De relatie tussen de krommingsstraal van plaatstaal en de plaatdikte

1. Het buigen van plaatwerk begrijpen

Beugels, afdekkingen, kasten, chassis, elektrische behuizingen. De vervaardiging van deze en talloze andere plaatwerkonderdelen lijkt vrij eenvoudig, maar het bereiken van de nauwkeurigheid van onderdelen brengt een aantal tamelijk complexe buigberekeningen met zich mee. Dit komt doordat de metalen plaat langer wordt wanneer deze wordt gebogen.

De hoeveelheid rek en de noodzakelijke 'buigen marge' worden bepaald door verschillende factoren. Deze omvatten het materiaal en de dikte van het werkstuk, de buighoek en binnenradius, de methode die wordt gebruikt om het metaal te buigen en de vaak verkeerd begrepen K-factor, ook bekend als de neutrale factor of Y-factor.

K-factor

Een stuk messing of aluminium nr. 12 is bijvoorbeeld ongeveer 3-1/2 inch vierkant maal 0,083 inch dik. Buig het nu gelijkmatig op de rand van het aanrecht, waarna het oppervlak dat in contact komt met het aanrecht wordt samengedrukt en het buitenoppervlak wordt uitgerekt.

Ergens tussen deze binnen- en buitenoppervlakken bevindt zich een denkbeeldig vlak dat in een overgangszone ligt die niet wordt samengedrukt of gespannen. Dit is de neutrale as en deze heeft de neiging tijdens het buigen naar het binnenoppervlak te bewegen. Daarom is de K-factor de verhouding tussen de positie van de neutrale as gemeten vanaf het binnenoppervlak (t) van de elleboog en de totale materiaaldikte (Mt). Omdat de Y-factor rekening houdt met bepaalde metallurgische eigenschappen, biedt deze een complexere versie van de industriestandaard K-factor. Het wordt echter zelden gebruikt.

Ervan uitgaande dat de gebruikte binnenbuigradius kleiner is dan de materiaaldikte, bedraagt ​​in ons voorbeeld de K-factor 0,33 voor luchtbochten, 0,42 voor bodembochten en voor grotere buigradiussen nemen beide geleidelijk toe tot een buigradius van 0,5. De K-factor neemt ook toe met de toename van hardere materialen zoals staal en roestvrij staal, maar overschrijdt nooit de zojuist genoemde 0,5.

Tolerantie van kromming en kromming

Dus, hoe zit het met alle andere dingen die je op de productielocatie ziet? Deze waarden zijn erg belangrijk voor iedereen die handmatige buigberekeningen uitvoert en een nauwkeurige 'platte' lay-out van het 3D-onderdeelmodel moet genereren. Hier volgen enkele korte instructies waarmee alle ontwerpers van plaatwerkonderdelen bekend moeten zijn:

Externe kromming: Naast de positie en hoogte wordt elke flens ook bepaald door de hoeveelheid inkeping op de verticale en horizontale (X en Y) assen. Op een flens van 90° is OSSB bijvoorbeeld gelijk aan de buitendiameter. Deze is weer gelijk aan de buigradius plus de materiaaldikte.

Buigtoeslag: Herinner je je de hypothetische neutrale lijn in de K-factor discussie? Als u het wilt 'uitvouwen' of plat wilt leggen, is dit de buigtoeslag. Zoek naar 'buigtoeslag' en u zult zien dat dit op veel websites wordt beschreven als 'buigbooglengte gemeten langs de neutrale as van het materiaal'

Buigkortingsaftrek: Deze zelfde locaties zullen aantonen dat de buigaftrek het verschil is tussen de buigtoeslag en tweemaal de OSSB of de externe inname. Bij het afvlakken van een 3D-model is deze buigaftrek de hoeveelheid die van het werkstuk moet worden afgetrokken om rekening te houden met eventuele uitrekking.

Andere ontwerpoverwegingen voor plaatwerk

Met andere woorden: de dikte van het materiaal in elk plaatwerkonderdeel moet hetzelfde zijn. Ze zijn in het begin vlak, dus probeer geen onderdeel te ontwerpen met een dikte van 1/16 inch (1,5875 mm) in het ene gebied en 1/32 inch (0,03125 mm) in andere gebieden.

Wanneer u gaten, sleuven en soortgelijke kenmerken in een onderdeelontwerp plaatst, zorg er dan voor dat u deze ten minste vier keer de materiaaldikte vanaf elke rand of binnenhoek plaatst. Dit is terug te voeren op het gehele hierboven beschreven uitrekkingsverschijnsel. Als u een rond gat dichter bij de buiglijn plakt, kan het ronde gat enigszins elliptisch zijn als gevolg van metaalvervorming.

U kunt vrijelijk verschillende radiussen specificeren om op het passende onderdeel te passen, of waar een duidelijke binnenhoek nodig is, maar elke waarde die u kiest moet worden aangeroepen op alle flenzen die op het onderdeel voorkomen. Anders betekent dit extra instellingen en hogere onderdelenkosten.

Over hoeken gesproken: u moet ook van plan zijn te buigen en de druk te verminderen waar de twee flenzen zijn verbonden. Dit zijn kleine inkepingen van ongeveer 0,030 inch (0,762 mm) breed om te voorkomen dat het materiaal bij de verbinding naar buiten uitzet. Veel CAD-systemen zijn slim genoeg om deze buigreliëfs te creëren.

2. De relatie tussen de kromtestraal van het plaatmetaal en de dikte van de plaat

De buigradius van het plaatwerk is een vereiste waarde in de plaattekening. Het is moeilijk te bepalen hoe groot deze waarde is bij daadwerkelijke verwerking. De buigradius van het plaatmetaal heeft een bepaalde relatie met de dikte van het materiaal, de druk van de buigmachine en de breedte van de onderste matrijsgroef van de buigmatrijs.

De feitelijke ervaring met plaatbewerking heeft geconcludeerd dat wanneer de dikte van de algemene plaat bij het buigen niet groter is dan 6 mm, de binnenradius van de plaatbuiging direct kan worden gebruikt als de straal van de plaatdikte.

Wanneer de plaatdikte groter is dan 6 mm en kleiner dan 12 mm, is de buigradius in de plaat doorgaans 1,25 tot 1,5 maal de plaatdikte. Wanneer de plaatdikte niet minder is dan 12 mm, is de buigradius in de plaat doorgaans 2 tot 3 maal de plaatdikte.

Wanneer de buigradius R=0,5 is, is de algemene plaatdikte T gelijk aan 0,5 mm. Als een straalgrootte groter of kleiner dan de plaatdikte vereist is, is een speciale matrijsbewerking vereist.

Wanneer de plaatmetaaltekening vereist dat de plaat onder een hoek van 90° wordt gebogen en de buigradius bijzonder klein is, moet de plaat eerst worden gegroefd en vervolgens moet het plaatmetaal worden gebogen. Het kan ook de bovenste en onderste mallen van speciale buigmachinemallen verwerken.

De buigradius van het plaatmetaal heeft een bepaalde relatie met de breedte van de onderste matrijsgroef van de buigmatrijs.