Hoe de luchtgevormde straal van verschillende buighoeken te berekenen

Vraag: Ik heb de theorie achter uw artikelen ter harte genomen en ik heb mijn best gedaan om het zo goed mogelijk toe te passen. Ik ben altijd op zoek naar manieren om mijn vaardigheid om bochten nauwkeuriger te berekenen te verbeteren en ik heb verschillende vuistregels gebruikt die je hebt opgegeven. Natuurlijk hebben veel van deze waardenbereiken te gebruiken. Zijn er manieren om bochten nauwkeuriger te berekenen voor verschillende hoeken en stralen?

A: Op de werkvloer is het gebruikelijk om vuistregels te gebruiken om onze berekeningen dichtbij te krijgen, maar het is mogelijk om uw berekeningen nog dichterbij te krijgen. Zorg er eerst voor dat de gewenste straal niet in de buurt van de scherpe buigradius ligt. Dit is de kleinste straal die u in een deel kunt buigen voordat de ponsneus het materiaal begint te kreuken. Voor koudgewalst staal van 60.000 PSI gebeurt dit wanneer de straal ongeveer 63% van de materiaaldikte is. Er zijn echter verschillende factoren die van invloed zijn op verschillende materialen, diktes en perforaties van de stootneus.

Een overzicht van de 20 procent regel

Tijdens luchtvorming vormt de binnenstraal evenredig met de matrijsbreedte. Dit geldt voor alle luchtvormen, ongeacht de stijl van de gereedschappen die u gebruikt. Dit is de essentie van de 20 procent regel. Merk op dat de 20 procent regel echt niet is ontworpen om te worden gebruikt voor de selectie, maar in plaats daarvan wordt gebruikt voor het berekenen van je buigaftrek. Aan de andere kant kan een goede technicus de informatie op beide manieren verwerken.

De percentages in de 20 procent regel zijn gebaseerd op de fysieke treksterkte. De "20 procent" komt eigenlijk van het percentage bereik dat wordt gebruikt voor roestvrij staal. Voor ons basismateriaal, 60.000 PSI koudgewalst staal, vormt de straal 16% van de matrijsbreedte. Om de regel op andere materialen toe te passen, berekenen we het volgende:

Materiële trek in PSI / 60.000 = Trekverschilfactor

Treksterkte-verschilfactor x 0,16 = matrijsbreed percentage

Die breedte percentage × Die breedte = binnenste buigradius van een luchtvorm

Deze eenvoudige berekening werkt goed in de winkelomgeving, maar er zijn natuurlijk nog veel andere variabelen die de straal beïnvloeden, inclusief de buighoek.

Meer hoeken

Om de straal te berekenen die onder verschillende buighoeken wordt geproduceerd, zoekt u eerst de straal en de lengte van de boog van de bocht en manipuleert u deze resultaten om de trek- en vloeigrens te bepalen. Deze maand bespreken we de geometrie achter het vinden van de straal en de booglengte. In de komende maanden zullen we deze metingen gebruiken en meewerken aan realistische buigomstandigheden.

Deze rekenmachine gebruikt generieke wiskundige termen, maar deze zijn van toepassing op de kantbank voor de afkantpers. De "booghoogte" op de rekenmachine van de website is gelijk aan de penetratiediepte van de pons vanaf het knelpunt naar de onderkant van de slag (Dp). De "breedte van de boog" is de matrijsbreedte (Dw). Als u de matrijsbreedte en de inbegrepen buighoek kent, zal deze online tool de lengte van de boog, de penetratiediepte en de binnenradius berekenen (zie afbeelding 1).

Overweeg een toepassing met 0,125 inch dik materiaal dat over een 0,994 inch wordt gebogen. die breedte. Met behulp van de online calculator krijgen we de lengte van de boog; om de binnenradius te vinden, vermenigvuldigen we de lengte van de boog met de materiaaldikte.

135 graden: 1.25476-in. booglengte x 0,125 inch = 0,156 inch. binnenradius

120 graden: 1.18985-in. booglengte × 0,125 inch = 0,148 inch. binnenradius

90 graden: 1.09295-in. booglengte x 0,125 inch = 0,136 inch. binnenradius

60 graden: 1.03044-in. booglengte × 0,125 inch = 0,128 inch. binnenradius

45 graden: 1.0097-in. booglengte × 0,125 inch = 0,126 inch. binnenradius

Merk op dat alle gegeven hoeken zijn inbegrepen.

Springback en het parabooleffect

Dit is natuurlijk niet goed voor een ander deel van de puzzel-terugvering-of, meer specifiek, de verbogen / buigende vermenigvuldiger. De hoek waarin u het onderdeel buigt, is de "gebogen hoek", terwijl de "buighoek" de hoek is die wordt gemeten nadat de druk is opgeheven en het werkstuk terugspringt. Als de hoek ontspant, neemt ook de straal toe. Ik zal ook de verbuigingsfactor vermenigvuldigen in meer detail in een toekomstige kolom.

Om echt precies te zijn, moeten we nadenken over wat er feitelijk gebeurt tijdens een luchtvorm. Wanneer je het materiaal in de matrijs begint te duwen, de materiaalopbrengst verlaagt en de plastic zone binnengaat, vorm je eigenlijk niet slechts één straal.

Om dit uit te leggen, laten we teruggaan naar de basis. Een straal is de helft van de diameter van een cirkel. Stel je een cirkel voor, zodat het gebogen oppervlak overeenkomt met de gebogen vorm. Naarmate de buighoek breder wordt, moet de cirkel groter worden om zich aan te passen aan de buigvorm; een grotere cirkel heeft natuurlijk een grotere straal. Dit is hoe we de binnenste buigradius in precisieplaatmetaalproductie meten. Hoe kleiner de straal, des te scherper de bocht van de bocht; hoe groter de straal, hoe breder de curve.

Maar dit is niet wat er precies gebeurt tijdens een luchtvorm. Overlay de cirkel en de vorm van de bocht, en je zult merken dat ze in sommige gevallen niet helemaal overeenkomen. Dat komt omdat de vorm van de bocht niet slechts één straal is, maar meerdere.

Het gaat terug op de aard van het buigen van plaatwerk. Omdat de stans het materiaal in de matrijsruimte duwt, vormt het niet altijd een eenvoudige straal. Het creëert in feite een parabool, een conische vorm (zie figuur 2). Omdat je eigenlijk een parabool vormt, blijft de straal niet consistent door de buighoek. Deze parabool heeft invloed op verschillende buigfuncties en het effect op bochten met grote radius is groot. Ik heb hier de komende maanden meer over.

Je beseft nu waarom we algemene regels gebruiken in plaats van te proberen te berekenen totdat we blauw in het gezicht zijn. We hebben zoveel variabelen om mee om te gaan. Desalniettemin kunnen we extreem dichtbij komen als we het proberen.

Wiskunde achter de straal en booglengte

Buigen in de kern gaat over geometrie. Maar als u de wiskunde achter dit alles wilt weten, raadpleegt u de boxed vergelijking in de figuur. A is de indringdiepte (Dp), B is de helft van de matrijsbreedte (Dw) en R is de straal. De gebogen rode lijn vertegenwoordigt de bocht. Nadat u de straal hebt berekend, kunt u de lengte van de boog vinden, maar u moet de graden van de inbegrepen buighoek naar radialen converteren.

Merk op dat dit pure geometrie is en dat de resulterende straal niet de voorwaarden van real-world buigen omvat. Maar het geeft je een figuur waarmee je kunt werken om variabelen zoals materiaaldikte, materiaalsoort en terugvering te laten factoreren.

Beschouw de volgende toepassing met een matrijsbreedte van 0.984 inch, buigend naar een ingesloten hoek van 135 graden. Penetratie van het knelpunt naar de onderkant van de slag (Dp) is 0,328 inch.

Radiusberekening

Binnenradius = [(Dw / 2) 2 + Dp2] / Dp × 2

Binnenradius = (0.4922 + 0.3282) / 0.328 × 2 = 0.532 in.

Arc Length-berekening

Graden naar radiale conversie: Inclusief hoek in graden × (3.1415 / 180)

Booglengte = binnenradius × hoek inbegrepen in radialen

Omrekening van radialen: 135 × (3.1415 / 180) = 2.35619449

Booglengte = 0,532 x 2,35619449

Booglengte = 1.253495469