Predicción del radio interior al doblar con la prensa

  Predecir el radio nunca es 100% exacto, pero es tan bueno como se puede

  Puede usar algunas reglas prácticas comunes para predecir el radio de curva interior cuando se forma aire, y los resultados que obtiene generalmente son lo suficientemente cercanos, pero con la ayuda de algunas calculadoras en línea, puede acercarse aún más.

Figura 1

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

  Si ha estado siguiendo a lo largo de los últimos meses con nuestra discusión sobre el radio de curvatura y de dónde viene, bienvenido de nuevo. De cualquier manera, veamos qué tan profundo es el orificio del conejo.

  En artículos anteriores he discutido varias reglas generales que los operadores usan en el taller para hacer el trabajo. Estas reglas pueden hacer que su predicción de radio de doblez interior se cierre, pero puede acercarse aún más.

  ¿Qué diferencia hace?

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

  Digamos que está doblando aluminio suave de 13 KSI con 0.984 pulgadas. Anchura del troquel y un punzón de 0,032 pulgadas de radio. Solo como punto de partida, calcula que el radio de curvatura interior en el 16 por ciento de la abertura del dado es de 0.157 pulg., Aunque esto es para 60-KSImaterial, por lo que tendrá que adaptarse al tipo de material. Mientras tanto, cuando calcula para ver si la curva se volverá pronunciada, encontrará el radio mínimo antes de su 0.032-in. El punzón comienza a doblar la línea de doblez de 0.172 in.Finalmente, ejecuta una curva de prueba, solo para encontrar que el radio real es 0.170 pulg.

  Tienes el 0.157-in. el radio se calcula a partir de la regla del 20 por ciento, entonces usted tiene 0.172 pulgadas. radio de sus cálculos de curva aguda. Esa es una diferencia en el radio de 0.015 pulg. ¿No dice mucho? En este caso, la diferencia cuandoLa deducción aplicada a la curva puede alcanzar 0.009 pulg. por curva.

  ¿Alguna vez ha construido una pieza con cuatro bridas laterales con cuatro bridas adicionales en la parte superior, solo para encontrar que una esquina sale perfecta, dos esquinas son marginalmente satisfactorias y una se ve horrible? ¿Por qué pasó esto? UNAUn pequeño error en la deducción de doblez causada por las discrepancias en los cálculos del radio de doblez interior hace una gran diferencia si quiere partes perfectas la primera vez.

  El corazón de cualquier operación de flexión es el radio interior de la curva. Si puede calcular la deducción de doblez basándose en los resultados reales, se garantiza la precisión. El único defecto en esta teoría es que muchas veces durante la formación no estamosFormando un verdadero radio. La forma que está formando puede ser una parábola, una curva simétrica simétrica, generalmente en forma de U cuando está orientada como se muestra en la Figura 1. Y el radio final que obtiene es el resultado de la recuperación elástica.

  Efectos de Springback

  Entonces, ¿cómo podemos predecir el radio interior más preciso y la deducción de doblez correcta? Para lograr esto manualmente, las matemáticas se adentran en la maleza, así que no iré allí. Más bien, simplemente usaremos dos aplicaciones web diferentescalculadoras

El primero está en www.harsle.com. Haga clic en The Complete Circular Arc Calculator. Tenga en cuenta que la etiqueta de Ancho de Arco en la calculadora es la misma que la anchura del troquel, y el Ángulo Subtendido por Arco es el mismo que el ángulo de doblez incluido.

  Asegúrese de que la configuración de las 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 se han considerado para elResistencia 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 lo hace el radio (altura del arco).

  La información que estamos buscando en la calculadora es la altura del arco, que equivale al radio de curva exterior. Encontremos un valor para nuestra línea de base, acero laminado en frío de 60 KSI, de 0.125 pulg. De grosor, con un 0.984 pulg. ancho del troquel Por favortenga en cuenta que estamos hablando de formación de aire, por lo que el ángulo de la matriz no hará ninguna diferencia; Puede ser un canal, agudo, o morir. Es el ancho lo que cuenta.

  Primero, entremos al ángulo relajado, a 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 curva exterior): 0.20379 in.

  Sin embargo, estos cálculos no tienen en cuenta el springback. Para nuestro ejemplo, usaremos un valor de 1 grado para la recuperación elástica, que se produce cuando tenemos una relación aproximada de 1 a 1 entre el grosor del material y el radio de doblez interior. Despuésel 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 curva exterior): 0.201 pulg.

  Ahora tomamos el valor de Altura de arco para nuestro nuevo ángulo de curvatura y lo insertamos en la siguiente fórmula:

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

0.201 - (2 × 0.01562) = Radio de curva interior

0.201 - 0.031 = 0.170 in Radio de curvatura interior

  Tenga en cuenta que este enfoque de Altura de arco es diferente del enfoque adoptado en la columna de Conceptos básicos de flexión del mes pasado, cuando utilizamos la Longitud de arco. El mes pasado calculamos un radio interior basado en el ancho de la abertura del troquel; esta vez nosotros’Está utilizando un radio específico.

  El mes pasado calculamos un radio de 0.136 pulgadas, y justo ahora calculamos el radio interior utilizando un método diferente y obtuvimos 0.170 pulgadas. Una diferencia de 0.034 pulgadas. Además, si utilizamos la regla del 20 por ciento (de nuevo, por 60-KSIen acero laminado en frío, el radio se calcula que es aproximadamente el 16 por ciento del ancho del troquel, calcularíamos un radio interno de 0.157 pulg. a mitad de camino entre esas dos mediciones anteriores. Estas son todas formas diferentes en que un radio puedeSe calculará, con resultados ligeramente diferentes. Pero, sí, ¡el agujero del conejo se hace más profundo!

Parábola y Curvas Afiladas

  Si usa un valor de radio de perforación igual o menor que el radio mínimo de curvatura aguda para que el aire forme una parte, ya no estará creando un radio en la parte (para obtener más información sobre curvas pronunciadas, en su lugar, estará creando una parábola). . Usted estáen efecto, tirando una longitud de arco diferente en la abertura del troquel.

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

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

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 de 0.201 pulg. Y la longitud del arco para la parábola es de 1.0845 pulg. Recuerde estos valores. Volviendo ahora a The Complete Circular Arc Calculator en www.harsle.com, ingresamos la longitud del arcoa 1.0845 pulg. y el ancho del troquel a 0.984 pulg.

Valores ingresados

Longitud del arco: 1.0845 pulg.

Ancho del arco (ancho del troquel): 0.984 pulg.

Valores calculados

Altura del arco (radio de curva exterior): 0.195 pulg.

Ángulo Subtendido por Arco

(Incluido ángulo de curvatura): 86.679 grados

  Cuando hagas esto, verás que la altura del arco (es decir, el radio exterior) es de 0.195 pulg., Un poco más pequeña que la de 0.201 pulg. fuera del radio de la calculadora anterior, que no tuvo en cuenta el efecto de parábola. ConocimientoEn este caso, podemos decir con seguridad que el radio interior disminuye cuando se forma una parábola, lo que ocurre cuando se usa un radio de perforación menor que el radio mínimo de curvatura pronunciada. Tenga en cuenta que la parábola también requiere más ángulo de flexión para producirel ángulo de flexión relajado deseado; Pasamos de un ángulo de curvatura incluido de 89 a 86,68 grados, un adicional de 2,32 grados de recuperación elástica. También tenga en cuenta que el radio interior de la pieza no será más pequeño que el radio de la punta del punzón.

  Ángulo y curva radios

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

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

  Esta relación ángulo / radio de curvatura se detiene en ángulos incluidos menores a 28 grados incluidos (152 grados complementarios), aunque el ángulo mínimo incluido puede ser mayor en material con un salto elástico significativo.

  Esto es cierto en parte porque el ángulo mínimo del punzón del freno de la prensa 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 hastase logra el ángulo de curvatura deseado o se completa una operación de dobladillo. (Como nota rápida, para un dobladillo cerrado, el radio es cero y la deducción de la curva se calcula como un porcentaje del grosor del material: 43 por ciento bajo perfectocondiciones, aunque es una operación muy dependiente del operador.)

  Factoring para la resistencia a la tracción

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

  Para esto, podemos predecir la recuperación elástica con un grado razonable de precisión mediante la siguiente fórmula, que nos obliga a convertir todos los valores a métricas. Tenga en cuenta que predecir la recuperación elástica nunca es 100 exacto. Sin embargo, estas fórmulashacer un buen trabajo

[(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 el springback como si estuviéramos trabajando con nuestro material de línea de base de 60 KSI con un radio de curva interior de 0.170 pulg.

[(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 hasta 1 grado. Entonces 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 grado × 1.466666

  Esto nos da 1.46 grados para 88-KSI 304 inoxidable. Al redondear, 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 el springback con un nivel razonable de precisión, ahora puede compensarlo. Para determinar el ángulo que necesita para compensar la recuperación elástica, simplemente reste el valor de recuperación si está trabajando conincluye ángulos de doblez, o agrega ese valor si estás usando ángulos de doblez complementarios. La calculadora de arco circular en www.harsle.com funciona con los ángulos de curvatura incluidos (de nuevo, etiquetados como Ángulo de arco subtendido).

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

  Conclusión, por ahora.

  Al predecir correctamente el radio interior, podemos calcular con precisión las deducciones de flexión. De las varias formas diferentes en que se puede predecir el radio interior, ninguna es perfecta, pero esta es tan buena como puede ser. Aún así, la flexión tieneDemasiadas variables para lograr el 100 por ciento de precisión.

  También es un imperativo con la formación de aire que el ingeniero o el programador informen al técnico sobre los conjuntos de herramientas en los que se diseñó cualquier curva determinada. Además, el técnico debe darse cuenta de la importancia absoluta de utilizar esosHerramientas para lograr piezas de calidad.

  El próximo mes cubriremos cómo calcular el radio interior de las curvas, donde la relación entre el radio interior y el grosor del material es muy grande: la curva de radio profundo. Las curvas de gran radio tienen problemas con el ángulo del troquel, el troquelAncho, rotura múltiple y, por supuesto, grandes cantidades de springback.

  El agujero 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 doblez, el retroceso exterior y la deducción de doblez están bien establecidas, y cada valor se puede utilizar de diferentes maneras para calcular el diseño de la parte plana.

Fórmulas

BA = [(0.017453 × Rp) + (0.0078 × Mt)]

× Grados de doblez complementarios

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 flotado (formación de aire)

Mt = espesor del material

BA = margen de plegado

BD = deducción de la curva

OSSB = revés exterior

0.017453 = π / 180

0.0078 = factor K × π / 180

Factor K = 0.446