Pitanje: Mučim se da shvatim kako se radijus savijanja (kao što sam istakao) u štampi odnosi na odabir alata. Na primjer, trenutno imamo problema sa nekim dijelovima napravljenim od čelika A36 debljine 0,5″. Za ove dijelove koristimo bušače radijusa 0,5″ i matricu radijusa 4 inča. Sada, ako koristim pravilo od 20% i pomnožim sa 4 inča, kada povećam otvor matrice za 15% (za čelik), dobijam 0,6 inča. Ali kako operater zna da koristi bušač radijusa 0,5″ kada štampanje zahtijeva radijus savijanja od 0,6″?
Spomenuli ste jedan od najvećih izazova s kojima se suočava industrija lima. To je zabluda s kojom se moraju suočiti i inženjeri i proizvodne radionice. Da bismo to ispravili, počet ćemo s korijenskim uzrokom, dvjema metodama oblikovanja i nerazumijevanjem razlika među njima.
Od pojave mašina za savijanje lima 1920-ih do danas, operateri su oblikovali dijelove sa donjim zavojima ili tlom. Iako je donje savijanje izašlo iz mode u posljednjih 20 do 30 godina, metode savijanja i dalje prožimaju naše razmišljanje kada savijamo lim.
Precizni alati za brušenje pojavili su se na tržištu krajem 1970-ih i promijenili paradigmu. Pogledajmo po čemu se precizni alati razlikuju od alata za blanjanje, kako je prelazak na precizne alate promijenio industriju i kako se sve to odnosi na vaše pitanje.
Dvadesetih godina 20. stoljeća, proces oblikovanja se promijenio od nabora s disk kočnicama do matrica u obliku slova V s odgovarajućim bušačima. Bušač od 90 stepeni koristit će se s matricom od 90 stepeni. Prelazak sa savijanja na oblikovanje bio je veliki korak naprijed za lim. Brže je, dijelom i zato što se novorazvijena kočnica ploče aktivira električno - nema više ručnog savijanja svakog savijanja. Osim toga, kočnica ploče može se savijati odozdo, što poboljšava tačnost. Pored zadnjih graničnika, povećana tačnost može se pripisati činjenici da bušač pritišće svoj radijus u unutrašnji radijus savijanja materijala. To se postiže primjenom vrha alata na debljinu materijala manju od debljine materijala. Svi znamo da ako možemo postići konstantan unutrašnji radijus savijanja, možemo izračunati tačne vrijednosti za oduzimanje savijanja, dodatak za savijanje, vanjsko smanjenje i K faktor bez obzira na vrstu savijanja koju radimo.
Vrlo često dijelovi imaju vrlo oštre unutrašnje radijuse savijanja. Proizvođači, dizajneri i majstori znali su da će dio izdržati jer je sve izgledalo kao da je ponovo izgrađeno – i zapravo je i bilo, barem u poređenju sa današnjim vremenom.
Sve je dobro dok se ne pojavi nešto bolje. Sljedeći korak naprijed dogodio se krajem 1970-ih uvođenjem precizno brušenih alata, kompjuterskih numeričkih kontrolera i naprednih hidrauličnih kontrola. Sada imate potpunu kontrolu nad presom za savijanje i njenim sistemima. Ali prekretnica je precizno brušeni alat koji mijenja sve. Sva pravila za proizvodnju kvalitetnih dijelova su se promijenila.
Historija formiranja je puna skokova i granica. Jednim skokom, prešli smo s nekonzistentnih radijusa savijanja za pločaste kočnice na ujednačene radijuse savijanja stvorene štancanjem, prajmerom i utiskivanjem. (Napomena: Renderiranje nije isto što i livenje; pogledajte arhivu kolumne za više informacija. Međutim, u ovoj kolumni koristim "donje savijanje" da bih se odnosio i na metode renderiranja i na metode lijevanja.)
Ove metode zahtijevaju značajnu količinu materijala za oblikovanje dijelova. Naravno, u mnogim aspektima ovo je loša vijest za presu za savijanje, alat ili dio. Međutim, ostale su najčešća metoda savijanja metala skoro 60 godina, sve dok industrija nije napravila sljedeći korak prema oblikovanju zraka.
Dakle, šta je formiranje zraka (ili savijanje zraka)? Kako funkcioniše u poređenju sa savijanjem dna? Ovaj skok ponovo mijenja način na koji se stvaraju radijusi. Sada, umjesto probijanja unutrašnjeg radijusa savijanja, zrak formira "lebdeći" unutrašnji radijus kao procenat otvora matrice ili udaljenosti između krakova matrice (vidi Sliku 1).
Slika 1. Kod savijanja na zrak, unutrašnji radijus savijanja određen je širinom matrice, a ne vrhom probijača. Radijus "lebdi" unutar širine kalupa. Osim toga, dubina prodiranja (a ne ugao matrice) određuje ugao savijanja obratka.
Naš referentni materijal je niskolegirani ugljični čelik sa zateznom čvrstoćom od 60.000 psi i radijusom formiranja zraka od približno 16% otvora matrice. Procenat varira ovisno o vrsti materijala, fluidnosti, stanju i drugim karakteristikama. Zbog razlika u samom limu, predviđeni procenti nikada neće biti savršeni. Međutim, prilično su tačni.
Meki aluminijumski zrak formira radijus od 13% do 15% otvora matrice. Vruće valjani kiseli i nauljeni materijal ima radijus formiranja zraka od 14% do 16% otvora matrice. Hladno valjani čelik (naša osnovna zatezna čvrstoća je 60.000 psi) formira se zrakom unutar radijusa od 15% do 17% otvora matrice. Radijus oblikovanja zraka nehrđajućeg čelika 304 je 20% do 22% otvora matrice. Opet, ovi procenti imaju raspon vrijednosti zbog razlika u materijalima. Da biste odredili procenat drugog materijala, možete uporediti njegovu zateznu čvrstoću sa zateznom čvrstoćom od 60 KSI našeg referentnog materijala. Na primjer, ako vaš materijal ima zateznu čvrstoću od 120 KSI, procenat bi trebao biti između 31% i 33%.
Recimo da naš ugljični čelik ima zateznu čvrstoću od 60.000 psi, debljinu od 0,062 inča i ono što se naziva unutrašnjim radijusom savijanja od 0,062 inča. Savijte ga preko V-otvora matrice od 0,472 i rezultirajuća formula će izgledati ovako:
Dakle, vaš unutrašnji radijus savijanja će biti 0,075″, što možete koristiti za izračunavanje dodataka za savijanje, K faktora, povlačenja i oduzimanja savijanja sa određenom tačnošću - tj. ako vaš operater prese za savijanje koristi prave alate i dizajnira dijelove oko alata koje operateri koriste.
U primjeru, operater koristi 0,472 inča. Otvor pečata. Operater je prišao kancelariji i rekao: „Hjuston, imamo problem. To je 0,075.“ Radijus udara? Izgleda da zaista imamo problem; gdje da odemo da ih nabavimo? Najbliže što možemo dobiti je 0,078. „ili 0,062 inča. 0,078 inča. Radijus probijanja je prevelik, 0,062 inča. Radijus probijanja je premali.“
Ali ovo je pogrešan izbor. Zašto? Radijus probijanja ne stvara unutrašnji radijus savijanja. Zapamtite, ne govorimo o savijanju dna, da, vrh udarača je odlučujući faktor. Govorimo o formiranju zraka. Širina matrice stvara radijus; probijač je samo element koji potiče. Također imajte na umu da ugao matrice ne utiče na unutrašnji radijus savijanja. Možete koristiti oštre, V-oblikovane ili kanalne matrice; ako sve tri imaju istu širinu matrice, dobit ćete isti unutrašnji radijus savijanja.
Radijus probijanja utiče na rezultat, ali nije odlučujući faktor za radijus savijanja. Sada, ako formirate radijus probijanja veći od plutajućeg radijusa, dio će poprimiti veći radijus. To mijenja dodatak za savijanje, kontrakciju, K faktor i odbitak savijanja. Pa, to nije najbolja opcija, zar ne? Razumijete - ovo nije najbolja opcija.
Šta ako koristimo 0,062 inča? Radijus udara? Ovaj udar će biti dobar. Zašto? Zato što je, barem kada se koriste gotovi alati, što je moguće bliže prirodnom "lebdećem" unutrašnjem radijusu savijanja. Upotreba ovog bušača u ovoj primjeni trebala bi osigurati konzistentno i stabilno savijanje.
Idealno bi bilo da odaberete radijus probijanja koji se približava, ali ne prelazi, radijus plutajućeg dijela. Što je radijus probijanja manji u odnosu na radijus savijanja plutajućeg dijela, to će savijanje biti nestabilnije i predvidljivije, posebno ako se na kraju puno savijate. Preuski probijači će zgužvati materijal i stvoriti oštre savijanja s manjom konzistentnošću i ponovljivošću.
Mnogi me pitaju zašto je debljina materijala bitna samo pri odabiru otvora matrice. Procenti koji se koriste za predviđanje radijusa oblikovanja zraka pretpostavljaju da kalup koji se koristi ima otvor kalupa pogodan za debljinu materijala. To jest, otvor matrice neće biti veći ili manji od željenog.
Iako možete smanjiti ili povećati veličinu kalupa, radijusi se obično deformišu, mijenjajući mnoge vrijednosti funkcije savijanja. Sličan efekat možete vidjeti i ako koristite pogrešan radijus udarca. Stoga je dobra polazna tačka pravilo da odaberete otvor kalupa osam puta veći od debljine materijala.
U najboljem slučaju, inženjeri će doći u radionicu i razgovarati s operaterom prese za savijanje. Pobrinite se da svi znaju razliku između metoda oblikovanja. Saznajte koje metode koriste i koje materijale koriste. Nabavite popis svih bušača i matrica koje imaju, a zatim dizajnirajte dio na osnovu tih informacija. Zatim, u dokumentaciji, zapišite bušače i matrice potrebne za ispravnu obradu dijela. Naravno, možete imati olakšavajuće okolnosti kada morate podesiti svoje alate, ali to bi trebao biti izuzetak, a ne pravilo.
Operateri, znam da ste svi pretenciozni, i ja sam bio jedan od njih! Ali prošla su vremena kada ste mogli birati svoj omiljeni set alata. Međutim, to što vam se govori koji alat koristiti za dizajn dijelova ne odražava vaš nivo vještine. To je jednostavno životna činjenica. Sada smo napravljeni od rijetkog zraka i više nismo pognuti. Pravila su se promijenila.
FABRICATOR je vodeći časopis za oblikovanje metala i obradu metala u Sjevernoj Americi. Časopis objavljuje vijesti, tehničke članke i studije slučaja koje omogućavaju proizvođačima da efikasnije obavljaju svoj posao. FABRICATOR služi industriji od 1970. godine.
Potpuni digitalni pristup FABRICATOR-u je sada dostupan, što vam omogućava jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpuni digitalni pristup časopisu Tubing sada je dostupan, što vam omogućava jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpuni digitalni pristup časopisu The Fabricator en Español sada je dostupan, omogućavajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Myron Elkins se pridružuje podcastu The Maker kako bi govorio o svom putu od malog grada do zavarivača u fabrici…
Vrijeme objave: 25. avg. 2023.