Întrebare: Mă chinui să înțeleg cum se leagă raza de îndoire (așa cum am subliniat) din imprimare de selecția sculelor. De exemplu, în prezent avem probleme cu unele piese fabricate din oțel A36 de 0,5″. Folosim perforatoare cu diametrul de 0,5″ pentru aceste piese, rază și matriță de 4 inci. Acum, dacă utilizez regula de 20% și înmulțesc cu 4 inci, când cresc deschiderea matriței cu 15% (pentru oțel), obțin 0,6 inci. Dar cum știe operatorul să utilizeze un perforator cu rază de 0,5″ atunci când imprimarea necesită o rază de îndoire de 0,6″?
A: Ați menționat una dintre cele mai mari provocări cu care se confruntă industria tablei metalice. Aceasta este o concepție greșită cu care trebuie să se confrunte atât inginerii, cât și atelierele de producție. Pentru a remedia acest lucru, vom începe cu cauza principală, cele două metode de formare și cu lipsa de înțelegere a diferențelor dintre ele.
De la apariția mașinilor de îndoit în anii 1920 până în prezent, operatorii au turnat piese cu îndoiri sau șlefuiri inferioare. Deși îndoirea inferioară a ieșit din modă în ultimii 20-30 de ani, metodele de îndoire încă ne pătrund gândirea atunci când îndoim tablă metalică.
Sculele de șlefuire de precizie au intrat pe piață la sfârșitul anilor 1970 și au schimbat paradigma. Așadar, haideți să aruncăm o privire asupra modului în care uneltele de precizie diferă de uneltele de rindeluit, cum a schimbat tranziția la uneltele de precizie industria și cum se leagă toate acestea de întrebarea dumneavoastră.
În anii 1920, turnarea s-a schimbat de la îndoituri cu frână pe disc la matrițe în formă de V cu poansoane potrivite. Un poanson de 90 de grade va fi utilizat cu o matriță de 90 de grade. Tranziția de la pliere la formare a fost un mare pas înainte pentru tabla metalică. Este mai rapidă, parțial pentru că frâna cu placă nou dezvoltată este acționată electric - nu mai este nevoie să îndoiți manual fiecare îndoire. În plus, frâna cu placă poate fi îndoită de jos, ceea ce îmbunătățește precizia. Pe lângă opritoarele spate, precizia crescută poate fi atribuită faptului că poansonul își apasă raza în raza de îndoire interioară a materialului. Acest lucru se realizează prin aplicarea vârfului sculei la o grosime a materialului mai mică decât grosimea materialului. Știm cu toții că, dacă putem obține o rază de îndoire interioară constantă, putem calcula valorile corecte pentru scăderea de îndoire, adaosul de îndoire, reducerea exterioară și factorul K, indiferent de tipul de îndoire pe care îl realizăm.
Foarte des, piesele au raze interne de îndoire foarte ascuțite. Producătorii, proiectanții și meșterii știau că piesa va rezista, deoarece totul părea să fi fost reconstruit - și, de fapt, așa a fost, cel puțin în comparație cu astăzi.
Totul merge bine până când apare ceva mai bun. Următorul pas înainte a venit la sfârșitul anilor 1970, odată cu introducerea sculelor de rectificare de precizie, a controlerelor numerice computerizate și a controalelor hidraulice avansate. Acum aveți control deplin asupra presei de îndoit și a sistemelor acesteia. Dar punctul de cotitură este o unealtă rectificată de precizie care schimbă totul. Toate regulile pentru producția de piese de calitate s-au schimbat.
Istoria formării este plină de salturi și limite. Într-un singur salt, am trecut de la raze de flexie inconsistente pentru frânele cu placă la raze de flexie uniforme create prin ștanțare, amorsare și embosare. (Notă: Randarea nu este același lucru cu turnarea; puteți căuta în arhivele rubricilor pentru mai multe informații. Cu toate acestea, în această rubrică folosesc „îndoire de jos” pentru a sugera metodele de randare și turnare.)
Aceste metode necesită o greutate semnificativă pentru a forma piesele. Desigur, în multe privințe, aceasta este o veste proastă pentru presa de îndoit, sculă sau piesă. Cu toate acestea, acestea au rămas cea mai comună metodă de îndoire a metalului timp de aproape 60 de ani, până când industria a făcut următorul pas către formarea cu aer.
Deci, ce este formarea aerului (sau îndoirea cu aer)? Cum funcționează în comparație cu flexarea inferioară? Această mișcare schimbă din nou modul în care sunt create razele. Acum, în loc să ștampine raza interioară a îndoirii, aerul formează o rază interioară „plutitoare” ca procent din deschiderea matriței sau distanța dintre brațele matriței (vezi Figura 1).
Figura 1. În îndoirea cu aer, raza interioară a îndoirii este determinată de lățimea matriței, nu de vârful poansonului. Raza „plutește” în lățimea formei. În plus, adâncimea de penetrare (și nu unghiul matriței) determină unghiul de îndoire al piesei de prelucrat.
Materialul nostru de referință este oțelul carbon slab aliat, cu o rezistență la tracțiune de 60.000 psi și o rază de formare a aerului de aproximativ 16% din orificiul matriței. Procentul variază în funcție de tipul de material, fluiditate, stare și alte caracteristici. Din cauza diferențelor dintre tipurile de tablă, procentele prezise nu vor fi niciodată perfecte. Cu toate acestea, acestea sunt destul de precise.
Aerul din aluminiu moale formează o rază de 13% până la 15% din deschiderea matriței. Materialul laminat la cald, decapat și uleiat are o rază de formare a aerului de 14% până la 16% din deschiderea matriței. Oțelul laminat la rece (rezistența noastră de bază la tracțiune este de 60.000 psi) este format de aer pe o rază de 15% până la 17% din deschiderea matriței. Raza de formare a aerului din oțelul inoxidabil 304 este de 20% până la 22% din deschiderea matriței. Din nou, aceste procente au o gamă de valori din cauza diferențelor dintre materiale. Pentru a determina procentul unui alt material, puteți compara rezistența sa la tracțiune cu rezistența la tracțiune de 60 KSI a materialului nostru de referință. De exemplu, dacă materialul dumneavoastră are o rezistență la tracțiune de 120 KSI, procentul ar trebui să fie între 31% și 33%.
Să presupunem că oțelul nostru carbon are o rezistență la tracțiune de 60.000 psi, o grosime de 0,062 inci și o rază de îndoire interioară de 0,062 inci. Îndoiți-l peste orificiul în V al matriței de 0,472 inci și formula rezultată va arăta astfel:
Deci raza interioară de îndoire va fi de 0,075″, pe care o puteți utiliza pentru a calcula toleranțele de îndoire, factorii K, tragerea și scăderea la îndoire cu o oarecare precizie, adică dacă operatorul presei de îndoit folosește uneltele potrivite și proiectează piese în funcție de uneltele pe care le utilizează operatorii.
În exemplu, operatorul folosește 0,472 inci. Deschiderea ștampilei. Operatorul a intrat în birou și a spus: „Houston, avem o problemă. Este 0,075.” Raza de impact? Se pare că avem într-adevăr o problemă; unde mergem să luăm una dintre ele? Cel mai apropiat lucru pe care îl putem obține este 0,078. „sau 0,062 inci. 0,078 in. Raza perforației este prea mare, 0,062 in. Raza perforației este prea mică.”
Dar aceasta este alegerea greșită. De ce? Raza perforatorului nu creează o rază de îndoire interioară. Rețineți că nu vorbim despre flexiunea inferioară, da, vârful percutorului este factorul decisiv. Vorbim despre formarea aerului. Lățimea matricei creează o rază; perforatorul este doar un element de împingere. De asemenea, rețineți că unghiul matriței nu afectează raza interioară a îndoirii. Puteți utiliza matrice ascuțite, în formă de V sau în canal; dacă toate trei au aceeași lățime a matriței, veți obține aceeași rază de îndoire interioară.
Raza perforației afectează rezultatul, dar nu este factorul determinant pentru raza de îndoire. Acum, dacă formați o rază a perforației mai mare decât raza mobilă, piesa va căpăta o rază mai mare. Aceasta modifică toleranța de îndoire, contracția, factorul K și deducerea la îndoire. Ei bine, aceasta nu este cea mai bună opțiune, nu-i așa? Înțelegeți - aceasta nu este cea mai bună opțiune.
Ce se întâmplă dacă folosim o rază a găurii de 0,062 inci? Această lovitură va fi bună. De ce? Pentru că, cel puțin atunci când se utilizează scule prefabricate, este cât mai aproape posibil de raza de îndoire interioară „plutitoare” naturală. Utilizarea acestui perforator în această aplicație ar trebui să ofere o îndoire consistentă și stabilă.
În mod ideal, ar trebui să selectați o rază de perforare care să se apropie, dar să nu depășească, raza piesei flotante. Cu cât raza perforației este mai mică în raport cu raza de îndoire flotantă, cu atât îndoirea va fi mai instabilă și mai previzibilă, mai ales dacă ajungeți să îndoiți mult. Pătrunjele prea înguste vor șifona materialul și vor crea îndoiri ascuțite, cu o consistență și o repetabilitate mai reduse.
Mulți oameni mă întreabă de ce grosimea materialului contează doar atunci când aleg o gaură pentru matriță. Procentele folosite pentru a prezice raza de formare a aerului presupun că matrița utilizată are o deschidere potrivită pentru grosimea materialului. Adică, gaura matricei nu va fi mai mare sau mai mică decât se dorește.
Deși puteți micșora sau mări dimensiunea matriței, razele tind să se deformeze, modificând multe dintre valorile funcției de îndoire. De asemenea, puteți observa un efect similar dacă utilizați o rază de lovire greșită. Prin urmare, un bun punct de plecare este regula generală de a selecta o deschidere a matriței de opt ori mai mare decât grosimea materialului.
În cel mai bun caz, inginerii vor veni la atelier și vor discuta cu operatorul presei de îndoit. Asigurați-vă că toată lumea cunoaște diferența dintre metodele de turnare. Aflați ce metode folosesc și ce materiale folosesc. Obțineți o listă cu toate poansoanele și matrițele pe care le au și apoi proiectați piesa pe baza acestor informații. Apoi, în documentație, notați poansoanele și matrițele necesare pentru procesarea corectă a piesei. Desigur, puteți avea circumstanțe atenuante atunci când trebuie să vă ajustați uneltele, dar aceasta ar trebui să fie excepția și nu regula.
Operatori, știu că sunteți cu toții pretențioși, eu însumi am fost unul dintre ei! Dar au apus vremurile când puteai să-ți alegi setul de scule preferat. Totuși, faptul că ți se spune ce scule să folosești pentru proiectarea pieselor nu reflectă nivelul tău de calificare. Este pur și simplu un fapt al vieții. Acum suntem făcuți din aer subțire și nu mai suntem leneși. Regulile s-au schimbat.
FABRICATOR este revista lider în domeniul formării și prelucrării metalelor din America de Nord. Revista publică știri, articole tehnice și studii de caz care permit producătorilor să își facă treaba mai eficient. FABRICATOR deservește industria din 1970.
Accesul digital complet la The FABRICATOR este acum disponibil, oferindu-vă acces facil la resurse valoroase din industrie.
Accesul digital complet la revista Tubing Magazine este acum disponibil, oferindu-vă acces facil la resurse valoroase din industrie.
Accesul digital complet la The Fabricator en Español este acum disponibil, oferind acces facil la resurse valoroase din industrie.
Myron Elkins se alătură podcastului The Maker pentru a vorbi despre parcursul său de la oraș mic la sudor în fabrică…
Data publicării: 04 septembrie 2023