Presión de plegado del freno y la muesca: una inmersión más profunda

Incluso en un mundo CAD, sigue siendo bueno conocer los conceptos básicos del diseño y el entallado de chapa metálica.

Figura 1

Esta parte simple tiene dos 0.750-in. Bridas y una dimensión total de 2.000 pulg.

Sobre la base del tema del mes pasado en las muescas, vamos a profundizar un poco más en cómo el radio de doblez interior, la deducción de doblez y las líneas de molde afectan la calidad de los productos que está produciendo.

Al igual que el mes pasado, para comprender realmente las muescas y su efecto en el radio de doblez, debe conocer los conceptos básicos de la deducción de doblez (BD), el margen de doblez (BA) y el retroceso externo (OSSB).

Hacer muescas puede parecer que no es un tema apropiado para una columna sobre la flexión, pero realmente lo es. Como se describió el mes pasado, el tipo de muesca afecta directamente las dimensiones del diseño y el orden de flexión. Desde la perspectiva del operador de la prensa de frenos, la muesca y la flexión tienen una relación simbiótica.

Para la mayoría de nosotros, nuestros sistemas CAD se encargan de estos cálculos de diseño. No obstante, el diseño de muesca manual todavía se utiliza para productos únicos o en tiendas de prototipos. Cualquiera que sea el método que utilice (CAD o manual) para realizar esta tarea, es la deducción de radio y de curva lo que hará o romperá su parte.

Fundamentos de la línea de moldes

Comenzamos nuestro viaje con una mirada más cercana a las líneas de molde. Estas son líneas imaginarias que cuando se colocan en el patrón plano o el dibujo representan el área que será el radio de curva después de la formación. En términos generales, la línea de molde exterior (OML) tiene el mismo valor que la dimensión exterior completa de la brida, y la línea de molde interior (IML) tiene una deducción de una curva menos.

La figura 1 muestra una parte simple con dos 0.750 pulgadas. Bridas y una dimensión total de 2.000 pulg. El BD en este ejemplo es 0.100, y el material es de acero laminado en frío de 0.060 pulg. de espesor. El área entre el IML y OML será el radio de curva después de la formación.

El primer OML (a la derecha) se coloca a 0.750 pulg., Según lo especificado por la dimensión exterior completa de la brida. Luego colocamos el IML en una deducción de curva menor (0.100 pulg.), O en 0.650 pulg. Encontramos la dimensión del segundo OML (a la izquierda en el dibujo) agregando la dimensión exterior del total (2.000 pulg.) a IML desde la primera curva (0.650 in.): 2.000 + 0.650 = 2.650 in.

Al restar una deducción de plegado completo del segundo OML, obtenemos el segundo IML: 2.650 - 0.1000 = 2.550 pulg. A esa dimensión agregamos la dimensión de la brida exterior (0.750 pulg.) De la segunda curva para encontrar la dimensión total de la pieza en blanco: 2.550 + 0.750 = 3.300 pulg.

Una vez que sepa dónde van las líneas de molde en el patrón plano, puede determinar si alguna de las características que planea agregar se colocará en el radio de la curva y, por lo tanto, se distorsionará durante el conformado.

90 grados con bridas iguales

Figura 2

Esta parte simple tiene dos bridas de 90 grados que tienen 0,750 pulg.

(Los números rojos en el patrón plano corresponden a la descripción en este artículo).

Al encontrar el OML y el IML como se describió anteriormente, podemos desarrollar los ejes X-Y (las dos curvas que se intersectan perpendiculares entre sí) según se relacionen con las líneas del centro de la curva. La línea central es el centro de la curva, a medio camino entre las líneas del molde. La intersección de las líneas centrales de los ejes X e Y se convierte en el centro de la muesca, como se muestra en la Figura 2. Estamos trabajando con aluminio con un radio de curvatura interior de 0.063 pulg. Y BD de 0.100 pulg. esquina cero ”en la parte inferior derecha, que es el punto de inicio para todas nuestras mediciones de diseño. Utilizando estos datos para la Figura 2, el proceso de diseño es el siguiente. Los números rojos en la figura corresponden a los números entre paréntesis a continuación.

Encuentre dónde se intersecan las dos líneas centrales de la curva (1). Siga el OML vertical hacia abajo y reste la dimensión de la brida exterior de ese valor. En nuestro ejemplo, la dimensión de la pestaña exterior es 0.750 pulg. Así que en la dirección X, medimos 0.750 pulg. Desde el OML vertical (2). Ese valor es la coordenada de la esquina de muesca más cercana a la esquina cero-cero (3).

Vuelva a la IML de la pestaña perpendicular y agregue el 0.750-in. dimensión de la brida a ese valor (4). Ahora tiene las coordenadas de la esquina de la muesca más alejadas de cero-cero (5). Ahora está listo para programar o extender la pieza y cortar la muesca, teniendo en cuenta el alargamiento de la pieza durante la conformación.

Si está utilizando un láser o un chorro de agua para producir estas piezas, el ángulo del corte de la muesca puede modificarse ligeramente para permitir la recuperación elástica. Es decir, puede modificar el ángulo de la muesca para tener en cuenta la sobreendeudación necesaria para formar la pieza.

Por ejemplo, si sabe que su curva requerirá espacio para 2 grados de recuperación elástica, puede utilizar la trigonometría de ángulo recto para calcular las esquinas superior e inferior de la muesca, agregando un grado de espacio adicional adicional para la curva y el acoplamiento Superficies (ver Figura 3).

Más de 90 grados con bridas iguales

Ahora veamos el diseño de una muesca perpendicular doblada a un ángulo complementario de más de 90 grados, como se muestra en la Figura 4. El 0.500-in. Las bridas laterales se doblan en las líneas horizontales del molde a 90 grados; la deducción de la curva (y la distancia entre las líneas del molde) es de 0.100 pulg. Mientras tanto, la curva perpendicular es de 120 grados complementarios (60 grados incluidos), con el BD de 0.250 pulg.

Primero, defina el triángulo en la intersección de la muesca, de acuerdo con lo que sabemos. Como se muestra en la vista lateral de la Figura 4, la muesca se dobla a un ángulo incluido de 60 grados (120 grados complementarios), y dibujamos un triángulo donde estará la dimensión de la muesca. El triángulo divide ese ángulo de curvatura incluido en 60 grados a la mitad, por lo que sabemos que el ángulo C debe ser de 30 grados. También sabemos que el lado c es la misma dimensión que la pestaña lateral: 0.500 pulg.

Así que ahora tenemos un lado, la altura del reborde y dos ángulos, suficiente información para resolver el lado faltante utilizando la trigonometría de ángulo recto: b = c / tan (C); b = 0.500 / tan (30) = 0.866 pulg. Este 0.866 pulg. La dimensión, etiquetada con una "L" en el dibujo, es el lado adyacente del triángulo y la dimensión necesaria para colocar la muesca.

Para encontrar los puntos de ubicación de la muesca, aplique el 0.866-in. dimensionar a la línea de molde apropiada, en la dirección apropiada, como se muestra en la vista de patrón plano en la Figura 4.

Menos de 90 grados con bridas iguales

Nuevamente, necesitamos definir un triángulo rectángulo en la intersección de la muesca. Esta vez estamos doblando a solo 60 grados complementarios, o 120 grados incluidos. Las pestañas laterales esta vez son 0.750 pulg.

figura 3

Si no está perforando manualmente, sino que está cortando partes en un láser o una máquina ciega similar, puede cambiar el ángulo de la muesca ligeramente para

cuenta para el springback.Puede pensar que el ángulo de la muesca es el doble del ángulo "B" del triángulo rectángulo que se muestra aquí. Si sabes lo que es B,y

ya sabesdimensión c (borde para doblar la línea central),puede calcular las dimensiones restantes utilizando una variedad de fórmulas de trigonometría del triángulo rectángulo.

Como antes, el triángulo divide el ángulo de 120 grados incluido en dos, por lo que el ángulo en C es de 60 grados. Y sabemos que c es el 0.750-in. dimensión de la brida. Desde aquí resolvemos nuestro valor perdido: b = c / tan (C); b = 0.750 in./tan(60) = 0.433 in.

Luego aplicamos esa dimensión al patrón plano. Las líneas centrales aún establecen la primera de nuestras ubicaciones. Y de las líneas de molde relacionadas, agregamos o restamos 0.433 pulg., De la misma manera que lo hicimos para el valor de 0.866 en la Figura 4.

Esquina cuadrada con bridas iguales

Estas son esquinas con dos bridas hacia arriba en ambos ejes. Esto es similar a lo que hemos visto hasta ahora, aunque con algunas diferencias clave. Caminar a través de este diseño requerirá pasar por las líneas del molde para encontrar dónde las líneas centrales se intersecan en la muesca.

La deducción de doblez para ambas curvas es de 0.100 in. El OML es la dimensión exterior de la brida, 0.500 in. (1). Una deducción de una curva menos es el IML, a 0.400 in. (2). A la IML le agregamos la dimensión externa completa de 1.000 in. (3), lo que nos da la verdadera ubicación OML para la segunda curva. Luego restamos la mitad de la deducción de curva para encontrar la línea central: (0.400 + 1.000) - 0.50 = 1.350 pulg.

Encuentre dónde esta línea central se interseca con la línea central de la curva perpendicular (4), y aquí es donde debe ir su muesca. Desde aquí puede medir las dimensiones de la muesca de la misma manera que se muestra en la Figura 4.

Muesca de reborde lateral desigual

Todos los ejemplos anteriores tenían bordes laterales de igual longitud, lo que hace que los cálculos matemáticos de la muesca sean relativamente fáciles de calcular. ¿Pero qué pasa cuando las pestañas laterales son desiguales?

El diseño y las matemáticas se vuelven un poco más difíciles de realizar, pero no sin razón. Incluso aquí, si seguimos algunas reglas simples, la muesca formada resultante se alineará perfectamente.

Las bridas desiguales crean un problema especial: el desplazamiento del punto central. En esencia, esto significa que la muesca se inclinará ligeramente. Esto es necesario para asegurar que las esquinas inferiores se cierren y se junten de lleno.

Al crear este tipo de muesca, la línea central se desplazará a favor de la pestaña más alta. Este desplazamiento o inclinación de la muesca permite que las esquinas de la muesca se encuentren en ángulos rectos cuando se forman.

Encontramos una parte con dos bridas, la primera de 1 pulg. Y la segunda de 0.750 pulg., Junto con una sola curva perpendicular. El primer paso es encontrar y definir el triángulo rectángulo en la intersección de las muescas de doblez. Como sabemos las dimensiones de la brida 1.000 pulg. Y 0.750 pulg. (Lado b y lado c), y el ángulo A es de 90 grados, podemos ejecutar (entre muchas otras) la siguiente fórmula trigonométrica: B = tan-1 (b / c) ); B = tan-1 (1 / 0.750) = 53.13; C = 180 - (A + B); C = 180 - (90 + 53.130) = 36.87.

Figura 4

Esto muestra una vista lateral (parte superior) y un patrón plano para una muesca doblada a 120 grados complementarios (60 grados incluidos).

A partir de aquí, debemos calcular el "valor de cambio X", que nos muestra el espacio que necesitamos para explicar el desplazamiento de la muesca hacia la brida más grande, primero trabajamos con el triángulo rectángulo creado con el nuevo ángulo de muesca de 36.87 grados, como delineado en azul. Sabemos que el lado b es el espacio entre las líneas de molde perpendiculares, es decir, es el mismo que nuestro BD, 0.100 pulg.

Debido a que el triángulo rectángulo azul es el mismo triángulo rectángulo que definimos anteriormente, solo con dimensiones más pequeñas, conocemos todos los ángulos. Sabemos que el ángulo B es el mismo que nuestro nuevo ángulo de muesca, 36.87 grados. Como los ángulos del triángulo rectángulo suman 180, sabemos que el ángulo C tiene que ser de 53.13 grados (180 - 90 - 36.87 = 53.13). Sabiendo todo esto, hacemos lo siguiente, como se ilustra en la Figura 8:

1. Resuelva para el lado c usando una fórmula de trigonometría en ángulo recto como:

c = b / tan (B)

c = 0.100 / tan (36.87) v

c = 0.133

2. Reste la mitad de la deducción de la curva de este valor: 0.133 - 0.050 = 0.083. Esta es la longitud de la línea roja en la Figura 8. Esto hace que una pierna (c) de un triángulo rectángulo más pequeño.

3. Resuelve para la línea amarilla (b):

b = c / tan (C)

b = 0.083 / Tan (53.13)

b = 0.062 v

4. Reste este valor de la mitad del BD y obtendrá el valor de cambio de X, que se muestra en verde en la Figura 8: 0.062 - 0.050 = 0.012 in.

Como se muestra en la Figura 9, para encontrar el nuevo centro de muesca, ubique la primera coordenada para el 0.750-in. dimensión de la brida a la ubicación IML antes del cambio (1). De esa primera ubicación restamos la mitad de la deducción de curva (0.050) para llegar a 0.700, luego sumamos el valor de cambio de 0.012 pulg. Para obtener 0.712 pulg. Desde esa primera muesca, restamos las 0.712 pulg. Para encontrar la ubicación del punto central desplazado (2).

Figura 5

Esto muestra una muesca doblada a 60 grados complementaria con bridas laterales iguales.