Пытанне: Мне цяжка зразумець, як радыус выгібу (як я ўжо адзначаў) пры друку звязаны з выбарам інструмента. Напрыклад, у нас зараз узніклі праблемы з некаторымі дэталямі, вырабленымі са сталі A36 таўшчынёй 0,5 цалі. Для гэтых дэталяў мы выкарыстоўваем пуансоны дыяметрам 0,5 цалі і матрыцу 4 цалі. Цяпер, калі я скарыстаюся правілам 20% і памножу на 4 цалі, калі я павялічу адтуліну матрыцы на 15% (для сталі), я атрымаю 0,6 цалі. Але як аператар ведае, што трэба выкарыстоўваць пуансон з радыусам 0,5 цалі, калі для друку патрабуецца радыус выгібу 0,6 цалі?
A: Вы згадалі адну з найбуйнейшых праблем, з якімі сутыкаецца прамысловасць ліставога металу. Гэта памылковае меркаванне, з якім сутыкаюцца як інжынеры, так і вытворчыя цэхі. Каб выправіць гэта, пачнем з першапрычыны — двух метадаў фармавання і неразумення адрозненняў паміж імі.
З моманту з'яўлення гібальных станкоў у 1920-х гадах і да сённяшняга дня аператары фармавалі дэталі з ніжнімі выгібамі або шліфоўкамі. Нягледзячы на тое, што ніжні выгіб выйшаў з моды за апошнія 20-30 гадоў, метады выгібу ўсё яшчэ пранікаюць у наша мысленне, калі мы згінаем ліставы метал.
Дакладныя шліфавальныя інструменты з'явіліся на рынку ў канцы 1970-х гадоў і змянілі парадыгму. Таму давайце разгледзім, чым дакладныя інструменты адрозніваюцца ад фугальных станкоў, як пераход да дакладных інструментаў змяніў галіну і як усё гэта звязана з вашым пытаннем.
У 1920-х гадах фармаванне змянілася ад дыскавых тормазных згібаў да V-вобразных штампаў з адпаведнымі пуансонамі. Будзе выкарыстоўвацца пуансон пад вуглом 90 градусаў з матрицай пад вуглом 90 градусаў. Пераход ад згінання да фармавання стаў вялікім крокам наперад для ліставога металу. Гэта хутчэй, часткова таму, што нядаўна распрацаваны пласціністы тормаз мае электрычны прывад — больш не трэба згінаць кожны згіб уручную. Акрамя таго, пласціністы тормаз можна згінаць знізу, што павышае дакладнасць. Акрамя задніх упораў, павышаная дакладнасць можа быць звязана з тым, што пуансон уціскае свой радыус ва ўнутраны радыус згібу матэрыялу. Гэта дасягаецца шляхам прымянення кончыка інструмента да матэрыялу таўшчынёй меншай за таўшчыню матэрыялу. Мы ўсе ведаем, што калі мы можам дасягнуць пастаяннага ўнутранага радыуса згібу, мы можам разлічыць правільныя значэнні для аднімання згібу, прыпуску на згіб, вонкавага памяншэння і каэфіцыента K незалежна ад таго, які тып згібу мы робім.
Вельмі часта дэталі маюць вельмі вострыя ўнутраныя радыусы выгібу. Вытворцы, дызайнеры і майстры ведалі, што дэталь вытрымае, бо ўсё выглядала так, быццам было перабудавана — і на самой справе так і было, прынамсі, у параўнанні з сённяшнім днём.
Усё добра, пакуль не з'явіцца нешта лепшае. Наступны крок наперад адбыўся ў канцы 1970-х гадоў з з'яўленнем дакладна шліфаваных інструментаў, камп'ютэрных лічбавых кантролераў і перадавых гідраўлічных элементаў кіравання. Цяпер у вас ёсць поўны кантроль над прэсам-гвазком і яго сістэмамі. Але пераломным момантам стаў дакладна шліфаваны інструмент, які змяніў усё. Усе правілы вытворчасці якасных дэталяў змяніліся.
Гісторыя фарміравання поўная скачкоў і крокаў. Адным скачком мы перайшлі ад непаслядоўных радыусаў выгібу для пласціністых тармазоў да аднастайных радыусаў выгібу, створаных з дапамогай штампоўкі, грунтоўкі і ціснення. (Заўвага: рэндэрынг — гэта не тое ж самае, што ліццё; вы можаце знайсці дадатковую інфармацыю ў архівах калонак. Аднак у гэтай калонцы я выкарыстоўваю «ніжні выгіб», каб мець на ўвазе метады рэндэрынгу і ліцця.)
Гэтыя метады патрабуюць значнай магутнасці для фармавання дэталяў. Вядома, у многіх адносінах гэта дрэнная навіна для прэса, інструмента або дэталі. Тым не менш, яны заставаліся найбольш распаўсюджаным метадам гнутця металу на працягу амаль 60 гадоў, пакуль прамысловасць не зрабіла наступны крок у бок пнеўматычнага фармавання.
Дык што ж такое паветравае ўтварэнне (ці паветранае выгінанне)? Як яно працуе ў параўнанні з ніжнім выгібам? Гэты скачок зноў змяняе спосаб стварэння радыусаў. Цяпер замест таго, каб штампаваць унутраны радыус выгібу, паветра ўтварае «плаваючы» ўнутраны радыус у працэнтах ад адтуліны штампа або адлегласці паміж плячыма штампа (гл. малюнак 1).
Малюнак 1. Пры паветраным гібленні ўнутраны радыус выгібу вызначаецца шырынёй штампа, а не кончыкам пуансона. Радыус «плавае» ў межах шырыні формы. Акрамя таго, вугал выгібу апрацоўванай дэталі вызначае глыбіня пранікнення (а не вугал штампа).
Нашым эталонным матэрыялам з'яўляецца нізкалегаваная вугляродзістая сталь з трываласцю на расцяжэнне 60 000 фунтаў на квадратны дюйм і радыусам утварэння паветра прыблізна 16% ад адтуліны фільеры. Працэнт вар'іруецца ў залежнасці ад тыпу матэрыялу, цякучасці, стану і іншых характарыстык. З-за адрозненняў у самім ліставым метале прагназуемыя працэнты ніколі не будуць ідэальнымі. Аднак яны даволі дакладныя.
Мяккі алюміній утварае паветра ў радыусе ад 13% да 15% ад адтуліны формы. Гарачакатаны марынаваны і змазаны алеем матэрыял мае радыус утварэння паветра ад 14% да 16% ад адтуліны формы. Халоднакатаная сталь (наша базавая трываласць на расцяжэнне складае 60 000 фунтаў на квадратны дюйм) фармуецца паветрам у радыусе ад 15% да 17% ад адтуліны формы. Радыус фарміравання паветрам з нержавеючай сталі 304 складае ад 20% да 22% ад адтуліны формы. Зноў жа, гэтыя працэнты маюць дыяпазон значэнняў з-за адрозненняў у матэрыялах. Каб вызначыць працэнт іншага матэрыялу, вы можаце параўнаць яго трываласць на расцяжэнне з трываласцю на расцяжэнне 60 KSI нашага эталоннага матэрыялу. Напрыклад, калі ваш матэрыял мае трываласць на расцяжэнне 120 KSI, працэнт павінен быць ад 31% да 33%.
Дапусцім, наша вугляродзістая сталь мае трываласць на расцяжэнне 60 000 фунтаў на квадратны дюйм, таўшчыню 0,062 цалі і ўнутраны радыус выгібу 0,062 цалі. Зігніце яе над V-вобразнай адтулінай штампа 0,472, і атрыманая формула будзе выглядаць наступным чынам:
Такім чынам, ваш унутраны радыус выгібу будзе 0,075 цалі, які вы можаце выкарыстоўваць для разліку прыпускаў на выгіб, каэфіцыентаў K, уцягвання і аднімання выгібу з пэўнай дакладнасцю, г.зн. калі аператар вашага прэса-гвазка выкарыстоўвае правільныя інструменты і распрацоўвае дэталі з улікам інструментаў, якія выкарыстоўваюцца аператарамі.
У прыкладзе аператар выкарыстоўвае 0,472 цалі. Адтуліна для штампа. Аператар зайшоў у офіс і сказаў: «Х'юстан, у нас праблема. Гэта 0,075». Радыус удару? Здаецца, у нас сапраўды праблема; дзе нам звярнуцца, каб атрымаць адзін з іх? Найбліжэйшы, які мы можам атрымаць, — 0,078. «або 0,062 цалі. 0,078 цалі. Радыус прабівання занадта вялікі, 0,062 цалі. Радыус прабівання занадта малы».
Але гэта няправільны выбар. Чаму? Радыус пуансона не стварае ўнутранага радыуса выгібу. Памятайце, што мы не гаворым пра выгіб дна, так, вырашальным фактарам з'яўляецца кончык ударніка. Мы гаворым пра ўтварэнне паветра. Шырыня матрыцы стварае радыус; пуанар — гэта проста штурхаючы элемент. Таксама звярніце ўвагу, што вугал нахілу штампа не ўплывае на ўнутраны радыус выгібу. Вы можаце выкарыстоўваць вострыя, V-вобразныя або канальныя матрыцы; калі ўсе тры маюць аднолькавую шырыню штампа, вы атрымаеце аднолькавы ўнутраны радыус выгібу.
Радыус прабойніка ўплывае на вынік, але не з'яўляецца вызначальным фактарам для радыуса выгібу. Калі вы сфармуеце радыус прабойніка, большы за плаваючы радыус, дэталь атрымае большы радыус. Гэта зменіць прыпуск на выгіб, сцісканне, каэфіцыент K і вылік выгібу. Ну, гэта не лепшы варыянт, ці не так? Вы разумееце — гэта не лепшы варыянт.
Што, калі мы выкарыстаем радыус адтуліны 0,062 цалі? Гэты ўдар будзе добрым. Чаму? Таму што, прынамсі, пры выкарыстанні гатовых інструментаў, ён максімальна блізкі да натуральнага «плаваючага» ўнутранага радыуса выгібу. Выкарыстанне гэтага пуансона ў гэтым дадатку павінна забяспечыць паслядоўны і стабільны выгін.
У ідэале варта выбраць радыус выгінання, які набліжаецца да радыуса плаваючай дэталі, але не перавышае яго. Чым меншы радыус выгінання адносна радыуса плаваючай дэталі, тым больш нестабільным і прадказальным будзе выгін, асабліва калі вы згінаеце яго шмат. Занадта вузкія выгібы прывядуць да дэфармацыі матэрыялу і стварэння рэзкіх выгібаў з меншай паслядоўнасцю і паўтаральнасцю.
Многія пытаюцца ў мяне, чаму таўшчыня матэрыялу мае значэнне толькі пры выбары адтуліны для формы. Працэнты, якія выкарыстоўваюцца для прагназавання радыуса фармавання паветра, разлічваюцца зыходзячы з таго, што выкарыстоўваная форма мае адтуліну, прыдатную для таўшчыні матэрыялу. Гэта значыць, адтуліна матрыцы не будзе большай або меншай за пажаданую.
Нягледзячы на тое, што памер формы можна памяншаць або павялічваць, радыусы, як правіла, дэфармуюцца, змяняючы многія значэнні функцыі выгібу. Падобны эфект можна назіраць і пры няправільным радыусе ўдару. Такім чынам, добрым пачатковым пунктам з'яўляецца эмпірычнае правіла выбару адтуліны формы, якая ў восем разоў перавышае таўшчыню матэрыялу.
У лепшым выпадку інжынеры прыйдуць у цэх і пагутарым з аператарам прэса. Пераканайцеся, што ўсе ведаюць розніцу паміж метадамі фармавання. Даведайцеся, якія метады яны выкарыстоўваюць і якія матэрыялы яны выкарыстоўваюць. Атрымайце спіс усіх пуансонаў і штампаў, якія ў іх ёсць, а затым распрацуйце дэталь на аснове гэтай інфармацыі. Затым у дакументацыі запішыце пуансоны і штампы, неабходныя для правільнай апрацоўкі дэталі. Вядома, у вас могуць быць змякчальныя абставіны, калі вам давядзецца падкарэктаваць інструменты, але гэта павінна быць хутчэй выключэннем, чым правілам.
Аператары, я ведаю, што вы ўсе прэтэнцыёзныя, я сам быў адным з іх! Але прайшлі тыя часы, калі вы маглі выбраць свой любімы набор інструментаў. Аднак тое, які інструмент выкарыстоўваць для праектавання дэталяў, не адлюстроўвае ваш узровень майстэрства. Гэта проста факт жыцця. Цяпер мы зроблены з паветра і больш не горбімся. Правілы змяніліся.
FABRICATOR — вядучы часопіс па металаапрацоўцы і фармаванні ў Паўночнай Амерыцы. Часопіс публікуе навіны, тэхнічныя артыкулы і гісторыі выпадкаў, якія дазваляюць вытворцам выконваць сваю працу больш эфектыўна. FABRICATOR абслугоўвае галіну з 1970 года.
Цяпер даступны поўны лічбавы доступ да The FABRICATOR, што дае вам лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Цяпер даступны поўны лічбавы доступ да часопіса Tubing Magazine, што дае вам лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Цяпер даступны поўны лічбавы доступ да The Fabricator en Español, які забяспечвае лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Майран Элкінс далучаецца да падкаста The Maker, каб распавесці пра свой шлях ад маленькага мястэчка да зваршчыка на заводзе…
Час публікацыі: 04 верасня 2023 г.