Otázka: Snažím sa pochopiť, ako polomer ohybu (ako som už poukázal) v tlači súvisí s výberom nástroja. Napríklad momentálne máme problémy s niektorými dielmi vyrobenými z ocele A36 s priemerom 0,5″. Na tieto diely používame razníky s priemerom 0,5″ a matricu s polomerom 4 palce. Ak teraz použijem pravidlo 20 % a vynásobím to 4 palecmi, keď zväčším otvor matrice o 15 % (pre oceľ), dostanem 0,6 palca. Ale ako operátor vie, že má použiť razník s polomerom 0,5″, keď tlač vyžaduje polomer ohybu 0,6″?
A: Spomenuli ste jednu z najväčších výziev, ktorým čelí odvetvie spracovania plechov. Je to mylná predstava, s ktorou sa musia vyrovnať inžinieri aj výrobné dielne. Aby sme to napravili, začneme s hlavnou príčinou, dvoma metódami tvarovania a nepochopením rozdielov medzi nimi.
Od príchodu ohýbačiek v 20. rokoch 20. storočia až po súčasnosť obsluha lisovala diely so spodnými ohybmi alebo zábrusmi. Hoci spodné ohýbanie za posledných 20 až 30 rokov vyšlo z módy, metódy ohýbania stále prenikajú do nášho myslenia pri ohýbaní plechov.
Presné brúsne nástroje vstúpili na trh koncom 70. rokov 20. storočia a zmenili paradigmu. Pozrime sa teda na to, ako sa presné nástroje líšia od hobľovacích nástrojov, ako prechod na presné nástroje zmenil odvetvie a ako to všetko súvisí s vašou otázkou.
V 20. rokoch 20. storočia sa lisovanie zmenilo z ohýbania kotúčovými brzdami na razníky v tvare V so zodpovedajúcimi razníkmi. S 90-stupňovou raznicou sa bude používať 90-stupňový razník. Prechod od ohýbania k tvarovaniu bol veľkým krokom vpred pre plechy. Je to rýchlejšie, čiastočne preto, že novovyvinutá ohýbačka plechu je ovládaná elektricky – už žiadne ručné ohýbanie každého ohybu. Okrem toho je možné ohýbať plech zospodu, čo zlepšuje presnosť. Okrem zadných dorazov možno zvýšenú presnosť pripísať aj skutočnosti, že razník vtláča svoj polomer do vnútorného polomeru ohybu materiálu. To sa dosiahne aplikovaním hrotu nástroja na hrúbku materiálu menšiu ako je hrúbka materiálu. Všetci vieme, že ak dokážeme dosiahnuť konštantný vnútorný polomer ohybu, dokážeme vypočítať správne hodnoty pre odčítanie ohybu, prídavok na ohyb, vonkajšie zmenšenie a faktor K bez ohľadu na to, aký typ ohybu robíme.
Súčiastky majú veľmi často veľmi ostré vnútorné polomery ohybu. Výrobcovia, dizajnéri a remeselníci vedeli, že súčiastka vydrží, pretože všetko vyzeralo, akoby bolo prestavané – a v skutočnosti to tak aj bolo, aspoň v porovnaní s dneškom.
Všetko je dobré, kým nepríde niečo lepšie. Ďalší krok vpred prišiel koncom 70. rokov so zavedením presne brúsených nástrojov, počítačových numerických ovládačov a pokročilých hydraulických ovládacích prvkov. Teraz máte plnú kontrolu nad ohraňovacím lisom a jeho systémami. Ale zlomovým bodom je presne brúsený nástroj, ktorý všetko zmení. Všetky pravidlá pre výrobu kvalitných dielov sa zmenili.
História formovania je plná skokov a hraníc. Jedným skokom sme prešli od nekonzistentných polomerov ohybu pre doskové brzdy k jednotným polomerom ohybu vytvoreným razením, základným náterom a razením. (Poznámka: Renderovanie nie je to isté ako odlievanie; ďalšie informácie nájdete v archívoch stĺpcov. V tomto stĺpci však používam „spodný ohyb“ na označenie metód renderovania a odlievania.)
Tieto metódy vyžadujú značné množstvo materiálu na tvarovanie dielov. Samozrejme, v mnohých ohľadoch je to zlá správa pre ohraňovací lis, nástroj alebo diel. Zostali však najbežnejšou metódou ohýbania kovov takmer 60 rokov, až kým priemysel neurobil ďalší krok smerom k tvarovaniu vzduchom.
Čo je teda tvorba vzduchu (alebo ohýbanie vzduchom)? Ako funguje v porovnaní s ohybom dna? Tento skok opäť mení spôsob vytvárania polomerov. Teraz namiesto vyrazenia vnútorného polomeru ohybu vzduch vytvára „plávajúci“ vnútorný polomer ako percento otvoru matrice alebo vzdialenosti medzi ramenami matrice (pozri obrázok 1).
Obrázok 1. Pri ohýbaní vzduchom je vnútorný polomer ohybu určený šírkou raznice, nie hrotom razníka. Polomer sa „pohybuje“ v rámci šírky formy. Okrem toho hĺbka prieniku (a nie uhol raznice) určuje uhol ohybu obrobku.
Naším referenčným materiálom je nízkolegovaná uhlíková oceľ s pevnosťou v ťahu 60 000 psi a polomerom tvarovania vzduchu približne 16 % otvoru zápustky. Percentuálny podiel sa líši v závislosti od typu materiálu, tekutosti, stavu a ďalších charakteristík. Vzhľadom na rozdiely v samotnom plechu nebudú predpokladané percentuálne podiely nikdy dokonalé. Sú však dosť presné.
Mäkký hliník tvorí vzduch v polomere 13 % až 15 % otvoru nástroja. Za tepla valcovaný morený a olejovaný materiál má polomer tvorby vzduchu 14 % až 16 % otvoru nástroja. Oceľ valcovaná za studena (naša základná pevnosť v ťahu je 60 000 psi) je tvarovaná vzduchom v polomere 15 % až 17 % otvoru nástroja. Polomer tvarovania vzduchom z nehrdzavejúcej ocele 304 je 20 % až 22 % otvoru nástroja. Tieto percentá majú opäť rozsah hodnôt v dôsledku rozdielov v materiáloch. Na určenie percenta iného materiálu môžete porovnať jeho pevnosť v ťahu s pevnosťou v ťahu 60 KSI nášho referenčného materiálu. Napríklad, ak má váš materiál pevnosť v ťahu 120 KSI, percento by malo byť medzi 31 % a 33 %.
Povedzme, že naša uhlíková oceľ má pevnosť v ťahu 60 000 psi, hrúbku 0,062 palca a to, čo sa nazýva vnútorný polomer ohybu 0,062 palca. Ohnite ju cez otvor v tvare V matrice s priemerom 0,472 a výsledný vzorec bude vyzerať takto:
Takže váš vnútorný polomer ohybu bude 0,075″, ktorý môžete použiť na výpočet prídavkov na ohyb, faktorov K, vtiahnutia a odčítania ohybu s určitou presnosťou, t. j. ak váš operátor ohraňovacieho lisu používa správne nástroje a navrhuje diely podľa nástrojov, ktoré operátori používajú.
V príklade operátor používa 0,472 palca. Otvor pre pečiatku. Operátor vošiel do kancelárie a povedal: „Houston, máme problém. Je to 0,075.“ Polomer nárazu? Vyzerá to, že naozaj máme problém; kde ich zoženieme? Najbližšie, čo sa dá dosiahnuť, je 0,078. „alebo 0,062 palca. 0,078 palca. Polomer razníka je príliš veľký, 0,062 palca. Polomer razníka je príliš malý.“
Ale toto je nesprávna voľba. Prečo? Polomer razníka nevytvára vnútorný polomer ohybu. Pamätajte, že nehovoríme o spodnom ohybe, áno, rozhodujúcim faktorom je hrot úderníka. Hovoríme o tvorbe vzduchu. Šírka matrice vytvára polomer; razník je len tlačný prvok. Všimnite si tiež, že uhol raznice neovplyvňuje vnútorný polomer ohybu. Môžete použiť ostré, V-tvarované alebo kanálové matrice; ak všetky tri majú rovnakú šírku raznice, získate rovnaký vnútorný polomer ohybu.
Polomer razníka ovplyvňuje výsledok, ale nie je určujúcim faktorom pre polomer ohybu. Ak teda vytvoríte polomer razníka väčší ako plávajúci polomer, diel bude mať väčší polomer. Tým sa zmení prídavok na ohyb, skrátenie, faktor K a odpočet ohybu. No, to nie je najlepšia možnosť, však? Chápete – toto nie je najlepšia možnosť.
Čo ak použijeme polomer otvoru 0,062 palca? Tento zásah bude dobrý. Prečo? Pretože, aspoň pri použití hotových nástrojov, je to čo najbližšie k prirodzenému „plávajúcemu“ vnútornému polomeru ohybu. Použitie tohto razníka v tejto aplikácii by malo zabezpečiť konzistentné a stabilné ohýbanie.
V ideálnom prípade by ste mali zvoliť polomer razníka, ktorý sa blíži, ale nepresahuje polomer prvku plávajúcej súčiastky. Čím menší je polomer razníka v porovnaní s polomerom ohybu plávajúcej súčiastky, tým nestabilnejší a predvídateľnejší bude ohyb, najmä ak budete ohýbať veľa. Príliš úzke razníky pokrčia materiál a vytvoria ostré ohyby s menšou konzistenciou a opakovateľnosťou.
Mnoho ľudí sa ma pýta, prečo je hrúbka materiálu dôležitá iba pri výbere otvoru matrice. Percentá používané na predpovedanie polomeru tvarovania vzduchom predpokladajú, že použitá forma má otvor formy vhodný pre hrúbku materiálu. To znamená, že otvor matrice nebude väčší ani menší, ako je požadované.
Aj keď môžete zmenšiť alebo zväčšiť veľkosť formy, polomery majú tendenciu sa deformovať, čím sa zmenia mnohé hodnoty funkcie ohybu. Podobný efekt môžete pozorovať aj pri použití nesprávneho polomeru zásahu. Dobrým východiskovým bodom je teda pravidlo vybrať otvor formy osemnásobne väčší ako hrúbka materiálu.
V najlepšom prípade prídu inžinieri do dielne a porozprávajú sa s operátorom ohraňovacieho lisu. Uistite sa, že každý pozná rozdiel medzi metódami lisovania. Zistite, aké metódy používajú a aké materiály používajú. Získajte zoznam všetkých razníkov a matríc, ktoré majú, a potom na základe týchto informácií navrhnite diel. Potom v dokumentácii zapíšte razníky a matrice potrebné na správne spracovanie dielu. Samozrejme, môžete mať poľahčujúce okolnosti, keď musíte doladiť svoje nástroje, ale to by malo byť skôr výnimkou ako pravidlom.
Operátori, viem, že ste všetci domýšľaví, sám som bol jedným z nich! Ale časy, keď ste si mohli vybrať svoju obľúbenú sadu nástrojov, sú preč. Avšak to, že vám niekto hovorí, ktorý nástroj máte použiť na návrh súčiastky, neodráža vašu úroveň zručností. Je to jednoducho fakt. Teraz sme stvorení zo vzduchu a už sa nehrbíme. Pravidlá sa zmenili.
FABRICATOR je popredný časopis o tvárnení a obrábaní kovov v Severnej Amerike. Časopis publikuje novinky, technické články a prípadové štúdie, ktoré umožňujú výrobcom vykonávať svoju prácu efektívnejšie. FABRICATOR slúži tomuto odvetviu od roku 1970.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k platforme The FABRICATOR, ktorý vám poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz je k dispozícii plný digitálny prístup k časopisu Tubing Magazine, ktorý vám poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k časopisu The Fabricator en Español, ktorý poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Myron Elkins sa pripája k podcastu The Maker, aby hovoril o svojej ceste z malého mesta k zváračovi v továrňach…
Čas uverejnenia: 4. septembra 2023