením a nyní se stává převládající metodou tváření. Spodní a výplň se zásadně liší od tváření vzduchu, protože poloměr je „vyrazen“ spíše než „plovoucí“ přes otvor v zápustce, jako je tomu u tvarování vzduchu.

Všimněte si, že 63 procent je pravidlem, a stejně jako u každého takového pravidla budou i výjimky. To, co skutečně určuje bod, ve kterém je ohyb zatočený ostrý, je vztah mezi poloměrem nosu razníku, požadovanou tonáží a pevností v tahu materiálu.

Procházky po schodech

Projdete příkladem a vytvoříte 0.036-in. ocel válcovaná za studena s 1⁄32-in. přes 0,25 palce. šířka zápustky. S těmito informacemi v ruce je prvním krokem určení tonáže nebo tonáže požadované pro ohnutí obrobku:

[575 × (Tloušťka materiálu) 2] / Šířka zápichu = tuny na stopu (575 × 0,001296) / 0,25 = 2,9 tuny na stopu pro vytvoření materiálu

To je docela blízko k 3,1 tunám na stopu, kterou jste našli v grafu.

Krok dva, určíme rozlohu půdy. Toto je rozhraní mezi vaším 1⁄32-in. nos a povrch materiálu.

Plocha půdy = poloměr razníku × 12

Plocha půdy = 0,03125 × 12 = 0,375

Krok tři, určíme děrovací tonáž nebo pronikavou tonáž. Hledáme minimální sílu potřebnou k propíchnutí povrchu materiálu. V situaci děrování je to místo, kde by se překlopení zastavilo a začalo stříhání. Pro naše účely při ohýbání ohraňovacího lisu je vysekávací tonáž bodem, ve kterém špička lisovací brzdy začíná pronikat a ohýbat povrch materiálu. K tomuto účelu používáme standardní vzor pro výpočet tonáže použitý pro proces děrování, který zahrnuje násobitel materiálu, jak je znázorněno na obrázku 1.

Na rozdíl od formování tonáže, děrovací tonáž ve skutečnosti používá 50 000 PSI-pevnost v tahu jako základní materiál (jak je popsáno níže). To vyžaduje, abychom použili násobitel materiálu, což nám dává tonáž o něco vyšší, než jste původně vypočítali:

Hmotnost děrování = Plocha půdy × Tloušťka materiálu × 25 × násobitel materiálu

Hmotnost děrování = 0,375 × 0,036 × 25 × 1,2 = 0,405 tun

Bez ohledu na to je správné říci, že se jedná o ostrý ohyb; to vyžaduje více tonáže k formě než k propíchnutí, a změny v úhlu ohybu a rozměr budou výsledek. Z let osobní zkušenosti, mohu vás ujistit, že pokud jste skutečně vzduch tvořící s 1⁄32-in-radius punč v 0,036-in-tlustý materiál, zažíváte nějaké úrovni úhlové variace.

To, co zde popisuji, není v rozporu s moderní teorií ani s příčinami variací, které se objevují v procesu tváření. Po vytvoření je rýha jednoduše, pro nedostatek lepšího popisu, zesilovač nesrovnalostí v materiálu, jako jsou změny směru zrnitosti, tvrdosti a tloušťky. Tyto a podobné proměnné jsou příčinou úhlových změn od obrobku k obrobku.

Konstanta

Odkud tedy pochází 25 z tohoto vzorce? Je to konstanta, která představuje průměrnou pevnost ve smyku 50 KSI mírně za studena válcované oceli. Chcete-li citovat nástroj Tooling Around the World, publikace Wilson Tool z února 2013:

Děrovací síla (US ton): Plocha půdy × Tloušťka × 50 000 lbs./in.2 ÷ 2000 lbs./ton

Plocha půdy × Tloušťka x 25 nebo Děrovací síla (tuna):

Plocha půdy × Tloušťka × 345 N / mm2 ÷ 9,806,65 N / t

Obvod × Tloušťka × 0,0352

Vzhledem k tomu, že tato 50-KSI měkká ocel byla kdysi nejpoužívanějším materiálem, stala se materiálem, ve kterém byly všechny ostatní porovnávány, jako například nerezová ocel. Pevnost v tahu korozivzdorné oceli je asi 75 000 lbs / in.2 (nebo 518 N / mm2). Nerezová ocel bude ve srovnání s měkkou ocelí trvat 1,5 krát více síly než smyku.

Vezměte prosím na vědomí, že tonáž, která má zlomit povrch materiálu, je pouze poměrně přesným odhadem, protože tento vzorec nebyl určen pro použití lisovacích brzd. Čísla jsou však pro naše účely dostatečně blízko.

Sharp Bends

Měli byste se ocitnout s ostrým ohybem - který je vaším příkladem - je nejlepší se tomu vyhnout. Pokud je to možné, vyhněte se ostrému ohybu, aby se vaše ohyby staly konzistentnějšími a stabilnějšími od obrobku po obrobek.

To znamená zvýšení poloměru na nose úderu do bodu, kdy propichovací prostor (který také nazýváme propichující tonáž) překročí tvarovací prostor.

Tenký materiál a dno

Jak jsme již řekli, projdeme poslední dva odstavce s použitím údajů, které jsou již vypočteny z vaší otázky. Za prvé, když pracujeme na tomto měřítku, existuje velmi jemná čára mezi tvarováním vzduchu, ohýbáním dna a razením - ve většině případů několik tisícin palce. To by mohlo znamenat, že pokud jsou vaše ohyby stabilní, je pravděpodobnost, že se ohýbáte na dně.

Ve formování vzduchu je váš vnitřní poloměr založen na procentu šířky zápustky (otvoru), kterou označuji jako „pravidlo 20%“ - pouze název, protože procenta se liší podle typu materiálu. Pro náš základní materiál, ASTM A36, je tato hodnota 16%.

Tento koncept, který je všeobecně přijímán, znamená, že pro 0.250 in. Šířka zápustky, vnitřní plovoucí poloměr bude 16% této šířky nebo 0,040 palce. poloměr nosníku, 0,040 palce, bude vnitřní poloměr ohybu.

Naše teorie také uvádí a naše data potvrdila, že tonáž potřebná k vytvoření (2,9 tun) byla větší než tonáž potřebná k propíchnutí povrchu materiálu (0,405 tuny). To znamená, že i když je poloměr děrování a tloušťka materiálu přibližně tak blízko „1-na-1“, jak je dosaženo, 1⁄32-in. nos děrování stále ohýbá vnitřní poloměr ohybu, i když ve velmi malém měřítku a v bodě velmi blízko k poloměru nosu. Takže pro všechny záměry a účely zesiluje materiální proměnné.

Jak velký musí být poloměr děrování, aby se zabránilo rýhování? Chcete-li zjistit, můžete udělat malý matematický pokus a chybu s vzorcem tonáže, nahrazením hodnoty poloměru děrování větší hodnotou, dokud vytěsňovací tonáž nepřesáhne formovací tonáž:

Hmotnost děrování = (Poloměr děrování × 12) × Tloušťka materiálu × 25 × Materiálový faktor

V tomto případě by minimální vnitřní poloměr pro vaši původní otázku byl 0,2238 v .:

Hmotnost děrování = 0,2238 × 12 × 0,036 × 25 × 1,2 = 2,9 tun na stopu

Vytvoření tonáže = (575 × 0,001296) / 0,25 = 2,9 tuny na stopu

Pravděpodobně byste to neudělali a držte se tohoto příkladu pomocí 0.032-in. poloměr nosu. Tak co pro tebe to potom dělá? Ne moc. To jednoduše vysvětluje, proč někdy, když ohýbáte tento základní vztah mezi tloušťkou materiálu a poloměrem 1: 1, můžete stále mít dramatické výkyvy v úhlu ohybu spíše než mít stabilní úhly, které bychom normálně očekávali od ohybu.

Měkký materiál

Pamatujte si, že tvarování je založeno na ASTM A36 60-KSI za studena válcované oceli. Pokud má materiál odlišnou pevnost v tahu, je třeba použít materiál.

Podívejme se na další příklad, který obsahuje silnější a měkčí hliník řady O: tloušťka 0,125 palce s pevností v tahu 13 KSI.

Prvním krokem je nalezení materiálového faktoru pro formovací tonáž. Tuto hodnotu odhadneme vydělením její hodnoty tahem hodnotou 60 KSI našeho základního materiálu: 13/60 = 0,21 nebo 21 procent. V tomto případě budeme používat 0.984-in. šířka zápustky.

Všechny tyto tři hodnoty jsou pak vloženy do našeho základního výpočtu tonáže takto:

{[575 × (Tloušťka materiálu) 2] / Šířka zápustky} × Materiálový faktor = Tonáž na nohu [(575 × 0,015625) / 0,984] × 0,21 = 1,917 tun na stopu

Teď je to na tonáž. Počínaje 0.125-in. poloměr špičky nosníku, nejprve vypočítáme hodnotu plochy pozemku a poté tonáž. Protože tento materiál není uveden na obrázku 1, vypočítáme násobitel porovnáním s naší základnou 60 KSI: 13 KSI / 60 KSI = 0,21. Víme, že začneme naše výpočty.

Plocha půdy = poloměr razníku × 12

Plocha půdy = 0,125 × 12 = 1,5

Hmotnost děrování = Plocha půdy × Tloušťka materiálu × 25 × násobitel materiálu

Hmotnost děrování = 1,5 × 0,125 × 25 × 0,21 = 0,984 tun

Tak to bude trvat přibližně 0,984 tun děrovací síly, aby se začalo rozbíjet povrch materiálu. To vše ukazuje, jak vztah mezi poloměrem nosu razníku, šířkou zápustky a pevností v tahu materiálu určuje, kde dochází k „ostrému ohybu“. V tomto příkladu schopnost povrchu materiálu odolávat síle, která na něj působí, končí na 0,984 tun. Pokud byste pak měli aplikovat 1,917 tun tlaku potřebného k vytvoření materiálu s vypočtenou plochou půdy, chystáte se dílek oříznout.

Dále, vezmeme-li v úvahu, že ostré ohyby jsou funkcí materiálu a nikoliv poloměru špičky, vypočítáme minimální vnitřní poloměr pro daný kus materiálu. Jak jsme to udělali v předchozím příkladu, nejprve provedeme několik matematických problémů s pokusem a chybou, které nahradí vnitřní poloměr postupně větší hodnotou, dokud tonáž, která má být vytvořena, není menší než tonáž pro propíchnutí materiálu.

V tomto měkkém materiálu zjistíme, že to není, dokud nedosáhneme hodnoty poloměru 0,250 in., Že získáme náš minimální vnitřní poloměr ohybu.

Plocha půdy = poloměr razníku × 12

Plocha půdy = 0,250 × 12 = 3,0

Piercing tonáž = Plocha půdy × Tloušťka materiálu × 25 × násobitel materiálu

Nosnost propichu = 3,0 × 0,125 × 25 × 0,21 = 1,968

S 0.250 in. poloměr, tonáž nebo síla potřebná k propíchnutí povrchu je 1,968 tun, na základě plochy pozemku. Množství pro vytvoření materiálu je 1,917 tun, což znamená, že nedojde k žádnému propíchnutí nebo ztenčení materiálu.

Nyní jsme zjistili, že 0,250 palce je minimální poloměr ohybu. Co je tedy přirozeně vznášející se vnitřní poloměr pro tento ohyb vzduchu? Pro ohyby, ve kterých se poloměr blíží k ostrému ohybu, obvykle odhadujeme plovoucí poloměr jako procento šířky zápustky, podle pravidla 20%, přičemž 16% z oceli válcované za studena válcované za studena 60 KSI je naší základní linií. Srovnáním našich 13-KSI materiálů se základní linií bude toto procento pouze asi 3 procenta, což činí náš odhadovaný plovoucí poloměr opravdu velmi malý a podstatně menší, než kde se ohyb otočí.

V tomto případě vypočítáme plovoucí poloměr založený na našem principu, kde se ohyb otáčí ostrý - na 63% tloušťky materiálu naší základní 60-KSI měkké oceli. Opět platí, že toto procento bude mnohem nižší pro náš měkký materiál 13 KSI. Vzhledem k tomu, že materiál je mnohem měkčí, nese mnohem menší vnitřní poloměr, než by měl náš základní materiál, stejně jako by nerez měl větší vnitřní poloměr v dílu.

Abychom to zjistili, provedeme porovnání s naším základním materiálem: 13 KSI / 60 KSI = 0,21; 0,21 × 0,63 = 0,1332. Jinak řečeno, 13 KSI je 21 procent 60 KSI a 21 procent naší základní hodnoty 63 procent je 13 procent. Takže podle toho je minimální poloměr 13 procent našich 0,984-in. otvor: 0,984 × 0,13 = 0,127 in.

Tento odhad je menší než naše dříve vypočtené 0,250 in .; a jak jsme dříve počítali, jakýkoliv poloměr, který je menší než 0,250 palce, by způsobil, že náš hrot razníku pronikne a zmačká tento měkký materiál před jeho vytvořením. V tomto případě bychom zvolili větší hodnotu „minimum“ 0,250-in. rádius pro výpočet našich srážek. S poloměrem nosu razníku 0,250 palce, aby se zabránilo rýhování a vytvoření ostrého ohybu, bude materiál trvat na větším poloměru nosu razníku, méně faktoru odpružení nebo mírném otevření úhlu a poloměru, jak je materiál uvolněn z tlaku.

Při práci s ostrými ohyby při tváření vzduchu je třeba použít minimální hodnotu poloměru pro výpočty přípustných ohybů (BA) a pro výpočet srážky (BD). Proč? Protože pokud použijete nesprávnou hodnotu poloměru - například jakýkoli poloměr špičky děr menší než minimální vnitřní poloměr - vaše výpočty budou vypnuty.