Straaltypen gevormd door luchtstoten op een kantbank

Vraag: Ik heb je column al geruime tijd gelezen en in mijn winkel hebben we veel tijd besteed aan ruzie over wat een scherpe bocht is in een luchtvorm en hoe het zich verhoudt tot een minimumradiusbocht. Zijn ze hetzelfde, of is er een verschil? Wilt u dit onderwerp alstublieft voor ons bespreken, zodat we deze concepten en hun toepassing in de echte wereld beter kunnen begrijpen?

Antwoord: soms wordt het nodig om de definities van iets uit te breiden en te verfijnen - en dit is een van die tijden. Na maanden van onderzoek naar verwante onderwerpen zoals de k-factor, heb ik ontdekt dat we onze definities van de verschillende soorten buigstralen echt moeten veranderen.

Voor luchtvorming hebben we drie geaccepteerde typen gehad: het minimum, de straal en diepgang. Toch is het misschien de hoogste tijd om nauwkeuriger terminologie te gebruiken om al het onderzoek weer te geven dat in de afgelopen decennia in plaatbewerking is veranderd.

De vijf orden van Bend Radius

Er zijn vijf ordes van de binnenste buigradius (Ir). In het hart van alle dingen is precisie de Ir die we gebruiken om onze buigtoelagen (BA) en buigaftrek (BD) te berekenen. De vijf zijn als volgt:

1. Scherpe radiusbocht

2. Minimale radiusbocht

3. Perfect Radius Bend

4. Bochtoppervlak of radius

5. Goede straal buiging

Sharp Radius Bend

Een scherpe straalbocht is er één waar het midden van de bocht is geplooid. Deze plooiing wordt veroorzaakt wanneer druk wordt uitgeoefend op een gebied zo klein dat de aangebrachte hoeveelheid groter is dan het vermogen van het materiaal om die kracht te weerstaan, waardoor de ponsneus het materiaaloppervlak kan doorboren.

Het midden van de straal vouwen veroorzaakt variaties in materiaaldikte (Mt), vloeisterkte, treksterkte en korrelrichting. Deze leiden op hun beurt tot hoekvariaties in de laatste bocht en variaties in de buigaftrek (BD). In het slechtste geval produceren scherpe bochten een zwak punt in het plaatwerk en veroorzaken de bocht in het eindproduct.

Of een bocht scherp wordt, is een functie van het materiaal, niet de scherpste neus in uw winkel. Wanneer de ponspunt te klein is in vergelijking met de hoeveelheid die nodig is om te vormen, zal de lading worden geconcentreerd op zo'n klein oppervlak dat de pons het oppervlak van het materiaal zal gaan doorboren.

Vanaf hier heb je twee keuzes. De eerste is om bij de scherpe bocht te blijven en de BA, buitentemperatuurverlaging (OSSB) en BD te berekenen met behulp van de waarde voor de natuurlijk zwevende straal. Als de straal van de perforatierand hetzelfde moet blijven, moet u tijdens het productieproces de hoeken van de bocht goed in de gaten houden. Nogmaals, omdat scherpe bochten het oppervlak van het materiaal doorboren, versterken ze buighoekvariaties van veranderingen in de materiaaleigenschappen, korrelrichting, dikte en trek- en vloeigrens.

Je tweede optie is om nog steeds de BA, OSSB en BD te berekenen met de van nature zwevende binnenradius, maar deze keer verander je de stompneus in een straal zo dicht mogelijk bij de natuurlijk zwevende straal zonder de straalwaarde te overschrijden. Als je stootneus de waarde van de zwevende straal overschrijdt, neemt het materiaal de nieuwe, grotere straal aan, waardoor al je BD-waarden en de vlakke witruimte worden gewijzigd.

Door de straal van de perforatierooster zo dicht mogelijk te houden, maar nog steeds minder dan de zwevende Ir, krijgt u de meest stabiele en consistente buighoek en, bij uitbreiding, stabiele lineaire afmetingen.

Minimale straalbocht

Een minimale straalbocht is niet de scherpste ponsneus die beschikbaar is in de winkel, wat vaak door veel technici en programmeurs wordt aangezien. In plaats daarvan kan een minimale buigradius een van twee dingen beschrijven, afhankelijk van de context.

Ten eerste is dit het punt waar de bocht scherp wordt en de stompe neus het oppervlak van het materiaal begint te penetreren. Noem het de "minimale grenslijn" -definitie (zie figuur 1). Ten tweede kan het de kleinste in de lucht gevormde binnenradius zijn die u kunt bereiken zonder het buitenoppervlak van de bocht te kraken.

Onder verwijzing naar de tweede definitie, vermelden materiaalleveranciers vaak de minimale binnenradius in veelvouden van Mt-bijvoorbeeld. 1Mt, 2Mt. Om preciezer te zijn, kunt u de minimale buigradius berekenen met behulp van de trekvermindering van een bepaald materiaal.

Om de dingen nog verder te verpesten, kunt u een minimale straalbocht hebben met een scherp genoeg stompneus die begint te doorboren (eerste definitie) en ook scheuren vormt in de buitenradius. Hoe dan ook, beide definities zijn nauw met elkaar verbonden omdat ze enigszins afhankelijk zijn van de materiële treksterkte. Hoe hoger de treksterkte, hoe groter de stootneus moet zijn om scheuren aan de buitenkant van de bocht te voorkomen. Dit geldt ook voor hardheid; hoe harder het materiaal, hoe groter de straal moet zijn.

Of je nu wel of niet het midden van de bocht rilt, beide soorten minimale radiusbochten (samen met scherpe bochten) zullen de integriteit van het materiaal en de algehele consistentie compromitteren. Waarom is dit? Omdat zowel scherpe als minimale radiusbochten resulteren in overmatige trekspanning. Dit verandert de vorm van de straal, waardoor de rek in de bocht verandert.

In precisieplaatmetaal heeft elk onderdeel, elke bocht en elk materiaaltype bepaalde kenmerken die ervoor zorgen dat elk zijn eigen minimale binnenbochtradius heeft. Het zal nooit meer hetzelfde zijn, en dat moet worden overwogen bij het ontwerpen van plaatwerkonderdelen. Probeer voor consistentie onderdelen te ontwerpen met een binnenradius die dicht bij de materiaaldikte ligt en die ons naar de volgende radius leidt: de perfecte bocht.

De perfecte straalbocht

Een perfecte straalbocht is er één waarbij de relatie van Ir tot Mt 1-op-1 is (dat wil zeggen, Ir is gelijk aan Mt), maar ook een klein bereik van waarden dekt die beginnen bij de minimale straal en omhoog gaan tot 125 procent van de Mt.

Een perfecte radiusbocht is precies zo perfect. Bij een 1-op-1 Ir-naar-Mt relatie is de bocht in de meest stabiele staat, waardoor je een straal kunt produceren met de minste hoeveelheid variaties tussen bochten. U produceert een consistente buighoek, consistente afmetingen en de minste hoeveelheid terugvering.

Die 1-op-1 Ir-naar-Mt relatie is ook de enige waarde waar de veel gewelfde 8x-regel geldig is - dat wil zeggen, de matrijsbreedte moet 8 keer de Mt. Deze regel wordt ongeldig wanneer de Ir-tot-Mt-ratio groter of kleiner wordt.

The Surface of Radius Bend en Profound Radius Bend

Oppervlakte- of radiusbochten zijn waar de binnenradius groter is dan 125 procent tot ongeveer 12 keer Mt. Nogmaals, dit is een schatting. Een meer precieze bovengrens voor radiusbuigingen heeft te maken met het gedrag van het materiaal, dat ik binnenkort zal bespreken.

Naarmate de Ir-to-Mt-ratio toeneemt, neemt ook de terugvering toe. En wanneer de Ir-tot-Mt-verhouding erg groot is, is het materiaal niet erg taai, zelfs bij lage treksterkte, en dit alles kan meerdere breuk veroorzaken (zie afbeelding 2). Gebruikelijk in materiaal met lage treksterkte en minder gebruikelijk in materialen met een hogere sterkte, manifesteert multi-breuk zich wanneer de binnenradius van het materiaal zich van de ponsneus afscheidt. Multibreakage kan optreden wanneer de Ir-tot-Mt-ratio groter is dan 12-tegen-1, maar onder de juiste omstandigheden kan het een ratio van wel 30-tegen-1 zijn.

Dus wanneer wordt een radiusbocht een diepe bocht? Het kan worden omschreven als het moment van scheiding van het materiaal van de perforatieradius. Nogmaals, dit kan gebeuren wanneer de Ir-tot-Mt-verhouding 12-tegen-1 overschrijdt, maar in sommige gevallen kan het zo hoog zijn als 30-tegen-1.

Materiaaleigenschappen spelen een grote rol in de resultaten die u zult bereiken. Je zult significante variaties vinden in chemische make-up, behandelingen en gemoederen binnen elk materiaaltype of elke groep, zo erg dat het voorspellen van het exacte punt waar de verandering plaatsvindt moeilijk te definiëren is.

Tot een externe buighoek van 90 graden volgt het materiaal getrouw de contour van de perforatieradius. Maar dan werken zowel de penetratie in de matrijsruimte als de terugvering hun magie. Naarmate de externe buighoek toeneemt, ziet u een proportionele toename in de hoeveelheid terugvering. Hoe verder je moet gaan om de terugvering te compenseren, hoe groter de afstand tussen de Ir en de Rp, en hoe kleiner de Ir wordt ten opzichte van de perforatieradius. Een diepe radiusbocht vereist enige vorm van compensatie of push-back om het materiaal in contact te houden met de perforatieradius (zie figuur 3).

Overigens kunnen deze nog verder worden onderverdeeld door de buigmethode: luchtbuigen, dieptepunt, munten, vouwen en vegen. Dat is een onderwerp voor een andere dag en een andere kolom. Hoe dan ook, als je lucht vormt, kan het gebruik van deze vijf termen iedereen in de winkel helpen dezelfde taal te spreken om elke buiguitdaging aan te pakken.