Эксперт по гибке ткани Стив Бенсон отвечает на вопросы читателей, касающиеся расчетов при подгибке и гибке. (Фото: Getty Images)
Каждый месяц я получаю множество писем, и мне бы очень хотелось ответить на все из них. Но, увы, времени в сутках не хватает. Для колонки этого месяца я собрал несколько писем, которые, я уверен, будут полезны моим постоянным читателям. А теперь давайте поговорим о вопросах, связанных с оформлением.
В: Хочу начать с того, что вы написали отличную статью. Она оказалась очень полезной. У меня возникла проблема в нашей программе САПР, и я никак не могу найти решение. Я создаю заготовку для подгибки, но программа постоянно требует дополнительный припуск на сгиб. Наш оператор листогибочного станка сказал мне не оставлять припуск на сгиб для подгибки, поэтому я установил в программе САПР абсолютный минимум (0,008 дюйма) – но у меня все равно закончился материал.
Например, у меня есть заготовка из нержавеющей стали 304 толщиной 16 калибра, внешние размеры 2″ и 1,5″, 0,75″ (кромка по внешнему краю). Наши операторы листогибочных станков определили, что припуск на изгиб составляет 0,117 дюйма. Если сложить размер и кромку, а затем вычесть припуск на изгиб (2 + 1,5 + 0,75 – 0,117), мы получим длину заготовки 4,132 дюйма. Однако мои расчеты дали мне меньшую длину заготовки (4,018 дюйма). Учитывая все это, как рассчитать плоскую заготовку для кромки?
А: Во-первых, давайте уточним несколько терминов. Вы упомянули припуск на изгиб (BA), но не упомянули вычет за изгиб (BD). Я заметил, что вы не учли BD для изгибов от 2,0″ до 1,5″.
BA и BD — это разные величины, не взаимозаменяемые, но при правильном использовании они приводят к одному и тому же результату. BA — это расстояние вокруг радиуса, измеренное по нейтральной оси. Затем добавьте это число к внешним размерам, чтобы получить длину плоской заготовки. BD вычитается из общих размеров заготовки, по одному изгибу на каждый изгиб.
На рисунке 1 показана разница между ними. Просто убедитесь, что вы используете правильный вариант. Обратите внимание, что значения BA и BD могут варьироваться от изгиба к изгибу в зависимости от угла изгиба и конечного внутреннего радиуса.
Чтобы понять вашу проблему, представьте, что вы используете нержавеющую сталь марки 304 толщиной 0,060 дюйма с одним изгибом, внешними размерами 2,0 и 1,5 дюйма и кромкой 0,75 дюйма. Опять же, вы не указали информацию об угле изгиба и внутреннем радиусе изгиба, но для простоты я рассчитал воздух, предполагая, что вы сделали изгиб под углом 90 градусов на матрице толщиной 0,472 дюйма. Это дает вам плавающий радиус изгиба 0,099 дюйма, рассчитанный с использованием правила 20%. (Более подробную информацию о правиле 20% можно найти в статье «Как точно предсказать внутренний радиус изгиба при образовании воздуха», введя название в строку поиска на сайте thefabricator.com.)
Если радиус пуансона составляет 0,062 дюйма, то изгиб материала происходит более чем на 0,472 дюйма. При раскрытии матрицы вы получаете 0,099 дюйма. В пределах радиуса изгиба ваш радиус BA должен составлять 0,141 дюйма, внешнее смещение — 0,125 дюйма, а вычет изгиба (BD) — 0,107 дюйма. Этот BD можно применять для изгибов от 1,5 до 2,0 дюймов. (Формулы для BA и BD вы найдете в моей предыдущей статье, в том числе в разделе «Основы применения функций изгиба».)
Далее необходимо рассчитать, какую сумму нужно вычесть за подгибку. В идеальных условиях коэффициент вычета для плоских или закрытых подгибок (материалы толщиной менее 0,080 дюйма) составляет 43% от толщины материала. В этом случае значение должно быть 0,0258 дюйма. Используя эту информацию, вы сможете выполнить расчет для заготовки:
0,017 дюйма. Разница между вашим значением плоской заготовки в 4,132 дюйма и моим в 4,1145 дюйма легко объясняется тем, что процесс подгибки сильно зависит от оператора. Что я имею в виду? Если оператор сильнее ударяет по сплющенной части заготовки в процессе гибки, вы получите более длинный фланец. Если оператор ударяет по фланцу недостаточно сильно, фланец в конечном итоге укоротится.
В: У нас есть оборудование для гибки металла, где мы обрабатываем различные металлические листы, от нержавеющей стали толщиной 20 калибра до предварительно покрытого материала толщиной 10 калибра. У нас есть листогибочный пресс с автоматической регулировкой инструмента, регулируемая V-образная матрица снизу и самопозиционирующийся сегментированный пуансон сверху. К сожалению, мы допустили ошибку и заказали пуансон с радиусом наконечника 0,063 дюйма.
В первой части мы работаем над тем, чтобы привести длину фланцев в соответствие. Было высказано предположение, что наше программное обеспечение CAD использует неправильные расчеты, но наша компания-разработчик программного обеспечения обнаружила проблему и подтвердила, что все в порядке. Виновата ли в этом программа гибочного станка? Или мы слишком много думаем? Это просто обычная корректировка BA или можно заказать новый пуансон с радиусом 0,032 дюйма? Любая информация или совет будут очень кстати.
А: Сначала я отвечу на ваше замечание о покупке неправильного радиуса пуансона. Учитывая тип вашего станка, я предполагаю, что вы используете пневматическую формовку. Это наводит меня на несколько вопросов. Во-первых, когда вы отправляете заказ в цех, сообщаете ли вы оператору, на какой пресс-форме формируется отверстие для детали? Это имеет большое значение.
При формовке детали методом пневматической формовки окончательный внутренний радиус определяется как процент от размера отверстия матрицы. Это правило 20% (подробнее см. первый вопрос). Размер отверстия матрицы влияет на радиус изгиба, который, в свою очередь, влияет на BA и BD. Поэтому, если в ваших расчетах используется другой достижимый радиус отверстия матрицы, чем тот, который использует оператор на станке, у вас возникнет проблема.
Предположим, что станок использует другую ширину матрицы, чем планировалось. В этом случае станок получит другой внутренний радиус изгиба, чем планировалось, что изменит BA и BD и, в конечном итоге, размеры готовой детали.
Это подводит меня к вашему комментарию о неправильном радиусе пуансона 0,063 дюйма, если только вы не пытаетесь получить другой или меньший внутренний радиус изгиба. Радиус должен работать нормально, вот почему.
Измерьте полученный внутренний радиус изгиба и убедитесь, что он совпадает с рассчитанным внутренним радиусом изгиба. Действительно ли радиус вашего пуансона неправильный? Это зависит от того, чего вы хотите достичь. Радиус пуансона должен быть равен или меньше плавающего внутреннего радиуса изгиба. Если радиус пуансона больше естественного плавающего радиуса изгиба на данном отверстии матрицы, деталь будет принимать радиус пуансона. Это снова изменит внутренний радиус изгиба и значения, которые вы рассчитали для BA и BD.
С другой стороны, не следует использовать слишком малый радиус пуансона, так как это может сделать изгиб более острым и вызвать множество других проблем. (Подробнее об этом см. в разделе «Как избежать резких поворотов».)
За исключением этих двух крайностей, пневматический пуансон представляет собой всего лишь толкающий механизм и не влияет на BD и BA. Радиус изгиба снова выражается в процентах от раскрытия матрицы, рассчитанных по правилу 20%. Также убедитесь, что вы правильно применяете значения BA и BD, как показано на рисунке 1.
Вопрос: Я пытаюсь рассчитать максимальную боковую силу для специального инструмента для подшивания, чтобы обеспечить безопасность наших операторов во время процесса подшивания. Можете ли вы дать какие-нибудь советы, которые помогут мне это сделать?
Ответ: Боковая сила или боковое усилие трудно измерить и рассчитать для выравнивания края на листогибочном прессе, и в большинстве случаев это излишне. Реальная опасность заключается в перегрузке листогибочного пресса и разрушении пуансона и станины станка. Пуансон и станина могут опрокинуться, что приведет к их необратимому изгибу.
Рисунок 2. Упорные пластины на комплекте выравнивающих матриц обеспечивают неподвижность верхнего и нижнего инструментов, предотвращая их перемещение в противоположных направлениях.
Обычно листогибочный пресс деформируется под нагрузкой и возвращается в исходное плоское положение после снятия нагрузки. Однако превышение предельной нагрузки может привести к деформации деталей станка до такой степени, что они перестанут возвращаться в плоское положение. Это может привести к необратимому повреждению листогибочного пресса. Поэтому обязательно учитывайте операции по подгибке при расчете тоннажа. (Более подробную информацию можно найти в статье «4 основных фактора, определяющих тоннаж листогибочного пресса».)
Если длина фланца, подлежащего выравниванию, достаточна для выравнивания, боковое усилие должно быть минимальным. Однако, если вы обнаружите, что боковое усилие кажется чрезмерным, и вы хотите ограничить движение и скручивание модуля, вы можете добавить к нему упорные пластины. Упорная пластина представляет собой не что иное, как толстый кусок стали, добавленный к нижнему инструменту и выступающий за пределы верхнего инструмента. Упорная пластина смягчает воздействие бокового усилия и гарантирует, что верхний и нижний инструменты не будут двигаться в противоположных направлениях друг относительно друга (см. рис. 2).
Как я уже отмечал в начале этой статьи, вопросов слишком много, а времени слишком мало, чтобы ответить на все. Спасибо за ваше терпение, если вы недавно присылали мне вопросы.
В любом случае, пусть вопросы продолжают появляться. Я отвечу на них как можно скорее. А пока надеюсь, что ответы здесь помогут тем, кто задал вопрос, и другим, столкнувшимся с похожими проблемами.
Раскройте секреты работы с листогибочным прессом на этом интенсивном двухдневном семинаре 8-9 августа под руководством инструктора Стива Бенсона, который научит вас теории и математическим основам работы с вашим станком. Вы изучите принципы высококачественной гибки листового металла благодаря интерактивным занятиям и практическим задачам на протяжении всего курса. С помощью простых и понятных упражнений вы освоите навыки, необходимые для точного расчета вычетов при гибке, выбора оптимального инструмента и определения правильного размера V-образного отверстия матрицы во избежание деформации детали. Посетите страницу мероприятия, чтобы узнать больше.
FABRICATOR — ведущий североамериканский журнал, посвященный металлообработке и формовке. Журнал публикует новости, технические статьи и примеры из практики, которые позволяют производителям более эффективно выполнять свою работу. FABRICATOR работает в отрасли с 1970 года.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The FABRICATOR, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровая версия журнала The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступна, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный доступ к цифровой версии журнала STAMPING Journal, в котором представлены последние технологические достижения, лучшие практики и новости отрасли для рынка штамповки металла.
Получите полный доступ к цифровой версии The Additive Report, чтобы узнать, как аддитивное производство может повысить эффективность производства и увеличить прибыль.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The Fabricator en Español, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.