Precisie plaatwerk buigen, hobbel voor hobbel

De juiste gereedschappen en opstelling maken het ambacht van stoten buigen efficiënter

Figuur 1

De booglengte is het gemeten binnenoppervlak van de gestoten straal.

Een gladde, brede straal in een dikke plaat met hoge sterkte lijkt eenvoudig genoeg, maar om het werkelijk te vormen is dat allesbehalve. Een hobbelbocht is eigenlijk tientallen bochten, die een paar graden per keer tegen de remstempel worden gestoten. Elke buiglijn heeft alle variabelen die in een conventionele bocht gaan. Als er een fout optreedt, stapelt deze zich op over de gestoten straal, waardoor u een defect stuk krijgt dat moet worden herwerkt of gesloopt.

Het bouwen van tools die groot genoeg zijn om deze enorme bochten in één of slechts een paar slagen te verwerken, is meestal niet kosteneffectief en soms is het gewoon niet praktisch; de vereiste hoeveelheid en terugvering van batch tot batch zijn gewoon te groot. Afhankelijk van de buigkarakteristieken kunt u de vorm in een plaatrol maken. Maar vaak blijft stoten op een kantbank met hoge tonnage de meest praktische, flexibele optie.

Veel operators gebruiken sjablonen om ervoor te zorgen dat ze een stuk tegen de juiste straal en hoek stoten. Het is vervelend werk, maar als technici zich goed voorbereiden en over de juiste gereedschappen beschikken, kan het buigen van stoten veel voorspelbaarder en efficiënter worden.

Booglengte, straalafstand en matrijsbreedte

U begint met het bepalen van de booglengte, gemeten aan de binnenkant van de straal (zie figuur 1). \"Er zijn veel verschillende manieren waarop deze lengte kan worden berekend, \" schrijft Benson, \"en een van de gemakkelijkste is: booglengte = 6,28 × binnenradius × (buighoek complementair / 360). \"

De straalafstand is de afstand tussen hobbels (stappen) die worden gebruikt om de hoek te stoten (zie figuur 2). Hoe groter het aantal treden, des te gladder zal de buitenradius zijn. Voor een soepele buitenradius in een hobbelbocht van 90 graden, kunt u ervoor kiezen om het metaal slechts 2 graden te stoten bij elke slag. Dit betekent dat u na 45 stappen een hobbelbocht van 90 graden hebt gemaakt (45 stappen × 2 graden elke stap = 90 graden). Deel het aantal stappen door de booglengte om de straalafstand te verkrijgen. Het bepalen van de straalafstand is van cruciaal belang. Hoewel een smalle steek een extreem soepele buigradius buiten kan creëren, maakt het een operatie ook tijdrovend en kostbaar.

[Een kleine steek] vermenigvuldigt elke kleine fout die zou kunnen optreden van de machine, het materiaal of de gereedschappen. Als een reeds gebogen vlak in de matrijs rust, verergert dit een gemakkelijke buigberekening. Een dergelijke toestand veroorzaakt ook offsetkrachten op gereedschappen die de machine moet beheren. \"

Vervolgens komt de matrijsbreedte. tijdens buigen buigt de pons voor elke hobbel slechts een paar graden in de matrijs. Een optimale matrijsopening is het dubbele van de radiussteek. Door deze smalle V-opening kan het onderdeel plat op beide matrijsschouders zitten. In het ideale geval, als de juiste gereedschappen beschikbaar zijn, bepaalt de matrijsbreedte de radiussteek. Hoe breder de matrijs, hoe groter de straalafstand en hoe meer\"schokkerig\" de hobbelbocht wordt.

Als de matrijsbreedte breder was dan het dubbele van de radiussteek, dan zinken eerder gevormde secties iets in de matrijsopening. Dit verandert de buigkarakteristieken en kan de plaatrand tegen de achteraanslag naar boven verschuiven, wat de resulterende buighoek kan veranderen.

Bovendien is het een goede gewoonte om een ​​radius van de ponspunt groot genoeg te gebruiken, zodat er geen diepe buiglijn achterblijft bij elke hobbel, wat op zijn beurt een ruwer buitenoppervlak zal creëren. Hij beveelt aan dat de ponsradius meer dan 63 procent is van de dikte van zacht staal; de ponsneusradius kan groter zijn als u met andere materialen werkt, zoals een plaat met een hoge sterkte, waarvoor operators een ponsneusradius kunnen gebruiken die meerdere keren de materiaaldikte gebruikt (zie \"Hoe een luchtbocht scherp wordt, \" beschikbaar op thefabricator.com).

Ten slotte moet u de penetratiediepte bepalen, die voor een soepele hobbelbocht niet veel dieper mag zijn dan het knelpunt, waar de stootneus het materiaal stevig vasthoudt. \"Als uitgangspunt voor testbochten \" \"kan de penetratiediepte worden uitgedrukt als penetratiediepte = (matrijsbreedte / 2) + materiaaldikte - 0,02.

Figuur 2

Hoe minder afstand er is tussen twee hobbellijnen, hoe soepeler de buigradius aan de buitenkant.

Merk dit op als slechts een \"startpunt voor testbochten. \" Het bepalen van optimale instellingen voor een hobbelbocht, vooral de diepte van penetratie, is een kwestie van vallen en opstaan. De eerste hobbel kan bijvoorbeeld iets meer penetratie van de pons vereisen dan de tweede, en van daaruit kan de ponsdiepte enigszins variëren van stap tot stap, afhankelijk van de aard van de buiging en de materiaaldikte, hardheid en terugvering.

Als het gaat om matrijsbreedte en penetratie van ponsen, voegt Benson een voorbehoud toe over matrijsbreedte: \"Let op uw tonnageladingen. \" Ondanks de enige lichte penetratie van de pons nemen de tonnages snel toe, vooral in dik of hard materiaal.

Harde materialen met aanzienlijke terugvering maken de zaak ook ingewikkelder. Voor terugvering is overbuiging vereist, dus om 2 graden te stoten, moet de pons verder doordringen. Hoe ver? Nogmaals, het is ingewikkeld. Als u een smalle matrijsbreedte heeft, wordt het wijzigen van de penetratieniveau extreem gevoelig. Een kleine variatie in stanspositie kan uw buighoek drastisch veranderen - een uitdaging wanneer u een paar graden tegelijk stoot.

Bovendien betekent een smalle matrijsbreedte gewoonlijk een kleine straalafstand en talrijke stappen langs de booglengte van de hobbelbocht. Kleine fouten vroeg in de reeks kunnen na tientallen hobbels tot aanzienlijke hoekfouten oplopen.

Buigsoftware is zo ver gevorderd dat het programmeren niet zo ingewikkeld is als het ooit was. Maar het bepalen van de initiële variabelen, inclusief de penetratiediepte van de punch, kan nog steeds vallen en opstaan ​​met zich meebrengen.

Moderne afkantpersen kunnen adaptieve vormen uitvoeren, met hoekmeetinstrumenten die variaties in het proces kunnen corrigeren, maar ze werken het beste voor bochten met standaardradius, niet noodzakelijkerwijs voor buigbochten. Elke individuele\"hobbel\" is in wezen een bocht met een extreem grote straal, slechts een paar graden complementair, en meten die uitdagingen creëert. meetsystemen in adaptieve vorming beginnen te werken wanneer een buighoek complementair is tussen 9 en 25 graden, afhankelijk van de specifieke technologie die wordt gebruikt. \"De apparaten hebben ook platte vlakken nodig om tegen te meten, \" zei hij, eraan toevoegend dat dit tijdens een hobbelbocht niet mogelijk is.

Gezien al deze uitdagingen maken technici goed gebruik van sjablonen. Mogelijk moeten ze een beetje stoten, het vergelijken met de sjabloon, een beetje meer stoten, meten met de sjabloon en vervolgens opnieuw stoten, en ervoor zorgen dat ze niet te ver buigen. Mogelijk moeten ze de plaat omdraaien om aan een andere kant een flens of gestoten straal te vormen. Eerder gebogen flenzen zijn natuurlijk geen goede meetpunten, dus hier kunnen ze vertrouwen op buiglijnmarkeringen. Sommige remmen zenden een infraroodlaser uit om de pons in lijn te brengen met de beoogde buiglijn.

Al dit vaartuig, gecombineerd met het feit dat grote platen niet gemakkelijk te verplaatsen zijn, betekent dat het grootste deel van de cyclustijd bij zware buiging bestaat uit alles wat de technici doen tussen de bochten: het verplaatsen en meten van het werkstuk en het maken van procesaanpassingen waar nodig . Dit is waar material handling en tooling strategieën in het spel komen.

Positie van onderdelen

Indien mogelijk duwen technici de plaat tegen de achteraanslag en begint de eerste hobbel naar de voorkant van de booglengte (zie figuur 3). De achteraanslag gaat dan voor elke stap vooruit tot de laatste hobbel. Dit maakt het gemakkelijker voor operators om het onderdeel te verwijderen en geeft hen een vlakke plaatrand om tegen aan te meten.

figuur 3

Indien mogelijk vindt buiging van achter naar voren plaats, waarbij de achteraanslag stapsgewijs naar voren beweegt voor elke slag.

Natuurlijk kan de machinist niet veilig achter de rem gaan om het materiaal stabiel te houden. Wat gebeurt er als een hobbel ervoor zorgt dat het onderdeel iets tegen de achteraanslag verschuift? Dit werpt de positionering van het onderdeel af, zodat wanneer de meter naar voren beweegt voor de volgende hobbel, de stoot niet raakt waar het zou moeten. Een kleine positioneringsfout vroeg in de hobbelprogressie kan de uiteindelijke hoek aanzienlijk afwerpen.

Weidgraaf beschreef één operatie die een gespecialiseerde achteraanslag gebruikt. Een conventionele achteraanslagvinger heeft een verticale terugloopstop en een horizontale component die het materiaal ondersteunt. Weidgraaf beschreef echter een 6-assige achteraanslagvinger die ook dienst doet als klem. Het is in wezen een achteraanslagvinger met opponeerbare duimen die de plaat van boven en onder vastgrijpt om ervoor te zorgen dat de positie van de plaatmaat consistent blijft tijdens de buigvolgorde (zie figuur 4).

De grijpers helpen ook bij het positioneren van grote werkstukken. Wanneer een vlakke plaat naar de rem wordt gebracht, grijpen de meters de plaatrand vast en trekken deze terug naar de geprogrammeerde positie, waardoor het werk van de operators een stuk eenvoudiger en veiliger wordt. Een team van technici hoeft niet langer te worstelen om een ​​grote plaat te plaatsen.

Variabele matrijzen

Het wisselen van gereedschap voegt ook tijd toe tussen taken. Stel dat een klus een hobbelbocht vereist, gevolgd door een conventionele bocht met luchtstraal. Een soepele hobbelbocht vereist een smalle matrijsbreedte, terwijl de radiusbocht, met name bij dikke platen, een veel bredere opening vereist. Voor beide bochten kan een variabele matrijs worden gebruikt. \"Een variabele dobbelsteen betekent dat je de opening van de dobbelsteen tussen de slagen kunt wijzigen, \" zei Linderot.

Evenzo kunnen variabele matrijzen helpen bij het stoten van complexe bochten, zoals die met een grotere radius aan het ene uiteinde van het onderdeel en een kortere radius aan het andere uiteinde. De technicus kan een korte matrijsbreedte instellen om te stoten met een kleine straalafstand, en vervolgens een grotere matrijsbreedte om de grotere straal te stoten, die soepel kan worden gevormd met een grotere straalafstand (dat wil zeggen meer ruimte tussen de hobbels).

Geavanceerde bekroning

Nog een andere variabele is doorbuiging. Alle afkantpersen buigen af ​​onder belasting, en het kan een groot probleem worden als u extreem grote werkstukken heeft. Stel dat u buigt en u een constante fout van slechts een fractie van een graad heeft, zult u zien dat nadat het hele werkstuk is gevormd, u een boog of knik erin heeft.

Moderne remmen hebben automatische krooncompensatiesystemen om dit effect te beheersen. Zoals Weidgraaf uitlegde, zijn ze nauwkeuriger en zeker efficiënter dan shimming. Bepaalde systemen hebben mechanische compensatie, niet alleen in het midden van het bed, maar ook in gespecificeerde stappen over de hele werkruimte. Dergelijke technologie, die informatie terugstuurt naar de CNC, geeft technici de mogelijkheid om vormen langs een extreem lange buiglijn aan te passen - een paar duizendsten hier, een paar duizendsten daar (zie figuur 5).

De tijd tussen

Wanneer u een stootbewerking van grote werkstukken analyseert, merkt u misschien dat het stoten niet zo lang duurt. Wat tijd kost, is alles wat er gebeurt tussen buigen: het verplaatsen en transporteren van grote werkstukken in en uit de kantbank.

Werkstuksteunen kunnen helpen. Deze omvatten rollen die helpen de plaat op het kantbankbed te positioneren, evenals steunen die omhoog bewegen met het werkstuk zoals het is gevormd. Werkstuksteunen kunnen een operatie veel efficiënter maken, niet alleen omdat ze een bovenloopkraan vrijmaken, maar ook omdat ze de plaat na elke hobbel in de gevormde positie houden, klaar voor de operator om te controleren met een sjabloon.

Als hij het opnieuw moet aanbrengen, kan hij precies dezelfde buiglijn oppakken. Als je een groot stuk plat neerlegt, wordt het een hele kunst om het weer omhoog te tillen en op precies dezelfde buiglijn te plaatsen. '

Figuur 4

Gedurende de hele buigcyclus houdt de grijper de plaat vast zonder het referentiepunt te verliezen. Er wordt een radiusbocht getoond, hoewel de technologie ook voor hobbelbochten kan worden gebruikt.

Linderot voegde eraan toe dat er ernstige ongelukken kunnen gebeuren als de kraan wordt gebruikt voor werkstukondersteuning. Als operators niet voorzichtig zijn, kan een rem zoveel tonnage op een werkstuk uitoefenen dat hij kan neerhalen en een bovenloopkraan kan vernietigen die hem probeert vast te houden.

Bovendien zei hij dat sommige toepassingen baat kunnen hebben bij handlingsystemen die het onderdeel daadwerkelijk draaien. Ondersteuningen benaderen het onderdeel vanaf de voor- en achterkant van de tooling, til het zware werkstuk van de matrijs en draai het naar de andere kant, zonder dat een bovenloopkraan nodig is

Efficiëntie toevoegen aan ambacht

Buigen - vooral bij grote, dikke werkstukken - blijft meer kunst dan wetenschap. Materiaaleigenschappen variëren van partij tot partij. Nauwkeurig backgauging (bijvoorbeeld als u bochten heeft aan beide randen van het onderdeel) is soms gewoon niet mogelijk. Maar het vooraf uitvoeren van de basisberekeningen en het beschikken over de juiste tools kan deze uitdagende taken minder tijdrovend en vooral veel veiliger maken.