Vprašanje: Ne razumem, kako je polmer upogiba (kot sem že poudaril) pri tiskanju povezan z izbiro orodja. Trenutno imamo na primer težave z nekaterimi deli, izdelanimi iz jekla A36 debeline 0,5 palca (0,5 palca). Za te dele uporabljamo luknjače s premerom 0,5 palca (0,5 palca) in matrico s premerom 4 palca (4 palce). Če torej uporabim pravilo 20 % in pomnožim s 4 palci (4 palce), ko povečam odprtino matrice za 15 % (za jeklo), dobim 0,6 palca (0,6 palca). Toda kako operater ve, da mora uporabiti luknjač s polmerom 0,5 palca (0,5 palca), ko tiskanje zahteva polmer upogiba 0,6 palca (0,6 palca)?
A: Omenili ste enega največjih izzivov, s katerimi se sooča industrija pločevine. To je zmotno prepričanje, s katerim se morajo spopadati tako inženirji kot proizvodne delavnice. Da bi to odpravili, bomo začeli s temeljnim vzrokom, obema metodama oblikovanja in nerazumevanjem razlik med njima.
Od pojava upogibnih strojev v dvajsetih letih prejšnjega stoletja do danes so operaterji oblikovali dele s spodnjimi ovini ali podlagami. Čeprav je spodnje upogibanje v zadnjih 20 do 30 letih izšlo iz mode, metode upogibanja še vedno prežemajo naše razmišljanje pri upogibanju pločevine.
Orodja za precizno brušenje so na trg vstopila konec sedemdesetih let prejšnjega stoletja in spremenila paradigmo. Oglejmo si torej, kako se precizna orodja razlikujejo od orodij za skobeljnike, kako je prehod na precizna orodja spremenil industrijo in kako je vse to povezano z vašim vprašanjem.
V dvajsetih letih prejšnjega stoletja se je oblikovanje spremenilo iz pregibov z diskastimi zavorami v matrice v obliki črke V z ustreznimi udarnimi maticami. Z 90-stopinjsko matrico se bo uporabljal 90-stopinjski udarni kladivo. Prehod s prepogibanja na oblikovanje je bil velik korak naprej za pločevino. Hitreje je, deloma zato, ker se novo razvita ploščata zavora aktivira električno – ni več ročnega upogibanja vsakega upogiba. Poleg tega se ploščata zavora lahko upogne od spodaj, kar izboljša natančnost. Poleg zadnjih omejevalcev je večja natančnost posledica dejstva, da udarni kladivo s svojim polmerom stisne v notranji polmer upogiba materiala. To dosežemo tako, da konico orodja uporabimo na debelini materiala, ki je manjša od debeline materiala. Vsi vemo, da če dosežemo konstanten notranji polmer upogiba, lahko izračunamo pravilne vrednosti za odštevanje upogiba, dodatek za upogib, zunanje zmanjšanje in faktor K, ne glede na vrsto upogiba, ki ga izvajamo.
Zelo pogosto imajo deli zelo ostre notranje radije upogibanja. Izdelovalci, oblikovalci in obrtniki so vedeli, da bo del vzdržal, saj se je zdelo, kot da je bilo vse obnovljeno – in pravzaprav je bilo, vsaj v primerjavi z današnjim časom.
Vse je v redu, dokler se ne pojavi nekaj boljšega. Naslednji korak naprej je prišel v poznih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja z uvedbo precizno brušenih orodij, računalniških numeričnih krmilnikov in naprednih hidravličnih krmilnikov. Zdaj imate popoln nadzor nad stiskalnico in njenimi sistemi. Toda prelomna točka je precizno brušeno orodje, ki spremeni vse. Vsa pravila za proizvodnjo kakovostnih delov so se spremenila.
Zgodovina oblikovanja je polna skokov in meja. Z enim skokom smo prešli od nedoslednih polmerov upogibanja za ploščate zavore do enotnih polmerov upogibanja, ustvarjenih z žigosanjem, temeljnim premazom in vtiskovanjem. (Opomba: Umetno nanašanje ni isto kot litje; za več informacij glejte arhiv kolumne. Vendar pa v tej kolumni uporabljam »spodnje upogibanje« tako za metodo umetnega nanašanja kot za metodo litja.)
Te metode zahtevajo znatno količino za oblikovanje delov. Seveda je to v mnogih pogledih slaba novica za stiskalnico, orodje ali del. Vendar so ostale najpogostejša metoda upogibanja kovin skoraj 60 let, dokler industrija ni naredila naslednjega koraka k oblikovanju z zračnim tlakom.
Kaj torej je tvorba zraka (ali upogibanje zraka)? Kako deluje v primerjavi z upogibanjem dna? Ta preskok spet spremeni način ustvarjanja polmerov. Zdaj zrak namesto prebijanja notranjega polmera upogiba tvori "lebdeči" notranji polmer kot odstotek odprtine matrice ali razdalje med krakoma matrice (glej sliko 1).
Slika 1. Pri zračnem upogibanju notranji polmer upogiba določa širina matrice in ne konica prebijala. Polmer "lebdi" znotraj širine kalupa. Poleg tega globina prodiranja (in ne kot matrice) določa kot upogiba obdelovanca.
Naš referenčni material je nizkolegirano ogljikovo jeklo z natezno trdnostjo 60.000 psi in polmerom oblikovanja zraka približno 16 % luknje matrice. Odstotek se razlikuje glede na vrsto materiala, tekočnost, stanje in druge značilnosti. Zaradi razlik v sami pločevini predvideni odstotki nikoli ne bodo popolni. Vendar so precej natančni.
Mehki aluminij tvori polmer zraka od 13 % do 15 % odprtine orodja. Vroče valjani, dekapirani in naoljeni material ima polmer tvorbe zraka od 14 % do 16 % odprtine orodja. Hladno valjano jeklo (naša osnovna natezna trdnost je 60.000 psi) se oblikuje z zrakom v polmeru od 15 % do 17 % odprtine orodja. Polmer tvorbe zraka pri nerjavnem jeklu 304 je od 20 % do 22 % odprtine orodja. Tudi ti odstotki imajo zaradi razlik v materialih razpon vrednosti. Za določitev odstotka drugega materiala lahko primerjate njegovo natezno trdnost z natezno trdnostjo 60 KSI našega referenčnega materiala. Na primer, če ima vaš material natezno trdnost 120 KSI, mora biti odstotek med 31 % in 33 %.
Recimo, da ima naše ogljikovo jeklo natezno trdnost 60.000 psi, debelino 0,062 palca in tako imenovani notranji polmer upogiba 0,062 palca. Upognite ga čez V-odprtino matrice 0,472 in nastala formula bo videti takole:
Torej bo vaš notranji polmer upogiba 0,075″, ki ga lahko uporabite za izračun toleranc upogiba, faktorjev K, umika in odštevanja upogiba z določeno natančnostjo – tj. če vaš operater stiskalnice uporablja prava orodja in oblikuje dele glede na orodja, ki jih operaterji uporabljajo.
V primeru operater uporablja 0,472 palca. Odprtina za žig. Operater je stopil v pisarno in rekel: »Houston, imamo težavo. To je 0,075.« Polmer udarca? Zdi se, da imamo res težavo; kam jih lahko dobimo? Najbližje, kar lahko dobimo, je 0,078. »ali 0,062 palca. 0,078 palca. Polmer prebijanja je prevelik, 0,062 palca. Polmer prebijanja je premajhen.«
Ampak to je napačna izbira. Zakaj? Polmer udarca ne ustvari notranjega polmera upogiba. Ne pozabite, da ne govorimo o upogibu dna, ampak o konici udarca, ki je odločilni dejavnik. Govorimo o nastanku zraka. Širina matrice ustvarja polmer; udarec je le potisni element. Upoštevajte tudi, da kot matrice ne vpliva na notranji polmer upogiba. Uporabite lahko ostre, V-oblikovane ali kanalne matrice; če imajo vse tri enako širino matrice, boste dobili enak notranji polmer upogiba.
Polmer prebijanja vpliva na rezultat, vendar ni odločilni dejavnik za polmer upogiba. Če torej oblikujete polmer prebijanja, ki je večji od plavajočega polmera, bo del dobil večji polmer. To spremeni toleranco upogiba, krčenje, faktor K in odbitek upogiba. No, to ni najboljša možnost, kajne? Razumete – to ni najboljša možnost.
Kaj pa, če uporabimo 0,062 palca? Polmer udarca? Ta udarec bo dober. Zakaj? Ker je vsaj pri uporabi že pripravljenih orodij čim bližje naravnemu "plavajočemu" notranjemu polmeru upogiba. Uporaba tega udarca v tej aplikaciji bi morala zagotoviti dosledno in stabilno upogibanje.
V idealnem primeru bi morali izbrati polmer prebijača, ki se približuje polmeru plavajočega dela, vendar ga ne presega. Manjši kot je polmer prebijača glede na polmer plavajočega upogiba, bolj nestabilen in predvidljiv bo upogib, še posebej, če boste veliko upogibali. Preozki prebijači bodo zmečkali material in ustvarili ostre upogibe z manjšo doslednostjo in ponovljivostjo.
Mnogi me sprašujejo, zakaj je debelina materiala pomembna le pri izbiri luknje matrice. Odstotki, ki se uporabljajo za napovedovanje polmera oblikovanja zraka, predpostavljajo, da ima uporabljeni kalup odprtino kalupa, primerno za debelino materiala. To pomeni, da luknja matrice ne bo večja ali manjša od želene.
Čeprav lahko velikost kalupa zmanjšate ali povečate, se polmeri ponavadi deformirajo, kar spremeni številne vrednosti upogibne funkcije. Podoben učinek lahko opazite tudi, če uporabite napačen polmer zadetka. Zato je dobro izhodišče pravilo, da izberete odprtino matrice, ki je osemkrat večja od debeline materiala.
V najboljšem primeru bodo inženirji prišli v delavnico in se pogovorili z upravljavcem stiskalnice. Prepričajte se, da vsi poznajo razliko med metodami oblikovanja. Ugotovite, katere metode uporabljajo in katere materiale uporabljajo. Pridobite seznam vseh luknjačev in matric, ki jih imajo, nato pa na podlagi teh informacij oblikujte del. Nato v dokumentaciji zapišite luknjače in matrice, potrebne za pravilno obdelavo dela. Seveda boste morda imeli olajševalne okoliščine, ko boste morali prilagoditi orodja, vendar bi to morala biti izjema in ne pravilo.
Operaterji, vem, da ste vsi pretenciozni, tudi sam sem bil eden izmed njih! Ampak minili so časi, ko ste si lahko izbrali svoj najljubši komplet orodij. Vendar pa vam navodila, katero orodje uporabiti za načrtovanje delov, ne odražajo vaše ravni znanja. To je preprosto dejstvo. Zdaj smo narejeni iz redkega zraka in nismo več sključeni. Pravila so se spremenila.
FABRICATOR je vodilna revija za oblikovanje in obdelavo kovin v Severni Ameriki. Revija objavlja novice, tehnične članke in zgodbe primerov, ki proizvajalcem omogočajo učinkovitejše opravljanje dela. FABRICATOR služi industriji že od leta 1970.
Popoln digitalni dostop do publikacije The FABRICATOR je zdaj na voljo, kar vam omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Popoln digitalni dostop do revije Tubing je zdaj na voljo, kar vam omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Popoln digitalni dostop do revije The Fabricator en Español je zdaj na voljo in omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Myron Elkins se pridruži podkastu The Maker, da bi spregovoril o svoji poti od majhnega mesta do tovarniškega varilca ...
Čas objave: 25. avg. 2023