Predecir el radio interior al doblar con la plegadora

Predecir el radio nunca es 100 por ciento exacto, pero esto es lo mejor que hay

Puede utilizar algunas reglas generales comunes para predecir el radio de curvatura interior cuando se forma aire, y los resultados que obtiene suelen ser bastante aproximados, pero con la ayuda de algunas calculadoras en línea, puede acercarse aún más.

Figura 1

Muchas veces, durante la formación, no formamos un radio verdadero, sino una parábola.

Si ha seguido nuestra discusión en los últimos meses sobre el radio de curvatura y de dónde viene, bienvenido de nuevo. De cualquier manera, veamos qué tan profundo llega este radio de madriguera de conejo.

En artículos anteriores, analicé varias reglas generales que los operadores utilizan en el taller para realizar el trabajo. Estas reglas pueden acercar la predicción del radio de curvatura interior, pero usted puede acercarse aún más.

¿Qué diferencia hay?

Considere una situación típica en la que se utiliza la regla del 20 por ciento, que establece que se forma un radio curvado por aire como porcentaje de la apertura del troquel, del 20 al 22 por ciento para acero inoxidable y alrededor del 16 por ciento para acero laminado en frío de 60 KSI, nuestra material de base.

Supongamos que está doblando aluminio blando de 13 KSI con un espesor de 0,984 pulgadas. ancho de troquel y un punzón de radio de 0,032 pulgadas. Solo como punto de partida, se calcula que el radio de curvatura interior en el 16 por ciento de la apertura del troquel es 0,157 pulgadas, aunque esto es para 60 KSI. material, por lo que tendrás que adaptarte al tipo de material. Mientras tanto, cuando calcula para ver si la curva se volverá cerrada, encontrará que el radio mínimo antes de su 0,032 pulgadas. El punzón comienza a doblar la línea de plegado es de 0,172 pulgadas. Finalmente, ejecuta una curva de prueba, sólo para descubrir que el radio real es 0,170 pulgadas.

Tienes el de 0,157 pulgadas. radio calculado a partir de la regla del 20 por ciento, entonces tienes el radio de 0,172 pulgadas. radio a partir de sus cálculos de curvatura pronunciada. Esa es una diferencia en el radio de 0,015 pulgadas. ¿No dices mucho? En este caso, la diferencia cuando aplicada a la deducción de curvatura puede alcanzar 0,009 pulgadas por curvatura.

¿Alguna vez ha construido una pieza con cuatro pestañas laterales con cuatro pestañas adicionales en la parte superior, solo para descubrir que una esquina queda perfecta, dos esquinas son marginalmente satisfactorias y una se ve simplemente horrible? ¿Por qué sucede esto? A Un pequeño error en la deducción de curvatura causado por discrepancias en los cálculos del radio de curvatura interior marca una gran diferencia si desea piezas perfectas la primera vez.

El corazón de cualquier operación de plegado es el radio interior del plegado. Si puede calcular la deducción por flexión basándose en los resultados reales, la precisión está asegurada. El único defecto de esta teoría es que muchas veces durante la formación no estamos formando un radio verdadero. La forma que está formando puede ser una parábola, una curva reflejada simétrica, generalmente en forma de U cuando se orienta como se muestra en la Figura 1. Y el radio final que logra es el resultado del retorno elástico.

Efectos de recuperación elástica

Entonces, ¿cómo predecimos el radio interior más preciso y la deducción de curvatura correcta? Para lograr esto manualmente, las matemáticas profundizan en la maleza, por lo que no entraré en eso. Más bien, simplemente usaremos dos diferentes basados ​​en web. calculadoras.

El primero está en www.harsle.com. Haga clic en La calculadora de arco circular completa. Tenga en cuenta que la etiqueta Ancho del arco en la calculadora es el mismo que el ancho del troquel, y el Ángulo subtendido por el arco es el mismo que el ángulo de plegado incluido.

Asegúrese de que la configuración de dimensiones de la calculadora sea correcta para los datos que está utilizando: pulgadas, pies, milímetros, etc. Tenga en cuenta que cuando hacemos clic en Entrar, las respuestas que obtenemos son puramente matemáticas y no han sido factorizadas para el resistencia a la tracción del material.

Figura 2

Como se muestra en este cálculo de The Complete Circular Arc Calculator en www.harsle.com, a medida que aumenta el ángulo de curvatura incluido, también aumenta el radio (altura del arco).

La información que buscamos en la calculadora es la altura del arco, que equivale al radio de curvatura exterior. Encontremos un valor para nuestra línea base, acero laminado en frío de 60 KSI, 0,125 pulgadas de espesor, usando un tubo de 0,984 pulgadas. ancho del troquel. Por favor tenga en cuenta que estamos hablando de formación de aire, por lo que el ángulo del dado no hará ninguna diferencia; puede ser un canal, agudo o V. Es el ancho lo que cuenta.

Primero, entremos en el ángulo relajado: esos 90 grados que queremos alcanzar.

Valores ingresados

Ángulo subtendido por arco (ángulo de curvatura incluido): 90 grados

Ancho del arco (ancho del troquel): 0,984 pulg.

Valor calculado

Altura del arco (radio de curvatura exterior): 0,20379 pulg.

Sin embargo, estos cálculos no tienen en cuenta la recuperación elástica. Para nuestro ejemplo, usaremos un valor de 1 grado para la recuperación elástica, que ocurre cuando tenemos una relación aproximada de 1 a 1 entre el espesor del material y el radio de curvatura interior. Después El punzón libera la presión de formación, el material retrocede 1 grado, por lo que para compensar, ahora utilizamos un ángulo de curvatura de 89 grados incluido. Nuevamente usando la Calculadora de arco circular completa en harsle.com, ingresamos lo siguiente:

Valores ingresados

Ancho del arco (ancho del troquel): 0,984 pulg.

Ángulo subtendido por arco (ángulo de curvatura incluido): 89 grados

Valor calculado

Altura del arco (radio de curvatura exterior): 0,201 pulg.

Ahora tomamos el valor de la Altura del Arco para nuestro nuevo ángulo de curvatura y lo conectamos a la siguiente fórmula:

Altura del arco – (2 × Espesor del material2) = Radio interior

0,201 – (2 × 0,01562) = Radio de curvatura interior

0,201 – 0,031 = 0,170 pulgadas. Radio de curvatura interior

Tenga en cuenta que este enfoque de Altura de arco es diferente del enfoque adoptado en la columna Conceptos básicos de plegado del mes pasado, cuando usamos Longitud de arco. El mes pasado calculamos un radio interior basado en el ancho de la abertura del troquel; esta vez nosotrosEstamos usando un radio específico.

El mes pasado calculamos un radio de 0,136 pulgadas, y ahora calculamos el radio interior usando un método diferente y obtuvimos 0,170 pulgadas, una diferencia de 0,034 pulgadas. Además de eso, si usáramos la regla del 20 por ciento (nuevamente, para 60 KSI En acero laminado en frío, se calcula que el radio es aproximadamente el 16 por ciento del ancho de la matriz), calcularíamos un radio interior de 0,157 pulgadas, a medio camino entre las dos mediciones anteriores. Todas estas son formas diferentes en las que un radio puede calcularse, con resultados ligeramente diferentes. Pero sí, ¡la madriguera del conejo se hace más profunda!

Parábola y curvas pronunciadas

Si utiliza un valor de radio de punzonado igual o menor que el radio mínimo de curvatura pronunciada para que el aire forme una pieza, ya no creará un radio en la pieza (para obtener más información sobre curvaturas pronunciadas, en su lugar, creará una parábola). . Eres de hecho, introduce una longitud de arco diferente en la abertura de la matriz.

Para predecir cómo se formará esta parábola, podemos recurrir a otra calculadora online:

ingresamos nuestro radio exterior y el ancho del dado para encontrar la longitud del arco de la parábola. El valor de Altura en esta calculadora en línea es equivalente al radio de curvatura exterior, mientras que el valor de Ancho es equivalente al ancho del troquel:

Valores ingresados

Altura: (radio exterior): 0,201 pulg.

Ancho (ancho del troquel): 0,984 pulg.

Valor calculado

Longitud del arco: 1,0845 pulg.

Aquí la profundidad de la parábola (o altura del arco) es 0,201 pulgadas y la longitud del arco de la parábola es 1,0845 pulgadas. Recuerde estos valores. Volviendo ahora a La calculadora de arco circular completa en www.harsle.com, ingresamos la longitud del arco a 1,0845 pulgadas y el ancho del troquel a 0,984 pulgadas.

Valores ingresados

Longitud del arco: 1,0845 pulg.

Ancho del arco (ancho del troquel): 0,984 pulg.

Valores calculados

Altura del arco (radio de curvatura exterior): 0,195 pulg.

Ángulo subtendido por arco

(ángulo de curvatura incluido): 86,679 grados

Cuando haga esto, verá que la altura del arco (es decir, el radio exterior) es 0,195 pulgadas, un poco más pequeña que 0,201 pulgadas. radio exterior de la calculadora anterior, que no tuvo en cuenta el efecto de parábola. Conocimiento Esto, podemos decir con seguridad que el radio interior disminuye cuando se forma una parábola, lo que ocurre cuando se utiliza un radio de punzón que es menor que el radio mínimo de curvatura pronunciada. Tenga en cuenta que la parábola también requiere más ángulo de curvatura para producir el ángulo de flexión relajado deseado; Pasamos de un ángulo de curvatura incluido de 89 a 86,68 grados, 2,32 grados adicionales de recuperación elástica. También tenga en cuenta que el radio interior de la pieza no será menor que el radio de la punta del punzón.

Radios de ángulo y curvatura

Recuerde que cualquier cambio en el radio resulta en un cambio en el ángulo de curvatura. Si ingresamos el ancho del troquel y el ángulo de plegado incluido en www.harsle.com, obtenemos los resultados que se muestran en la Figura 2.

Los resultados muestran que cuando se forma con aire, el radio disminuye con el ángulo de curvatura incluido (se excluyen las curvas cerradas).

Esta relación ángulo/radio de curvatura se detiene en ángulos incluidos de menos de 28 grados incluidos (152 grados complementarios), aunque el ángulo mínimo incluido puede ser mayor en material con una recuperación elástica significativa.

Esto es cierto en parte porque el ángulo mínimo del punzón de la plegadora es de 28 grados incluidos. Dicho esto, continuar cerrando la curva más allá de los 28 grados incluidos resultará en algún tipo de aplanamiento. El radio será aplastado hasta se logra el ángulo de curvatura deseado o se completa una operación de dobladillo. (Como nota al margen, para un dobladillo cerrado el radio es cero y la deducción de curvatura se calcula como un porcentaje del espesor del material: 43 por ciento en condiciones perfectas. condiciones, aunque es una operación que depende mucho del operador.)

Factorización para la resistencia a la tracción

En el ejemplo anterior, utilizamos 1 grado de recuperación elástica para realizar los cálculos. Para acero laminado en frío dulce de 60 KSI, la cantidad promedio de recuperación elástica es de 1 grado o menos. ¿Qué pasa con otros materiales?

Para ello, podemos predecir el retroceso con un grado razonable de precisión utilizando la siguiente fórmula, que requiere que conviertamos todos los valores a métricos. Tenga en cuenta que predecir el springback nunca es 100 exacto. Sin embargo, estas fórmulas hacer un trabajo bastante bueno.

[(Radio interior en milímetros/2)/

Espesor del material en milímetros] × Factor de tracción

Factor de tracción = Resistencia a la tracción del material en PSI/60 000

Primero, calculemos la recuperación elástica como si estuviéramos trabajando con nuestro material base de 60 KSI con un radio de curvatura interior de 0,170 pulgadas:

[(Radio interior en milímetros/2)/

Espesor del material en milímetros] × Factor de tracción

Espesor del material: 0,125 pulg. × 25,4 = 3,175 mm

Radio de curvatura interior: 0,170 pulg. × 25,4 = 4,318 mm

(4.318/2) /3.175

2,159 mm/3,175 mm = 0,68 grados de recuperación elástica

En este ejemplo, redondearemos esto a 1 grado. Luego podemos aplicar el factor de tracción para acero inoxidable 88-KSI 304.

Factor de tracción = Resistencia a la tracción del material en PSI/60 000

88.000/60.000 = 1,466666

1,0 grados × 1,466666

Esto nos da 1,46 grados para el acero inoxidable 88-KSI 304. Redondeando hacia arriba, esto nos da 1,5 grados de recuperación elástica estimada con una relación de 1 a 1 entre el radio interior y el espesor del material.

Volver a la calculadora

Ahora que puede estimar la recuperación elástica con un nivel razonable de precisión, puede compensarla. Para determinar el ángulo que necesita para compensar la recuperación elástica, simplemente reste el valor de la recuperación elástica si está trabajando con ángulos de plegado incluidos, o agregue ese valor si está utilizando ángulos de plegado complementarios. La calculadora de arco circular en www.harsle.com funciona con los ángulos de curvatura incluidos (nuevamente, denominados Ángulo de arco subtendido).

Una vez que conozca el radio interior, es decir, el radio interior real que aparecerá en la pieza terminada, podrá insertar ese valor de radio en sus fórmulas de plegado (consulte la barra lateral).

Conclusión, por ahora

Al predecir correctamente el radio interior, podemos calcular con precisión las deducciones por curvatura. De las diferentes formas en que se puede predecir el radio interior, ninguna es perfecta, pero ésta es tan buena como parece. Aún así, la flexión tiene demasiadas variables para lograr una precisión del 100 por ciento.

También es imperativo con el conformado por aire que el ingeniero o programador informe al técnico sobre los conjuntos de herramientas con los que se diseñó cualquier curvatura. Además, el técnico debe darse cuenta de la importancia absoluta de utilizar esos herramientas para lograr piezas de calidad.

El mes que viene cubriremos cómo calcular el radio interior de curvaturas donde la relación entre el radio interior y el espesor del material se vuelve muy grande: la curvatura de radio profundo. Las curvaturas de radio grande tienen problemas con el ángulo del troquel, ancho, roturas múltiples y, por supuesto, cantidades muy grandes de recuperación elástica.

La madriguera del conejo todavía tiene mucho camino por recorrer, pero vale la pena el viaje.

Una revisión de las fórmulas de flexión

Estas fórmulas para el margen de curvatura, el retroceso exterior y la deducción de curvatura están bien establecidas y cada valor se puede utilizar de diferentes maneras para calcular el diseño plano de la pieza.

Fórmulas

BA = [(0,017453 × Rp) + (0,0078 × Mt)]

× Grados de curvatura complementaria

OSSB = [Tangente (grado de ángulo de curvatura/2)]

× (Mt + Rp)

BD = (OSSB × 2) – BA

Llave

Rp = Radio de la punta del punzón (tocar fondo)

o el radio interior flotante (formación de aire)

Mt = Espesor del material

BA = Margen de curvatura

BD = Deducción por curvatura

OSSB = Retranqueo exterior

0,017453 = π/180

0,0078 = factor K × π /180

Factor K = 0,446