Voorspellen van de binnenradius bij buigen met de kantbank

  Het voorspellen van de straal is nooit 100 procent nauwkeurig, maar dit is ongeveer net zo goed als mogelijk

  Je kunt enkele algemene vuistregels gebruiken om de binnenste buigradius te voorspellen wanneer lucht wordt gevormd, en de resultaten die je krijgt zijn meestal dichtbij genoeg, maar met de hulp van een paar online rekenmachines kun je nog dichterbij komen.

Figuur 1

Vaak vormen we tijdens het vormen geen echte straal, maar in plaats daarvan een parabool.

  Als je de afgelopen maanden hebt meegedaan met onze discussie over de buigradius en waar het vandaan komt, welkom terug. Hoe dan ook, laten we eens kijken hoe diep deze straal van konijnen gaat.

  In eerdere artikelen heb ik verschillende vuistregels besproken die operators op de werkvloer gebruiken om de klus te klaren. Deze regels kunnen ervoor zorgen dat je binnenste buigradiusvoorspelling dichtbij komt, maar je kunt nog dichterbij komen.

  Wat maakt het uit?

  Overweeg een typische situatie waarbij u de 20 procent regel gebruikt, die stelt dat een luchtgebogen straal vormt als een percentage van de matrijsopening, 20 tot 22 procent voor roestvrij staal en ongeveer 16 procent voor 60-KSI koudgewalst staal, onzebaseline materiaal.

  Stel dat je zacht 13-KSI aluminium buigt met een 0.984-in. matrijsbreedte en een pons met 0.032 in radius. Als uitgangspunt bereken je de interne buigradius bij 16 procent van de matrijsopening tot 0,157 inch, hoewel dit voor 60-KSI ismateriaal, dus je moet je aanpassen aan het materiaaltype. Ondertussen, wanneer u uitrekent om te zien of de bocht scherp zal worden, vindt u dat de minimale straal vóór uw 0.032-in. stoot begint te kreuken de buiglijn is 0.172 inch.Ten slotte voer je een testbocht uit, om erachter te komen dat de werkelijke straal 0,170 inch is.

  Je hebt de 0.157-in. straal berekend op basis van de 20 procent regel, dan heb je de 0.172-in. straal van uw scherpe buigberekeningen. Dat is een straalradius van 0,015 inch. U zegt niet veel? In dit geval, het verschil wanneertoegepast op de buigaftrek kan 0,009 inch per bocht bereiken.

  Heb je ooit een onderdeel gebouwd met vier zijflenzen met nog vier extra flenzen aan de bovenkant, alleen om te vinden dat een hoek perfect opkomt, twee hoeken enigszins bevredigend zijn en een er gewoon verschrikkelijk uitziet? Waarom gebeurt dit? EENkleine fout in buigaftrek veroorzaakt door verschillen in uw binnenste buigradiusberekeningen maakt een groot verschil als u de eerste keer perfecte delen wilt.

Het hart van elke buigbewerking is de binnenradius van de bocht. Als u de buigaftrek kunt berekenen op basis van de werkelijke resultaten, is precisie gegarandeerd. Het enige minpunt in deze theorie is dat we dit vaak niet tijdens de vorming zijneen echte straal vormen. De vorm die u aan het vormen bent, kan een parabool zijn, een symmetrische spiegelende curve, over het algemeen U-vormig wanneer georiënteerd zoals weergegeven in figuur 1. En de eindstraal die u bereikt is het resultaat van een terugvering.

  Springback-effecten

  Dus hoe voorspellen we de meest nauwkeurige binnenradius en de juiste buigaftrek? Om dit handmatig te doen, raakt de wiskunde diep in het onkruid, dus ik zal er niet heen gaan. Integendeel, we zullen eenvoudig twee verschillende webgebaseerde gebruikenrekenmachines.

  De eerste is op www.harsle.com. Klik op De complete cirkelboogcalculator. Merk op dat het Breedte van Boog-label in de calculator hetzelfde is als de matrijsbreedte, en Hoek Ondersteund door Boog hetzelfde is als de ingesloten buighoek.

  Zorg ervoor dat de dimensiewaarden van de rekenmachine correct zijn voor de gegevens die u gebruikt - inches, feet, millimeters, etc. Houd er rekening mee dat wanneer we op Enter klikken, de antwoorden die we krijgen puur wiskundig zijn en niet zijn verwerkt in demateriële treksterkte.

Figuur 2

Zoals te zien is in deze berekening van De complete cirkelboogcalculator op www.harsle.com, neemt de buighoek toe, evenals de straal (hoogte van de boog).

  De informatie die we zoeken op de rekenmachine is de booghoogte, wat overeenkomt met de buigingsradius buiten. Laten we een waarde vinden voor onze basislijn, 60-KSI koudgewalst staal, 0,125 inch dik, met een 0.984-in. die breedte. alsjeblieftmerk op dat we luchtvorming bespreken, dus de hoek van de dobbelsteen maakt geen verschil; het kan een kanaal, acute of V-dobbelsteen zijn. Het is de breedte die telt.

  Laten we eerst de ontspannen hoek ingaan, die 90 graden willen bereiken.

Ingevoerde waarden

Hoek Ondersteund door boog (inclusief gebogen hoek): 90 graden

Breedte van de boog (matrijsbreedte): 0.984 in.

Berekende waarde

Hoogte van de boog (buigradius buiten): 0.20379 inch.

  Deze berekeningen houden echter geen rekening met terugvering. Voor ons voorbeeld gebruiken we een waarde van 1 graad voor terugvering, wat zich voordoet wanneer we een benadering van 1-op-1 relatie hebben van de materiaaldikte tot de binnenste buigradius. Nade pons geeft de druk vrij en het materiaal veert 1 graad terug, dus om dit te compenseren gebruiken we nu een gebogen hoek van 89 graden. Opnieuw gebruiken we de Complete Circular Arc Calculator op harsle.com, we vullen het volgende in:

Ingevoerde waarden

Breedte van de boog (matrijsbreedte): 0.984 in.

Hoek Subtended door Arc (inbegrepen buighoek): 89 graden

Berekende waarde

Hoogte van de boog (buigingsradius buiten): 0.201 in.

  Nu nemen we de hoogte van de boogwaarde voor onze nieuwe buighoek en we pluggen deze in de volgende formule:

Hoogte van boog - (2 × materiaaldikte2) = binnenradius

0.201 - (2 × 0.01562) = inwendige buigradius

0.201 - 0.031 = 0.170-in. Binnen buigradius

  Merk op dat deze hoogte van Arc-benadering afwijkt van de benadering die is gebruikt in de kolom Bending Basics van vorige maand, toen we de Arc-lengte gebruikten. Vorige maand hebben we een binnenradius berekend op basis van de breedte van de matrijsopening; deze keer wijGebruiken een specifieke straal.

  Vorige maand hebben we een straal van 0,136 inch berekend en zojuist hebben we de binnenradius met een andere methode berekend en kwamen we uit op 0,170 inch, een verschil van 0,034 inch. Als we de regel van 20 procent gebruikten, (nogmaals, voor 60-KSIkoudgewalst staal wordt de straal berekend op ongeveer 16% van de matrijsbreedte), zouden we een binnenradius van 0,157 inch berekenen - halverwege tussen die vorige twee metingen. Dit zijn allemaal verschillende manieren waarop een straal kanworden berekend, met enigszins andere resultaten. Maar ja, het konijnenhol wordt wel dieper!

  Parabool en scherpe bochten

  Als u een perforatiegrenswaarde gebruikt die gelijk is aan of kleiner is dan de minimale scherpe buigradius voor lucht die een deel vormt, maakt u geen radius meer in het onderdeel (voor meer informatie over scherpe bochten, in plaats daarvan maakt u een parabool . Je bentin feite een andere booglengte in de matrijsopening trekken.

  Om te voorspellen hoe deze parabool zich zal vormen, kunnen we ons wenden tot een andere online calculator:

we komen in onze buitenradius en sterven in de breedte om de booglengte van de parabool te vinden. De hoogte-waarde in deze online calculator komt overeen met de buigingsradius buiten, terwijl de breedte-waarde gelijk is aan de matrijsbreedte:

Ingevoerde waarden

Hoogte: (buiten radius): 0.201 in.

Breedte (matrijsbreedte): 0.984 in.

Berekende waarde

Lengte van de boog: 1.0845 in.

  Hier is de diepte van de parabool (of hoogte van de boog) 0,201 inch en de booglengte voor de parabool is 1,0845 inch. Onthoud deze waarden. Terugkerend naar de complete cirkelboogcalculator op www.harsle.com, voeren we de booglengte inop 1.0845 in. en de matrijsbreedte op 0.984 in.

Ingevoerde waarden

Lengte van de boog: 1.0845 in.

Breedte van de boog (matrijsbreedte): 0.984 in.

Berekende waarden

Hoogte van de boog (buigradius buiten): 0,195 in.

Hoek Subtended door Arc

(inclusief bochthoek): 86.679 graden

  Wanneer u dit doet, ziet u dat de booghoogte (dat wil zeggen, de buitenradius) 0,195 inch is, iets kleiner dan de 0,201-inch. externe straal van de vorige rekenmachine, die geen rekening hield met het parabooleffect. Wetendit kunnen we gerust stellen dat de binnenradius afneemt wanneer een parabool wordt gevormd, wat gebeurt wanneer een perforatieradius wordt gebruikt die kleiner is dan de minimale scherpe buigradius. Merk op dat de parabool ook meer buighoek vereist om te producerende gewenste ontspannen gebogen hoek; we gingen van een 89- naar een 86,68-graad inclusief bochthoek, een extra 2,32 graden van veerkracht. Merk ook op dat de binnenradius van het onderdeel niet kleiner wordt dan de straal van de perforatierand.

  Angle en Bend Radii

  Vergeet niet dat elke verandering in straal resulteert in een verandering van de buighoek. Als we de matrijsbreedte en de ingesloten buighoek op www.harsle.com binnengaan, krijgen we de resultaten in figuur 2.

  De resultaten laten zien dat wanneer je lucht vormt, de straal afneemt met de ingesloten bochthoek (met uitzondering van scherpe bochten).

Deze buighoek / radiusrelatie stopt bij ingesloten hoeken van minder dan 28 graden inbegrepen (152 graden complementair), hoewel de minimale ingesloten hoek groter kan zijn in materiaal met een aanzienlijke terugvering.

  Dit is gedeeltelijk het geval, omdat de minimale hoek van de drukpersstempel 28 graden is inbegrepen. Dat gezegd hebbende, blijft het sluiten van de bocht van meer dan 28 graden resulteren in een vorm van afvlakking. De radius wordt verpletterd totde gewenste buighoek wordt bereikt of een zoombewerking wordt voltooid. (Als een snelle kanttekening, voor een gesloten zoom is de straal nul en wordt de buigaftrek berekend als een percentage van de materiaaldikte - 43 procent onder perfectievoorwaarden, hoewel het een erg operator-afhankelijke bewerking is.)

  Factoren voor treksterkte

  In het eerdere voorbeeld hebben we 1 graad van terugvering gebruikt om de berekeningen uit te voeren. Voor zacht koudgewalst staal van 60 KSI is de gemiddelde hoeveelheid terugvering 1 graad of minder. Hoe zit het met andere materialen?

  Hiervoor kunnen we de terugvering voorspellen tot een redelijke mate van nauwkeurigheid met behulp van de volgende formule, die ons vereist om alle waarden om te zetten naar metrisch. Merk op dat het voorspellen van de terugvering nooit 100 nauwkeurig is. Echter, deze formulesdoe het best goed.

[(Binnenradius in millimeter / 2) /

Materiaaldikte in millimeters] × Treksterkte

Treksterkte factor = Materiële treksterkte in PSI / 60.000

  Laten we eerst de terugvering berekenen alsof we bezig waren met ons 60-KSI basismateriaal met een binnenwaartse buigradius van 0,170 inch .:

[(Binnenradius in millimeter / 2) /

Materiaaldikte in millimeters] × Treksterkte

Materiaaldikte: 0.125 in. × 25.4 = 3.175 mm

Binnenwaartse buigradius: 0,170 in. × 25,4 = 4,318 mm

(4.318 / 2) /3.175

2.159 mm /3.175 mm = 0,68 graden terugvering

  In dit voorbeeld zullen we dit tot 1 graad afronden. We kunnen dan de treksterkte factor voor 88-KSI 304 roestvrij staal toepassen.

Treksterkte factor = Materiële treksterkte in PSI / 60.000

88.000 / 60.000 = 1.466666

1,0 graad × 1,466666

  Dit geeft ons 1,46 graden voor 88-KSI 304 roestvrij staal. Afronding geeft ons 1,5 graden van geschatte terugvering met een 1-op-1 verhouding tussen de binnenradius en de materiaaldikte.

  Terug naar de rekenmachine

  Nu je de terugvering met een redelijk niveau van nauwkeurigheid kunt schatten, kun je dit nu compenseren. Om de hoek te bepalen die u moet compenseren voor de terugvering, trekt u eenvoudigweg de terugveringwaarde af als u ermee werktbuighoeken, of voeg die waarde toe als u complementaire buighoeken gebruikt. De cirkelboogcalculator op www.harsle.com werkt met de inbegrepen buighoeken (alweer de label Subtended Angle of Arc).

  Als u eenmaal de binnenradius kent, dat wil zeggen de werkelijke binnenradius die in het voltooide stuk zal verschijnen, kunt u die straalwaarde invoegen in uw buigformules (zie zijbalk).

  Conclusie, voor nu

Door de binnenradius correct te voorspellen, kunnen we buigaftrek nauwkeurig berekenen. Van de verschillende manieren waarop de binnenradius kan worden voorspeld, is geen enkele perfect, maar deze is ongeveer zo goed als mogelijk. Toch heeft buigenveel te veel variabelen om 100 procent nauwkeurigheid te bereiken.

  Het is ook een imperatief met luchtvorming dat de ingenieur of programmeur de technicus informeert over de gereedschapsets die door een bepaalde bocht zijn ontworpen. Bovendien moet de technicus het absolute belang ervan realiserenhulpmiddelen om kwaliteitsonderdelen te bereiken.

  Volgende maand zullen we bespreken hoe de binnenradius van bochten wordt berekend waarbij de relatie tussen de binnenradius en de materiaaldikte erg groot wordt - de diepe bocht. Grote bochten hebben problemen met de hoek, stervenbreedte, multibreakage en, natuurlijk, zeer grote hoeveelheden terugvering.

  Het konijnenhol heeft nog steeds een manier om te gaan, maar het is de reis zeker waard.

  Een overzicht van de buigingsformules

  Deze formules voor buigtoelage, buitentemperaturen en buigaftrek zijn goed ingeburgerd en elke waarde kan op verschillende manieren worden gebruikt om de flatblanklay-out van het onderdeel te berekenen.

formules

BA = [(0,017453 × Rp) + (0,0078 x Mt)]

× Graden van buigen complementair

OSSB = [Tangent (mate van buighoek / 2)]

× (Mt + Rp)

BD = (OSSB × 2) - BA

Sleutel

Rp = straal van de stompneus (dieptepunt)

of de zwevende binnenradius (luchtvorming)

Mt = Materiële dikte

BA = buigtoelage

BD = Buigtrek

OSSB = externe verlaging

0.017453 = π / 180

0.0078 = K-factor × π / 180

K-factor = 0,444