Stisknutím základny ohýbání brzdy: Jak se vyhnout ostrému ohybu

Jak zabráníte ostrému ohybu? Analyzujte tonáž

Vaše operace lisování brzdy dává záhybku podél vnitřního poloměru ohybu. Jak tomu zabráníte? Ujistěte se, že síla potřebná k pronikání materiálu je více než síla potřebná k jeho vytvoření.

Obrázek 1

Kruh představuje údernou špičku a červená oblast ukazuje stupně kontaktu, který špička vytváří právě když se kov začne ohýbat,

jak je reprezentováno tečkovanou čarou. To se liší, ale pro naše účely můžeme použít konstantu 20 stupňů.

Otázka: Nejprve mi dovolte říci, že jsem si užil čtení vašich článků a knih souvisejících s teorií formování. Použil jsem zásady, které jste zakryli v obchodech, pro které jsem pracoval.

Nedávno jsem začal s jiným OEM, abych pomohl s jeho výrobním oddělením. Používáme 304 nerezové oceli téměř 95 procent času. Pracoval jsem s kvalitou a inženýrstvím, abych se vyžehl naše ohybové stoly, takže naše díly vyjde správně poprvé, v rámci 0,0100-in. rozptyl na ohyb. Shromáždil jsem data od našich dodavatelů na maximální pevnosti v tahu a výnosové síle a složené tabulky s průměry, abych se mohl vztahovat na vzorce, aby se lépe předpovídaly délky prázdných. Naším problémem je, že se zdá, že se tip punchu potápí do našeho nerezového materiálu.

Pomocí nástroje v americkém stylu jsme ohýbali 0,075-in.-tyck, 90-kssi nerezová ocel s 0,062-in.-radius punch nos a 0,500-in. Otevření zemřít a dávat nám přibližné 0,117-in. vznášel se uvnitř poloměru. Zkusili jsme použít punčový nos 0,125-in.-Radius, ale naše polotovary roste ještě více. Dokonce jsme šli na 0,625-in. Otevření smrti, hlavně pro snížení požadavků na tonáž, ale neviděli jsme žádný znatelný rozdíl v tom, jak daleko je část od toho, co jsme původně vypočítali.

Předpokládám, že můžeme být ostré ohýbání pomocí našeho 0,062-in. Poloměr špičky úderu a tím přesahujícím tonáž materiálu. Kde by byl dobrý výchozí bod k vyřešení tohoto problému

Odpovědět: Všechno, co jste právě uvedli, je v souladu s teorií formování vzduchu. Do hry se objevují tři faktory: ostré ohýbání, pravidlo 20 procent a poloměr punčového nosu.

Začněme ostrým ohybem - nebo, jak to říkáte, nechme punčový nos "ponořit se do materiálu a zmačkat střed poloměru.

Ostrý ohyb není ohyb minimálního radiusu. Ohyb minimálního radiusu je nejmenší poloměr, který lze volně plodit ve vzduchové formě. Jakýkoli poloměr nosu úderu menší než minimální poloměr bude do středu ohybu ponořit.

Ostrý ohyb zesiluje variace v materiálu, který způsobí, že se úhel ohybu změní z části na část. Patří mezi ně rozdíly v tloušťce, směru zrn, stejně jako výnos a pevnost v tahu. Ostrý ohyb je způsoben třemi věcmi: limity smykového napětí kovu, oblast půdy, kde je aplikována tonážní síla, a celková tonáž potřebná k ohýbání obrobku při daném otvoru.

Abychom zjistili, kde se ohyb stane ostrým, to, čemu říkáme ostrou hodnotu, jsme přizpůsobili standardní vzorec děrování tonáže k ohýbání. Pro naše účely to nazýváme pronikavé tonáž, protože nám říká, jak velkou sílu je potřeba, aby tip punč propíchl a zmačkal materiál - kterému se samozřejmě chceme vyhnout. Vzorec se dokonale nepřipravuje a výsledky jsou pouze aproximací, ale funguje dostatečně dobře, aby byl v obchodě Fab velmi užitečný.

Než se však dostaneme ke vzorci, musíme určit oblast půdy, počáteční kontaktní oblast mezi špičkou úderu a materiálem. V minulých sloupcích jsme použili poloměr punče k výpočtu této oblasti kontaktu. To vás přiblíží dostatečně blízko pro mnoho aplikací, ale ve skutečnosti to neodráží to, co se vlastně děje během ohybu vzduchu.

Obrázek 2

Tyto materiálové faktory upravují vzorec děrování tonáže tak, aby odpovídaly na materiály s různými pevnostmi v tahu.

Pokud si vzpomínáte na geometrii střední školy, poloměr je poloviční průměr kruhu, a to je přesně to, co je na konci úderové špičky. Pokud byste měli měřit zakřivenou oblast ve spodní části tipu 0,062-in.-Radius, nebylo by rovna 0,062 palce. Zakřivená oblast by se místo toho rovnala části obvodu nebo délku oblouku. Rozšiřte křivku na kruh, rozdělte průměr kruhu na polovinu a dostanete 0,062 palce.

Opět platí, že použití poloměru punče pro výpočet piercingové tonáže funguje dostatečně dobře. Abychom však přesněji předpovídali propíchnutí tonáže, musíme najít délku oblouku - a nejen délku oblouku, ale délka oblouku, která v okamžiku ohýbání vytváří počáteční kontakt s materiálem.

Najdeme délku oblouku určením stupňů kontaktu, který se špička punče způsobí, než se kov začne ohýbat, jak je znázorněno na obrázku 1. To se může velmi lišit. Nějaký materiál se začíná ohýbat ihned po několika stupních kontaktu; Jiné materiály se začnou ohýbat až po mnoha dalších stupních kontaktu. Matematika, která to určí, je to přesně velmi složité, takže pro naše účely zde použijeme jako konstantu 20 stupňů kontaktu.

Začleněním stupňů kontaktu a poloměru punče (R) do následující rovnice určujeme délku oblouku a nakonec celkovou plochu půdy:

Délka oblouku = 2πr × (stupně kontaktu/360)

Plocha půdy = délka oblouku × délka ohybu

Nyní je to na pronikavém vzorci tonáže. Všimněte si, že původní vzorec má proměnnou nazývanou smykovým faktorem, aby odpovídala velikosti a tvaru materiálu. Pro naše účely předpokládáme, že materiál je plochý, který má smykový faktor 1,0. To nemá vliv na náš výsledek, takže jsme to vynechali z rovnice. Zatímco tento vzorec není pro tuto aplikaci dokonalý, je dostatečně blízko pro naše potřeby najít potřebné hodnoty:

Piercing Tonáž = plocha půdy × tloušťka materiálu × 25 × faktor materiálu

Konstanta "25 " pochází z faktoringu v síle běžných stupňů měkové oceli v době, kdy vznikl vzorec, a proto je potřeba hodnot materiálních faktorů (viz obrázek 2). Materiálové faktory upravují tonáž tak, aby odpovídala výnosu proudu materiálu a hodnotami tahu.

Nyní, když máme piercingovou tonáž, musíme vypočítat formovací tonáž nezbytnou k ohýbání obrobku. Děláme to tím, že najdeme bod, ve kterém kov vstupuje do svého plastového stavu, ohýbá se a zůstává ohnuté. Tento bod je místo, kde je výnos „zlomený“ v materiálu. Všimněte si, že to není stejné jako formovací zatížení ve spodní části zdvihu v obklopu nebo razení. Výpočty s dolním a razením tonáže jsou přinejlepším jen odhady, protože jsou velmi závislé na operátoru.

Následující rovnice, ve které je MT tloušťka materiálu, řeší hodnotu tonáže, kde se výtěžek rozbije, což nám dává tonáž na palec, který potřebujeme, aby se materiál vytvořil. A stejně jako u piercingové tonáže musíme začlenit materiální faktor, jak je znázorněno na obrázku 2. Pokud nevidíte materiál, se kterým pracujete, můžete jednoduše rozdělit pevnost v tahu svého materiálu podle pevnosti v tahu našeho základního materiálu Mírná ocel 60 000 PSI.

Formování tonáže na palec = {[(575 × MT2) / Otevření / 12]} × materiál faktor

Piercing Tonáž nám dává odhad toho, jak velkou sílu bude trvat, než nástroj propíchne, zmačká a „ponoří se do “ ohybové čáry. Abyste se vyhnuli zmaččení ohybu, musíte se ujistit, že pronikavá tonáž je více než tonage na palec. Tímto způsobem bude materiál odolávat pronikavému tlaku ze špičky punče.

Nyní jsme připraveni spustit výpočty. Všimněte si, že v následujících hodnotách jsou všechny hodnoty dimenze v palcích. Také jste nezmínili o délce ohybu, takže pro tento příklad použijeme pouze délku ohybu 12 palců.

Typ materiálu a pevnost v tahu = 90 ksi nerezová ocel

Faktor materiálu = 90 ksi/60 kSi = 1,5

Délka ohybu = 12 palců.

Otevření zemřít = 0,500 palců.

Poloměr punče = 0,062 palce.

Délka oblouku = 2πr × (stupně kontaktu/360)

Délka oblouku = 2 × 3,1415 × 0,062 × (20/360) = 0,021 in.

Plocha půdy = délka oblouku × délka ohybu

Plocha půdy = 0,021 × 12 = 0,252 palce.

Piercing Tonáž = plocha půdy × mt × 25 × faktor materiálu

Piercing Tonáž = 0,252 × 0,075 × 25 × 1,5 = 0,708 tun

Formování tonáže na palec = [(575 × MT2)/

Otevření/12] × faktor materiálu

Formování tonáže na palec = [(575 × 0,0752) / 0,500 / 12] × 1,5 = 0,808 tun

Jak vidíte, tvořící tonáž na palec je 0,808, zatímco vaše piercingová tonáž je 0,708. Požadovaná tonáž na vytvoření převyšuje schopnost materiálu odolat piercingové síle!

Ale počkejte, je zde více porovnat, co se stane se třemi různými otvory pro matrici, které spadají do rozsahu 6 až 8krát tloušťky materiálu. Naše piercingová tonáž zůstává konstantní, na 0,708 tuny, ale podívejte se, co se stane s formovací tonáží:

Tvorba L tloušťky L (MT) = 0,074 palce.

0,375-in. Otevření zemřít = 1,078 tun na palec

0,500-in. Otevření zemřít = 0,808 tun na palec

0,625-in. Otevření zemřít = 0,646 tun na palec

Všimněte si, co se stane, když otevřete šířku smrti od 0,500 do 0,625 palce. Tlak na vytvoření je nyní menší než tonáž pro Pierce. To znamená, že úderná špička by již neměla být „potápění “ do středu ohybu a ohyb by již neměl být v „ostrém“ vztahu k materiálu.

Nejen to, ale jak jste poznamenali, vnitřní poloměr se změnil stejně, jak by měl. Toto je pravidlo 20 procent v práci. Ve své poznámce jste uvedli, že jste dosáhli vznášeného uvnitř poloměru 0,117 palce přes 0,500-in. V zemřít. Pravidlo 20 procent uvádí, že u 304 nerezové s konečnou pevností v tahu (UT) by se měl plovoucí poloměr pohybovat mezi 20 a 22 procenty otvoru. Jistě, 22 procent 0,500 je 0,110 palce. Směr zrna, nepřesnosti měření a skutečnost, že pracujete s materiálem 90 000 PSI UTS, by odpovídala za drobné nesrovnalosti. Váš materiál drží poloměr vnitřního ohybu rovnou 23 procentům otvoru.

Na základě toho všeho je vnitřní poloměr vyplývající z vytvoření přes 0,625-in. Otevření zemřít by mělo být 0,143 palce (0,625 × 0,23 = 0,143 palce) a neměli byste mít žádné viditelné známky zmačkání na ohybové čáře. Současně vaše formovací tonáž klesla z 0,808 na 0,646 tun na palec.

Nejlepší výběr radií punče

0,125-in. Poloměr punče poroste vnitřní poloměr ohybu v obou 0,375 a 0,500-in. DEM otvory. Je to proto, že poloměr nosu punčového nosu je větší než přirozeně se vyskytující poloměr v materiálu - a když k tomu dojde, bude část mít tendenci přijímat větší hodnotu punčového nosu. Když máte větší poloměr, dostanete větší odpočet ohybu a získáte jinou roli.

Na druhé straně větší poloměr nosu úderu neovlivní poloměr ohybu ani odpočet ohybu v 0,625-in. zemřít. Punch nos při 0,125 palce je menší než přirozeně se vyskytující poloměr 0,143 palce.

Nejlepší strategií v této situaci je použití poloměru nosu co nejblíže k přírodnímu poloměru, aniž byste tuto hodnotu překročili - pokud to samozřejmě plánujete přímo z brány a začleněním většího poloměru a ohýbání odpočtů do vašich výpočty.

Standardizovat využití nástroje

Zmínil jste se o tom, že při přechodu na 0,625-in. Zemřete, že jste viděli „žádný znatelný rozdíl “, jak daleko je část od vašich počátečních výpočtů. To, co je za tím, záleží na tom, co tyto počáteční výpočty byly, včetně vaší délky ohybu (tento příklad předpokládá délku 12-in. Bend). Bez ohledu na to, když změníte otevření, změníte poloměr a odpočet ohybu. Pamatujte, že při ohýbání vzduchu nový otevření smrti efektivně změní všechno.