Pitanje: Mučim se shvatiti kako se radijus savijanja (kao što sam istaknuo) u ispisu odnosi na odabir alata. Na primjer, trenutno imamo problema s nekim dijelovima izrađenim od čelika A36 debljine 0,5″. Za te dijelove koristimo bušače promjera 0,5″ i matricu promjera 4 inča. Ako sada koristim pravilo od 20% i pomnožim sa 4 inča, kada povećam otvor matrice za 15% (za čelik), dobivam 0,6 inča. Ali kako operater zna da treba koristiti bušač promjera 0,5″ kada ispis 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. Kako bismo to ispravili, počet ćemo s temeljnim uzrokom, dvjema metodama oblikovanja i nerazumijevanjem razlika među njima.
Od pojave strojeva za savijanje 1920-ih do danas, operateri su oblikovali dijelove s donjim zavojima ili tlom. Iako je donje savijanje izašlo iz mode u posljednjih 20 do 30 godina, metode savijanja još uvijek prožimaju naše razmišljanje kada savijamo lim.
Precizni brusni alati pojavili su se na tržištu krajem 1970-ih i promijenili paradigmu. Pogledajmo kako se precizni alati razlikuju od alata za blanjanje, kako je prijelaz na precizne alate promijenio industriju i kako se sve to odnosi na vaše pitanje.
U 1920-ima, oblikovanje se promijenilo od nabora s disk kočnicama do V-oblikovanih matrica s odgovarajućim bušačima. Bušač od 90 stupnjeva koristit će se s matricom od 90 stupnjeva. Prijelaz sa savijanja na oblikovanje bio je veliki korak naprijed za lim. Brže je, dijelom zato što se novorazvijena kočnica ploče aktivira električno - nema više ručnog savijanja svakog zavoja. Osim toga, kočnica ploče može se savijati odozdo, što poboljšava točnost. Osim stražnjih graničnika, povećana točnost može se pripisati činjenici da bušač pritišće svoj radijus u unutarnji radijus savijanja materijala. To se postiže primjenom vrha alata na debljinu materijala manju od debljine materijala. Svi znamo da ako možemo postići konstantan unutarnji radijus savijanja, možemo izračunati ispravne 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 unutarnje radijuse savijanja. Proizvođači, dizajneri i obrtnici znali su da će dio izdržati jer se činilo da je sve obnovljeno - i zapravo je bilo, barem u usporedbi s današnjim vremenom.
Sve je dobro dok se ne pojavi nešto bolje. Sljedeći korak naprijed dogodio se krajem 1970-ih uvođenjem precizno brušenih alata, računalnih numeričkih kontrolera i naprednih hidrauličnih kontrola. Sada imate potpunu kontrolu nad prešom za savijanje i njezinim sustavima. Ali prekretnica je precizno brušeni alat koji mijenja sve. Sva pravila za proizvodnju kvalitetnih dijelova su se promijenila.
Povijest oblikovanja puna je skokova i granica. Jednim skokom prešli smo s nedosljednih radijusa savijanja za pločaste kočnice na ujednačene radijuse savijanja stvorene utiskivanjem, premazivanjem temeljnom bojom i utiskivanjem. (Napomena: Renderiranje nije isto što i lijevanje; možete pretražiti arhivu stupaca za više informacija. Međutim, u ovom stupcu koristim "donji savitak" kako bih implicirao metode renderiranja i lijevanja.)
Ove metode zahtijevaju značajnu tonažu za oblikovanje dijelova. Naravno, u mnogim aspektima to je loša vijest za prešu, alat ili dio. Međutim, ostale su najčešća metoda savijanja metala gotovo 60 godina sve dok industrija nije napravila sljedeći korak prema oblikovanju zraka.
Dakle, što je stvaranje zraka (ili savijanje zraka)? Kako funkcionira u usporedbi s donjim savijanjem? Ovaj skok ponovno mijenja način na koji se stvaraju radijusi. Sada, umjesto utiskivanja unutarnjeg radijusa savijanja, zrak stvara "lebdeći" unutarnji radijus kao postotak otvora matrice ili udaljenosti između krakova matrice (vidi sliku 1).
Slika 1. Kod savijanja na zrak, unutarnji polumjer savijanja određen je širinom matrice, a ne vrhom bušača. Polumjer "lebdi" unutar širine kalupa. Osim toga, dubina prodiranja (a ne kut matrice) određuje kut savijanja obratka.
Naš referentni materijal je niskolegirani ugljični čelik s vlačnom čvrstoćom od 60 000 psi i radijusom oblikovanja zraka od približno 16% otvora matrice. Postotak varira ovisno o vrsti materijala, fluidnosti, stanju i drugim karakteristikama. Zbog razlika u samom limu, predviđeni postoci nikada neće biti savršeni. Međutim, prilično su točni.
Meki aluminij zrakom formira polumjer od 13% do 15% otvora matrice. Vruće valjani kiseli i nauljeni materijal ima polumjer formiranja zraka od 14% do 16% otvora matrice. Hladno valjani čelik (naša osnovna vlačna čvrstoća je 60 000 psi) formira se zrakom unutar polumjera od 15% do 17% otvora matrice. Polumjer oblikovanja zraka od nehrđajućeg čelika 304 iznosi 20% do 22% otvora matrice. Ponovno, ovi postoci imaju raspon vrijednosti zbog razlika u materijalima. Da biste odredili postotak drugog materijala, možete usporediti njegovu vlačnu čvrstoću s vlačnom čvrstoćom od 60 KSI našeg referentnog materijala. Na primjer, ako vaš materijal ima vlačnu čvrstoću od 120 KSI, postotak bi trebao biti između 31% i 33%.
Recimo da naš ugljični čelik ima vlačnu čvrstoću od 60 000 psi, debljinu od 0,062 inča i ono što se naziva unutarnjim radijusom savijanja od 0,062 inča. Savijte ga preko V-rupe matrice od 0,472 i rezultirajuća formula će izgledati ovako:
Dakle, vaš unutarnji radijus savijanja bit će 0,075″, što možete koristiti za izračun dopuštenih savijanja, K faktora, uvlačenja i oduzimanja savijanja s određenom točnošću, tj. ako vaš operater preše za savijanje koristi prave alate i dizajnira dijelove oko alata koje operateri koriste.
U primjeru, operater koristi 0,472 inča. Otvor pečata. Operater je ušao u ured i rekao: „Houston, imamo problem. To je 0,075.“ Radijus udara? Izgleda da stvarno imamo problem; gdje da odemo da ih nabavimo? Najbliže što možemo dobiti je 0,078. „ili 0,062 inča. 0,078 inča. Radijus bušilice je prevelik, 0,062 inča. Radijus bušilice je premalen.“
Ali ovo je pogrešan izbor. Zašto? Polumjer bušača ne stvara unutarnji polumjer savijanja. Zapamtite, ne govorimo o donjem savijanju, da, vrh udarača je odlučujući faktor. Govorimo o stvaranju zraka. Širina matrice stvara polumjer; bušač je samo element za guranje. Također imajte na umu da kut matrice ne utječe na unutarnji polumjer savijanja. Možete koristiti oštre, V-oblikovane ili kanalne matrice; ako sve tri imaju istu širinu matrice, dobit ćete isti unutarnji polumjer savijanja.
Polumjer probijanja utječe na rezultat, ali nije odlučujući faktor za polumjer savijanja. Ako oblikujete polumjer probijanja veći od plutajućeg polumjera, dio će poprimiti veći polumjer. To mijenja toleranciju savijanja, kontrakciju, K faktor i odbitak savijanja. Pa, to nije najbolja opcija, zar ne? Razumijete - ovo nije najbolja opcija.
Što ako koristimo radijus rupe od 0,062 inča? Ovaj će pogodak biti dobar. Zašto? Zato što je, barem kada se koriste gotovi alati, što je moguće bliže prirodnom "lebdećem" unutarnjem radijusu savijanja. Korištenje ovog bušilice u ovoj primjeni trebalo bi osigurati dosljedno i stabilno savijanje.
Idealno bi bilo odabrati radijus bušača koji se približava, ali ne prelazi, radijus plutajućeg dijela. Što je radijus bušača manji u odnosu na radijus plutajućeg savijanja, to će savijanje biti nestabilnije i predvidljivije, posebno ako se na kraju puno savijate. Preuski bušači će zgužvati materijal i stvoriti oštre savijanja s manjom konzistentnošću i ponovljivošću.
Mnogi me pitaju zašto je debljina materijala važna samo pri odabiru otvora matrice. Postoci korišteni za predviđanje radijusa oblikovanja zraka pretpostavljaju da korišteni kalup ima otvor kalupa prikladan za debljinu materijala. To jest, otvor matrice neće biti veći ili manji od željenog.
Iako možete smanjiti ili povećati veličinu kalupa, radijusi se obično deformiraju, mijenjajući mnoge vrijednosti funkcije savijanja. Sličan učinak možete vidjeti i ako koristite pogrešan radijus udarca. Stoga je dobra polazna točka pravilo da odaberete otvor kalupa osam puta veći od debljine materijala.
U najboljem slučaju, inženjeri će doći u radionicu i razgovarati s operaterom preše 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 temelju tih informacija. Zatim u dokumentaciji zapišite bušače i matrice potrebne za ispravnu obradu dijela. Naravno, možete imati olakotne okolnosti kada morate podesiti svoje alate, ali to bi trebala biti iznimka, a ne pravilo.
Operateri, znam da ste svi pretenciozni, i sam 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 vašu razinu vještine. To je jednostavno životna činjenica. Sada smo napravljeni od rijetkog zraka i više nismo pognuti. Pravila su se promijenila.
FABRICATOR je vodeći časopis o oblikovanju i obradi metala u Sjevernoj Americi. Časopis objavljuje vijesti, tehničke članke i studije slučaja koje omogućuju proizvođačima da učinkovitije obavljaju svoj posao. FABRICATOR služi industriji od 1970. godine.
Potpuni digitalni pristup FABRICATOR-u sada je dostupan, što vam omogućuje jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpuni digitalni pristup časopisu Tubing sada je dostupan, što vam omogućuje jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Potpuni digitalni pristup časopisu The Fabricator en Español sada je dostupan, što omogućuje jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Myron Elkins pridružuje se podcastu The Maker kako bi govorio o svom putu od malog grada do tvorničkog zavarivača…
Vrijeme objave: 04.09.2023.