Druk op de basisprincipes van de rem: hoe u een scherpe bocht kunt vermijden

 Hoe voorkom je een scherpe bocht? Analyseer de tonnage

 Uw persrem werkt een vouw langs de binnenstraal van Bend. Hoe voorkom je dit? Zorg ervoor dat de kracht die nodig is om het materiaal te doorboren meer is dan de kracht die nodig is om het te vormen.

Figuur 1

De cirkel vertegenwoordigt de punch -tip en het rode gebied toont de mate van contact die de punt maakt, net als het metaal begint te buigen,

zoals weergegeven door de stippellijn. Dit varieert, maar voor onze doeleinden kunnen we een constante van 20 graden gebruiken.

 Vraag: Laat me eerst zeggen dat ik het leuk vond om je artikelen en boeken te lezen die verband houden met het vormen van theorie. Ik heb de principes toegepast die je hebt behandeld in de winkels waarvoor ik heb gewerkt.

 Ik ben onlangs begonnen met een andere OEM om te helpen bij de fabricageafdeling. We gebruiken bijna 95 procent van de tijd 304 roestvrij staal. Ik heb gewerkt met kwaliteit en engineering om onze bochttafels te laten strijken, dus onze onderdelen zullen de eerste keer correct uitkomen, binnen een 0,0100-in. Variantie per bocht. Ik heb gegevens van onze leveranciers verzameld over de ultieme treksterkte en opbrengststerkte en samengestelde tabellen met gemiddelden die van toepassing zijn op de formules om lege lengtes beter te voorspellen. Ons probleem is dat de punch -tip in ons roestvrij materiaal lijkt te duiken.

 Met behulp van gereedschap in Amerikaanse stijl zijn we air-bocht 0,075-in. -Dick, 90-Ksi roestvrij staal met een 0,062-in.-Radius punch neus en een 0,500-in. Die opening en geeft ons een ongeveer 0,117-in. dreef in de straal. We hebben geprobeerd de 0.125-in.-Radius Punch Neus te gebruiken, maar onze blanco groeit nog meer. We zijn zelfs naar een 0,625-in-in-in-gaten gegaan. Die opening, voornamelijk om de tonnage -vereisten te verminderen, maar we hebben geen merkbaar verschil gezien in hoe ver het onderdeel is van wat we aanvankelijk berekend.

 Ik neem aan dat we scherp kunnen buigen met onze 0.062-in. Punch Tip -straal en daardoor de ponstonnage van het materiaal overschrijden. Waar zou een goed uitgangspunt zijn om dit probleem op te lossen

 Antwoorden: Alles wat je zojuist hebt gezegd, is consistent met de luchtvormingstheorie. Drie factoren spelen hier in het spel: scherpe buiging, de 20 procent regel en de straal van de punch neustraal.

 Laten we beginnen met de scherpe bocht - of, zoals je hem zegt, de punch neus "duik " in het materiaal en kreuken het midden van de straal.

 Een scherpe bocht is geen minimum-radius bocht. Een minimum-radiusbocht is de kleinste straal die in een luchtvorm vrij kan worden gevloekt. Elke straal van de punch minder dan de minimale straal zal "duiken " in het midden van de bocht.

 Een scherpe bocht zal variaties in het materiaal versterken waardoor de bochthoek van deel naar deel verandert. Deze omvatten verschillen in dikte, korrelrichting, evenals opbrengst- en treksterkten. Een scherpe bocht wordt veroorzaakt door drie dingen: de schuifspanningslimieten van het metaal, het landoppervlak waar de tonnagekracht wordt uitgeoefend en de totale tonnage die nodig is om het werkstuk te buigen over een bepaalde opening.

 Om te vinden waar de bocht scherp wordt, wat we de scherpe waarde noemen, hebben we een standaard punching tonnage -formule aangepast aan buigen. Voor onze doeleinden zullen we het doordringend tonnage noemen, omdat het ons vertelt hoeveel kracht nodig is om de punch -tip het materiaal te doorboren en te vouwen - wat we natuurlijk willen vermijden. De formule past zich niet perfect aan en de resultaten zijn slechts een benadering, maar het werkt goed genoeg om erg nuttig te zijn in de fab -winkel.

 Voordat we de formule bereiken, moeten we echter het landoppervlak bepalen, het oorspronkelijke contactgebied tussen de punch -tip en het materiaal. In eerdere kolommen hebben we de punchradius gebruikt om dit contactgebied te berekenen. Dit brengt je dichtbij genoeg voor veel toepassingen, maar in werkelijkheid weerspiegelt dit niet wat er eigenlijk aan de hand is tijdens een luchtbocht.

Figuur 2

Deze materiaalfactoren passen de pons -tonnage -formule aan om rekening te houden met materialen met verschillende treksterkten.

 Als je je herinnert aan de middelbare schoolgeometrie, is een straal de helft van de diameter van een cirkel, en dat is precies wat het is aan het einde van een punch -tip. Als u het gebogen gebied aan de onderkant van een 0,062-in.-Radius-punch-tip zou meten, zou dit niet gelijk zijn aan 0,062 inch. Het gebogen gebied zou in plaats daarvan gelijk zijn aan het gedeelte van een omtrek of een booglengte. Verleng de curve naar een cirkel, deel de diameter van die cirkel in de helft en je krijgt 0,062 inch, de straal van de ponspunt.

 Nogmaals, het gebruik van de punchradius om piercing tonnage te berekenen, werkt goed genoeg. Maar om piercing tonnage nauwkeuriger te voorspellen, moeten we de booglengte vinden - en niet alleen elke booglengte, maar de booglengte die initiële contact maakt met een materiaal op het moment van buiging.

 We vinden de booglengte door het bepalen van het contactgraden dat de punch -tip maakt voordat het metaal begint te buigen, zoals weergegeven in figuur 1. Dit kan sterk variëren. Sommige materialen begint onmiddellijk na slechts een paar graden contact te buigen; Andere materialen beginnen pas te buigen na nog veel meer contactproducten. De wiskunde om dit te bepalen wordt precies erg complex, dus voor onze doeleinden hier gebruiken we 20 graden contact als een constante.

 Door de contactgraden en de punchradius (R) in de volgende vergelijking op te nemen, bepalen we de booglengte en uiteindelijk het totale landoppervlak:

 Booglengte = 2πr × (contactgraden/360)

 Landoppervlak = booglengte x lengte van buig

 Nu is het op de piercing tonnage -formule. Merk op dat de oorspronkelijke formule een variabele heeft die een afschuiffactor wordt genoemd om rekening te houden met de grootte en vorm van materiaal. Voor onze doeleinden gaan we ervan uit dat het materiaal plat is, dat een afschuiffactor van 1.0 heeft. Dit heeft geen invloed op ons resultaat, dus we hebben het uit de vergelijking weggelaten. Nogmaals, hoewel deze formule niet perfect is voor deze toepassing, is het dichtbij genoeg voor onze behoeften om de nodige waarden te vinden:

 Piercing tonnage = landoppervlak × materiaaldikte x 25 × materiaalfactor

 De constante "25 " komt van factoring in de sterkte van gemeenschappelijke zacht stalen graden op het moment dat de formule ontstond, vandaar de behoefte aan de waarden van de materiaalfactoren (zie figuur 2). De materiaalfactoren passen de tonnage aan die overeenkomen met de huidige materiaalopbrengst en trekwaarden.

 Nu we de piercing -tonnage hebben, moeten we de vorming van het werkstuk berekenen dat nodig is om het werkstuk te buigen. We doen dit door het punt te vinden waarop het metaal zijn plastic toestand binnenkomt, buigt en gebogen blijft. Dit punt is waar de opbrengst "gebroken " in het materiaal is. Merk op dat dit niet hetzelfde is als de vormende belastingen aan de onderkant van de slag in een bodem- of coining -bewerking. De berekeningen van de bodem- en codering tonnage zijn op zijn best gewoon gissingen omdat ze erg operatorafhankelijk zijn.

 De volgende vergelijking, waarin MT materiaaldikte is, lost op voor de tonnagewaarde waar de opbrengst breekt, waardoor we de tonnage per inch hebben die we nodig hebben om het materiaal te vormen. En net als bij piercing tonnage, moeten we een materiële factor opnemen, zoals weergegeven in figuur 2. Als je niet het materiaal ziet waarmee je werkt, kun je eenvoudig de treksterkte van je materiaal verdelen door de treksterkte van ons baseline -materiaal , 60.000-psi zacht staal.

 Het vormen van tonnage per inch = {[(575 × mt2) / matrijsopening / 12]} × Materiaalfactor

 De piercing tonnage geeft ons een schatting van hoeveel kracht het nodig heeft om een gereedschap te laten doorboren, vouwen en "duiken in " de bochtlijn. Om te voorkomen dat de bocht klapt, moet u ervoor zorgen dat de piercing tonnage meer is dan de vorming van tonnage per inch. Op deze manier zal het materiaal de piercingdruk van de punchpunt weerstaan.

 Nu zijn we klaar om de berekeningen uit te voeren. Merk op dat in het volgende alle dimensiewaarden in inches zijn. Je hebt ook geen bochtlengte genoemd, dus voor dit voorbeeld gebruiken we gewoon een bochtlengte van 12 in.

 Materiaaltype en treksterkte = 90 ksi roestvrij staal

 Materiaalfactor = 90 ksi/60 ksi = 1,5

 Buiglengte = 12 in.

 Die opening = 0,500 in.

 Punch Radius = 0,062 in.

 Booglengte = 2πr × (contactgraden/360)

 Booglengte = 2 × 3.1415 × 0,062 × (20/360) = 0,021 in.

 Landoppervlak = booglengte × buiglengte

 Landoppervlak = 0,021 × 12 = 0,252 in.

 Piercing tonnage = Landoppervlak × MT × 25 × Materiaalfactor

 Piercing tonnage = 0,252 × 0,075 × 25 × 1,5 = 0,708 ton

 Het vormen van tonnage per inch = [(575 × mt2)/

 Die opening/12] × Materiaalfactor

 Het vormen van tonnage per inch = [(575 × 0,0752) / 0.500 / 12] × 1,5 = 0,808 ton

 Zoals u kunt zien, is de vormende tonnage per inch 0,808, terwijl uw piercing tonnage 0,708 is. De vereiste tonnage om te vormen overschrijdt het vermogen van het materiaal om de piercingkracht te weerstaan!

Maar wacht, er is meer vergelijk wat er gebeurt met de drie verschillende matrijsopeningen die binnen het bereik van 6 tot 8 keer materiaaldikte vallen. Onze piercing tonnage blijft constant, op 0,708 ton, maar kijk wat er gebeurt met de vormende tonnage:

 Vormend L -dikte (MT) = 0,074 in.

 0.375-in. Die opening = 1,078 ton per inch

 0.500-in. Die opening = 0,808 ton per inch

 0.625-in. Die opening = 0,646 ton per inch

 Merk op wat er gebeurt wanneer u de matrijsbreedte opent van 0,500 tot 0,625 in. De druk om te vormen is nu minder dan de tonnage om te doorboren. Dit betekent dat de punch -tip niet langer "duiken " in het midden van de bocht zou moeten zijn, en de bocht mag niet langer in een "scherpe " -relatie met het materiaal zijn.

 Niet alleen dat, maar zoals je hebt opgemerkt, is de binnenstraal veranderd zoals het zou moeten. Dit is de regel van 20 procent op het werk. In uw notitie gaf u aan dat u een drijvende binnenstraal van 0,117 inch bereikte over een 0,500-in-inch. V Die. De 20 procent-regel stelt dat voor 304 roestvrijstalen met een ultieme treksterkte (UT's) van 85.000 psi, de drijvende straal tussen 20 en 22 procent van de opening van de matrijs moet variëren. En ja hoor, 22 procent van 0,500 is 0,110 inch korrelrichting, meet onnauwkeurigheden en het feit dat u werkt met 90.000-PSI UTS-materiaal zou de kleine discrepanties verklaren. Je materiaal houdt een binnenbuigradius vast gelijk aan 23 procent van de matrijsopening.

 Op basis van dat alles, de binnenradius als gevolg van het vormen van een 0,625-in. De opening moet 0,143 inch zijn (0,625 × 0,23 = 0,143 in.), En u zou geen zichtbare tekenen van kreuken aan de bochtlijn moeten hebben. Tegelijkertijd is uw vorming tonnage gedaald van 0,808 tot 0,646 ton per inch.

 De beste keuze van stoot radii

 De 0.125-in. Punch Radius zal de binnenbuigradius groeien in zowel de 0,375- als 0,500-in. Die openingen. Dat komt omdat de straal van de punch -neus groter is dan de natuurlijk voorkomende straal in het materiaal - en wanneer dat gebeurt, zal het onderdeel de grotere punch -neuswaarde aannemen. Als je een grotere straal hebt, krijg je een grotere buigaftrek en krijg je een ander deel.

 Aan de andere kant heeft de grotere neusradius van de punch geen invloed op de buigradius of buigaftrek in de 0.625-in. dood gaan. De stootneus op 0,125 inch is minder dan de natuurlijk voorkomende straal van 0,143 in.

 De beste strategie in deze situatie is om een straal van een punchneus zo dicht mogelijk bij de natuurlijke straal te gebruiken zonder die waarde te overtreffen - tenzij je het natuurlijk van plan bent om het recht uit de poort Berekeningen.

 Standaardiseer uw gereedschapsgebruik

 U zei dat bij het overschakelen naar een 0.625-in. Die je hebt "geen merkbaar verschil " gezien in hoe ver het onderdeel is van je eerste berekeningen. Wat hierachter zit, hangt af van wat die initiële berekeningen waren, inclusief uw lengte van bocht (dit voorbeeld veronderstelt een 12-in. Bendlengte). Hoe dan ook, wanneer u de opening van de matrijs verandert, wijzigt u de straal en de buigaftrek. Vergeet niet dat wanneer luchtbuigen een nieuwe matrijsopening effectief alles verandert.