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Principios básicos de la flexión de la prensa Cómo evitar una curva pronunciada

Número Navegar:20     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2019-04-02      Origen:motorizado Su mensaje

dobladora de metal

Pregunta: Primero, permítame decirle que he disfrutado leyendo sus artículos y libros relacionados con la formación de una teoría. He estado aplicando los principios que has cubierto en las tiendas para las que he trabajado.


Recientemente empecé con un OEM diferente para ayudar con su departamento de fabricación. Utilizamos acero inoxidable 304 casi el 95 por ciento del tiempo. He estado trabajando con calidad e ingeniería para que nuestras mesas de pliegues se resuelvan, por lo que nuestras piezas saldrán correctamente la primera vez, dentro de una entrada de 0.0100 in. varianza por curva. He recopilado datos de nuestros proveedores sobre la máxima resistencia a la tracción y la resistencia del rendimiento y he compuesto tablas con promedios para aplicar a las fórmulas para predecir mejor las longitudes en blanco. Nuestro problema es que la punta del punzón parece estar sumergiéndose en nuestro material inoxidable.


Usando herramientas de estilo americano, doblamos al aire acero inoxidable de 90 mm (0.075 pulg.) De espesor, con una punta de punzón de radio de 0.062 pulg. Y una punta de 0.500 pulg. muere abriéndose, dándonos aproximadamente 0.117 pulgadas. Flotó dentro del radio. Hemos intentado usar la punta del punzón de 0.125 pulg. De radio, pero nuestro blanco crece aún más. Incluso hemos subido a 0.625 pulgadas. Se está abriendo, principalmente para reducir los requisitos de tonelaje, pero no hemos visto una diferencia notable en cuanto a la distancia con respecto a lo que calculamos inicialmente.


Supongo que podemos estar inclinados con nuestra 0.062-in. Radio de la punta del punzón y, por lo tanto, excede el tonelaje de perforación del material. ¿Dónde sería un buen punto de partida para resolver este problema?


Respuesta: Todo lo que acaba de decir es consistente con la teoría de formación de aire. Aquí entran en juego tres factores: la flexión brusca, la regla del 20 por ciento y el radio de la punta de golpe.


Comencemos con la curva pronunciada o, como lo pones, hacer que la punta del punzón se “sumerja” en el material y arrugue el centro del radio.


Una curva pronunciada no es una curva de radio mínimo. Una curva de radio mínimo es el radio más pequeño que puede flotar libremente en forma de aire. Cualquier radio de la punta del punzón menor que el radio mínimo se "sumergirá" en el centro de la curva.


Una curva pronunciada amplificará las variaciones dentro del material que hacen que el ángulo de la curva cambie de una parte a otra. Estos incluyen diferencias en el espesor, la dirección del grano, así como el rendimiento y la resistencia a la tracción. Una curva pronunciada es causada por tres cosas: los límites de tensión de corte del metal, el área de tierra donde se aplica la fuerza de tonelaje y el tonelaje total requerido para doblar la pieza de trabajo sobre una abertura dada del dado.


Para saber dónde se dobla la curva, lo que llamamos el valor nítido, hemos adoptado una fórmula de tonelaje de perforación estándar para la flexión. Para nuestros propósitos, lo llamaremos tonelaje de perforación, ya que nos dice cuánta fuerza se necesita para que la punta del punzón penetre y arrugue el material, lo que, por supuesto, queremos evitar. La fórmula no se adapta perfectamente y los resultados son solo una aproximación, pero funciona lo suficientemente bien como para ser muy útil en la tienda fabulosa.


Sin embargo, antes de llegar a la fórmula, necesitamos determinar el área de tierra, el área de contacto inicial entre la punta del punzón y el material. En columnas anteriores, hemos utilizado el radio de perforación para calcular esta área de contacto. Esto te acerca lo suficiente para muchas aplicaciones, pero en realidad, esto no refleja lo que realmente está sucediendo durante una curva de aire.

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Si recuerdas la geometría de la escuela secundaria, un radio es la mitad del diámetro de un círculo, y eso es exactamente lo que está al final de la punta de un punzón. Si tuviera que medir el área curva en la parte inferior de una punta de perforación de 0.062 pulg., No sería igual a 0.062 pulg. El área curvada sería igual a la porción de una circunferencia o una longitud de arco. Extiende la curva a un círculo, divide el diámetro de ese círculo por la mitad y obtendrás 0.062 pulg., El radio de la punta del punzón.


Nuevamente, usar el radio de perforación para calcular el tonelaje de perforación funciona lo suficientemente bien. Pero para predecir el tonelaje de perforación con mayor precisión, debemos encontrar la longitud del arco, y no solo la longitud del arco, sino la longitud del arco que hace el contacto inicial con un material en el momento de la flexión.


Encontramos la longitud del arco al determinar los grados de contacto que hace la punta del punzón antes de que el metal comience a doblarse, como se muestra en la Figura 1. Esto puede variar mucho. Algunos materiales comienzan a doblarse inmediatamente después de unos pocos grados de contacto; Otros materiales comienzan a doblarse solo después de muchos más grados de contacto. Los cálculos para determinar esto se vuelven muy complejos, así que para nuestros propósitos aquí, usaremos 20 grados de contacto como una constante.


Al incorporar los grados de contacto y el radio de perforación (R) en la siguiente ecuación, determinamos la longitud del arco y, en última instancia, la superficie total del terreno:


Longitud del arco = 2πR × (Grados de contacto / 360)

Área del terreno = Longitud del arco × Longitud de la curva


Ahora está en la fórmula de tonelaje perforante. Tenga en cuenta que la fórmula original tiene una variable llamada factor de corte para tener en cuenta el tamaño y la forma del material. Para nuestros propósitos, asumiremos que el material es plano, que tiene un factor de corte de 1.0. Esto no afecta nuestro resultado, por lo que lo hemos omitido de la ecuación. Una vez más, si bien esta fórmula no es perfecta para esta aplicación, es lo suficientemente cercana para que podamos encontrar los valores necesarios:


Tonelaje de perforación = Área del terreno × Espesor del material × 25 × Factor del material


La constante "25" proviene de tener en cuenta la resistencia de los grados de acero dulce comunes en el momento en que surgió la fórmula, de ahí la necesidad de los valores de los factores materiales (consulte la Figura 2). Los factores materiales ajustan el tonelaje para que coincida con el rendimiento actual del material y los valores de tracción.


Ahora que tenemos el tonelaje de perforación, debemos calcular el tonelaje de conformación necesario para doblar la pieza de trabajo. Hacemos esto encontrando el punto en el cual el metal entra en su estado plástico, se dobla y permanece doblado. Este punto es donde el rendimiento se "rompe" en el material. Tenga en cuenta que esto no es lo mismo que las cargas de formación en la parte inferior de la carrera en una operación de fondo o acuñación. Los cálculos de tonelaje de fondo y de acuñación son, en el mejor de los casos, suposiciones, ya que son muy dependientes del operador.


La siguiente ecuación, en la que Mt es el espesor del material, resuelve el valor de tonelaje donde se rompe el rendimiento, lo que nos da el tonelaje por pulgada que necesitamos para que se forme el material. Y al igual que con el tonelaje de perforación, debemos incorporar un factor de material, como se muestra en la Figura 2. Si no ve el material con el que está trabajando, simplemente puede dividir la resistencia a la tracción de su material por la resistencia a la tracción de nuestro material de base. , 60,000-PSI de acero dulce.


Formación de tonelaje por pulgada = {[(575 × Mt2) / Apertura del troquel / 12]} × Factor de material


El tonelaje de perforación nos da una estimación de cuánta fuerza tomará una herramienta para perforar, plegar y “zambullirse” en la línea de doblez. Para evitar doblar la curva, debe asegurarse de que el tonelaje de perforación sea mayor que el tonelaje de formación por pulgada. De esta manera, el material resistirá la presión de perforación de la punta del punzón.


Ahora estamos listos para ejecutar los cálculos. Tenga en cuenta que en lo siguiente, todos los valores de dimensión están en pulgadas. Además, no mencionó la longitud de una curva, por lo que para este ejemplo, solo usaremos una longitud de curva de 12 pulgadas.


Tipo de material y resistencia a la tracción = 90 KSI acero inoxidable


Factor material = 90 KSI / 60 KSI = 1.5


Longitud de la curva = 12 pulg.


Apertura del troquel = 0.500 pulg.


Radio de perforación = 0.062 pulg.


Longitud del arco = 2πR × (Grados de contacto / 360)


Longitud del arco = 2 × 3.1415 × 0.062 × (20/360) = 0.021 pulg.


Área de tierra = longitud del arco × longitud de la curva


Área de tierra = 0.021 × 12 = 0.252 pulg.


Tonelaje de perforación = Área de la tierra × Mt × 25 × Factor material


Tonelaje de perforación = 0.252 × 0.075 × 25 × 1.5 = 0.708 toneladas


Formación de tonelaje por pulgada = [(575 × Mt2) / Apertura del troquel / 12] × Factor material


Formación de tonelaje por pulgada = [(575 × 0.0752) / 0.500 / 12] × 1.5 = 0.808 ton

Como puede ver, el tonelaje de formación por pulgada es 0.808, mientras que su tonelaje de perforación es 0.708. El tonelaje requerido para formar excede la capacidad del material para resistir la fuerza de perforación.


Pero espera hay mas

Compare lo que sucede con las tres aberturas de troquel diferentes que caen dentro del rango de espesor de material de 6 a 8 veces. Nuestro tonelaje de perforación se mantiene constante, a 0.708 toneladas, pero mira lo que sucede con el tonelaje de formación:


Formación de l espesor (Mt) = 0.074 in.


0.375 pulg. apertura del troquel = 1.078 toneladas por pulgada


0.500 pulg. apertura del troquel = 0.808 toneladas por pulgada


0.625 pulg. Apertura del troquel = 0.646 toneladas por pulgada


Observe lo que sucede cuando abre el ancho del troquel de 0.500 a 0.625 pulg. La presión para formarse ahora es menor que el tonelaje a perforar. Esto significa que la punta del punzón ya no debe estar "sumergiéndose" en el centro de la curva, y la curva no debe estar en una relación "aguda" con el material.


No solo eso, sino que como ha notado, el radio interior ha cambiado como debería. Esta es la regla del 20 por ciento en el trabajo. En su nota, indicó que estaba logrando un radio interior flotante de 0.117 pulg. Sobre un 0.500 pulg. Muere La regla del 20 por ciento establece que para 304 inoxidables con una resistencia máxima a la tracción (UTS) de 85,000 PSI, el radio flotante debe oscilar entre el 20 y el 22 por ciento de la abertura del troquel. Efectivamente, el 22 por ciento de 0.500 es 0.110 pulg. La dirección del grano, las imprecisiones de medición y el hecho de que esté trabajando con material UTS de 90,000 PSI daría cuenta de las discrepancias menores. Su material tiene un radio de curva interior igual al 23 por ciento de la abertura del troquel.


En base a todo eso, el radio interior resultante de la formación sobre un 0.625-in. la abertura del troquel debe ser de 0.143 pulg. (0.625 × 0.23 = 0.143 pulg.), y no debe haber signos visibles de arrugas en la línea de doblez. Al mismo tiempo, su tonelaje de formación ha bajado de 0.808 a 0.646 toneladas por pulgada.


La mejor opción de Punch Radii

El 0.125-in. el radio del punzón aumentará el radio de doblez interior, tanto en 0.375 como en 0.500 pulgadas. morir aberturas. Esto se debe a que el radio de la punta del punzón es más grande que el radio que se produce naturalmente en el material, y cuando eso sucede, la parte tenderá a tomar el valor de la punta del punzón más grande. Cuando tiene un radio más grande, obtiene una deducción de doblez mayor y obtiene una parte diferente.


Por otro lado, el radio de punta más grande del punzón no afectará el radio de curvatura o la deducción de curvatura en las 0.625 pulgadas. morir. La punta del punzón a 0.125 pulg. Es menor que el radio natural de 0.143 pulg.


La mejor estrategia en esta situación es usar un radio de punta de golpe lo más cerca posible del radio natural sin exceder ese valor, a menos que, por supuesto, lo planifique desde la puerta e incorpore el radio más grande y las deducciones de doblez en su cálculos


Estandarizar el uso de su herramienta

Usted mencionó que al cambiar a un 0.625-in. Diez, ha visto "ninguna diferencia notable" en lo lejos que está la pieza de sus cálculos iniciales. Lo que está detrás de esto depende de cuáles fueron esos cálculos iniciales, incluida la longitud de la curva (este ejemplo supone una longitud de curva de 12 pulgadas). Independientemente, cuando cambia la apertura del dado, cambia el radio y la deducción de la curva. Recuerde, cuando se dobla el aire, una nueva abertura del dado lo cambia todo de manera efectiva.

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