Bases de pliage de frein de presse comment éviter un virage tranchant

Question: Tout d'abord, permettez-moi de dire que j'ai aimé lire vos articles et livres liés à la formation d'une théorie. J'applique les principes que vous avez couverts dans les magasins pour lesquels j'ai travaillé.

J'ai récemment commencé avec un OEM différent pour aider à son service de fabrication. Nous utilisons 304 en acier inoxydable près de 95% du temps. J'ai travaillé avec la qualité et l'ingénierie pour obtenir nos tables de pliage, donc nos pièces seront correctes la première fois, dans un 0,0100 pouces. variance par virage. J'ai rassemblé des données de nos fournisseurs sur la résistance à la traction et la limite d'élasticité ultime et les tables composées avec des moyennes pour s'appliquer aux formules pour mieux prédire les longueurs vides. Notre problème est que la pointe de punch semble plonger dans notre matériau en acier inoxydable.

À l'aide d'outils de style américain, nous mettons en air 0,075 pouce. ouverture de matrice, nous donnant environ 0,117 pouce. flotté à l'intérieur du rayon. Nous avons essayé d'utiliser le nez de punch 0.125-in.-Radius, mais notre blanc pousse encore plus. Nous avons même atteint un 0,625 pouce. ouverture de matrice, principalement pour réduire les exigences de tonnage, mais nous n'avons vu aucune différence notable dans la mesure dans laquelle la pièce est de ce que nous avons initialement calculé.

Je suppose que nous pouvons être une flexion nette en utilisant notre 0,062 pouces. Radius de pointe de pointe et dépassant ainsi le tonnage de poinçonnage du matériau. Où serait un bon point de départ pour résoudre ce problème?

Réponse: Tout ce que vous venez de dire est conforme à la théorie de la formation d'air. Trois facteurs entrent en jeu ici: la flexion nette, la règle de 20% et le rayon du nez de punch.

Commençons par le virage pointu - ou, comme vous le dites, ayant le nez de punch "plonger " dans le matériau et en froissant le centre du rayon.

Un virage tranchant n'est pas un virage minimum au rayon. Un virage minimum-radius est le plus petit rayon qui peut être flou dans une forme d'air. Tout rayon de nez de punch inférieur au rayon minimum plongera "dans le centre du virage.

Un virage tranchant amplifiera les variations dans le matériau qui provoque la partie de l'angle de pliage de la partie. Il s'agit notamment des différences d'épaisseur, de direction des grains, ainsi que de rendement et des résistances à la traction. Un virage vif est causé par trois choses: les limites de contrainte de cisaillement du métal, la zone terrestre où la force de tonnage est appliquée et le tonnage total nécessaire pour plier la pièce sur une ouverture de dé fraye.

Pour constater où le virage devient net, ce que nous appelons la valeur nette, nous avons adopté une formule de tonnage de poinçonnage standard à la flexion. Pour nos besoins, nous l'appellerons le tonnage perçant car il nous dit la quantité de force nécessaire pour que la pointe de punch perce et glisse le matériel - qui, bien sûr, nous voulons éviter. La formule ne s'adapte pas parfaitement, et les résultats ne sont qu'une approximation, mais il fonctionne assez bien pour être très utile dans le Fab Shop.

Avant d'arriver à la formule, cependant, nous devons déterminer la zone terrestre, la zone de contact initiale entre la pointe de punch et le matériau. Dans les colonnes précédentes, nous avons utilisé le rayon de punch pour calculer cette zone de contact. Cela vous rapproche suffisamment pour de nombreuses applications, mais en vérité, cela ne reflète pas ce qui se passe réellement pendant un virage à l'air.

Si vous vous souvenez de la géométrie du lycée, un rayon est la moitié du diamètre d'un cercle, et c'est exactement ce qu'il est à la fin d'une pointe. Si vous deviez mesurer la zone incurvée au bas d'une pointe de poinçonnage de 0,062 pouce, elle n'aurait pas égaler 0,062 po. La zone incurvée serait plutôt égale à la partie d'une circonférence ou d'une longueur d'arc. Étendez la courbe à un cercle, divisez le diamètre de ce cercle en deux, et vous obtiendrez 0,062 po., Le rayon de pointe de pointe.

Encore une fois, l'utilisation du rayon de punch pour calculer le tonnage de perçage fonctionne assez bien. Mais pour prédire plus précisément le tonnage de perçage, nous devons trouver la longueur de l'arc - et pas n'importe quelle longueur d'arc, mais la longueur de l'arc qui établit un contact initial avec un matériau au moment de la flexion.

Nous trouvons la longueur de l'arc en déterminant les degrés de contact que la pointe du poinçonnage fait avant le début du métal, comme le montre la figure 1. Cela peut varier considérablement. Un matériau commence à se plier immédiatement après seulement quelques degrés de contact; D'autres matériaux ne commencent à se plier qu'après de nombreux autres degrés de contact. Le calcul pour déterminer cela devient précisément très complexe, donc pour nos fins ici, nous utiliserons 20 degrés de contact comme constante.

En incorporant les degrés de contact et le rayon de punch (R) dans l'équation suivante, nous déterminons la longueur de l'arc et finalement la superficie totale du terrain:

Longueur de l'arc = 2πr × (degrés de contact / 360)

Zone terrestre = longueur d'arc × longueur du virage

Maintenant, c'est sur la formule de tonnage perçante. Notez que la formule d'origine a une variable appelée facteur de cisaillement pour tenir compte de la taille et de la forme du matériau. Pour nos besoins, nous supposerons que le matériau est plat, qui a un facteur de cisaillement de 1,0. Cela n'affecte pas notre résultat, nous l'avons donc omis de l'équation. Encore une fois, bien que cette formule ne soit pas parfaite pour cette application, elle est suffisamment proche pour nos besoins pour trouver les valeurs nécessaires:

Tonnage de piercing = zone terrestre × épaisseur du matériau × 25 × facteur de matériau

La constante "25 " provient de l'affacturage dans la résistance des grades en acier doux communs au moment où la formule a vu le jour, d'où la nécessité des valeurs des facteurs de matériau (voir figure 2). Les facteurs de matériau ajustent le tonnage pour correspondre au rendement du matériau actuel et aux valeurs de traction.

Maintenant que nous avons le tonnage de perçage, nous devons calculer le tonnage de formation nécessaire pour plier la pièce. Nous le faisons en trouvant le point auquel le métal pénètre dans son état plastique, se plie et reste plié. Ce point est où le rendement est "cassé " dans le matériau. Notez que ce n'est pas la même chose que les charges de formation au bas de la course dans une opération de fond ou de gamme. Les calculs de tonnage à fond et à innovation sont au mieux de supposer car ils sont très dépendants de l'opérateur.

L'équation suivante, dans laquelle MT est l'épaisseur du matériau, résout la valeur du tonnage où le rendement se casse, nous donnant le tonnage par pouce dont nous avons besoin pour que le matériau se forme. Et comme pour le tonnage de perçage, nous devons incorporer un facteur de matériau, comme le montre la figure 2. Si vous ne voyez pas le matériau avec lequel vous travaillez, vous pouvez simplement diviser la résistance à la traction de votre matériau par la résistance à la traction de notre matériau de base , 60 000 psi acier doux.

Formage tonnage par pouce = {[(575 × mt2) / ouverture de mat

Le tonnage de perçage nous donne une estimation de la quantité de force qu'il faudra à un outil pour percer, augmenter et "plonger dans " la ligne de virage. Pour éviter de fracasser le virage, vous devez vous assurer que le tonnage de perçage est plus que le tonnage de formage par pouce. De cette façon, le matériau résistera à la pression de perçage de la pointe de poinçon.

Maintenant, nous sommes prêts à exécuter les calculs. Notez que dans ce qui suit, toutes les valeurs de dimension sont en pouces. De plus, vous n'avez pas mentionné une longueur de pliage, donc pour cet exemple, nous allons simplement utiliser une longueur de pliage de 12 pouces.

Type de matériau et résistance à la traction = 90 ksi en acier inoxydable

Facteur de matériau = 90 ksi / 60 ksi = 1,5

Longueur de pliage = 12 pouces.

Ouverture de matrice = 0,500 po.

Rayon de punch = 0,062 po.

Longueur de l'arc = 2πr × (degrés de contact / 360)

Longueur de l'arc = 2 × 3,1415 × 0,062 × (20/360) = 0,021 po.

Zone terrestre = longueur d'arc × longueur de pliage

Superficie terrestre = 0,021 × 12 = 0,252 po.

Tonnage de perçage = surface × MT × 25 × Facteur de matériau

Tonnage de piercing = 0,252 × 0,075 × 25 × 1,5 = 0,708 tonne

Formage tonnage par pouce = [(575 × mt2) / ouverture de matrice / 12] × facteur de matériau

Formant du tonnage par pouce = [(575 × 0,0752) / 0,500 / 12] × 1,5 = 0,808 tonne

Comme vous pouvez le voir, le tonnage de formation par pouce est de 0,808, tandis que votre tonnage de perçage est de 0,708. Le tonnage requis pour se former dépasse la capacité du matériau à résister à la force de perçage!

Mais attendez, il y a plus

Comparez ce qui se passe avec les trois ouvertures de matrice différentes qui se situent dans la plage d'épaisseur de matériau de 6 à 8 fois. Notre tonnage perçant reste constant, à 0,708 tonne, mais regardez ce qui arrive au tonnage de formation:

Formant l'épaisseur de L (MT) = 0,074 po.

0,375 pouces. ouverture de matrice = 1,078 tonnes par pouce

0,500 pouces. ouverture de matrice = 0,808 tonnes par pouce

0,625 pouce. ouverture de matrice = 0,646 tonnes par pouce

Remarquez ce qui se passe lorsque vous ouvrez la largeur de la matrice de 0,500 à 0,625 po. La pression à former est désormais inférieure au tonnage pour percer. Cela signifie que la pointe de punch ne doit plus être "plonger " dans le centre du virage, et le virage ne doit plus être dans une relation "Sharp " avec le matériau.

Non seulement cela, mais comme vous l'avez noté, le rayon intérieur a changé comme il se doit. Il s'agit de la règle de 20% au travail. Dans votre note, vous avez indiqué que vous réalisiez un rayon intérieur flottant de 0,117 po. Plus de 0,500 pouces. V Die. La règle de 20% indique que pour 304 en acier inoxydable avec une résistance à la traction ultime de 85 000 psi (UTS), le rayon flotté devrait varier entre 20 et 22% de l'ouverture de la matrice. Effectivement, 22% de 0,500 est de 0,110 po. Direction des grains, des inexactitudes de mesure et le fait que vous travaillez avec du matériel UTS de 90 000 PSI explique les écarts mineurs. Votre matériau tient un rayon de virage intérieur égal à 23% de l'ouverture de la matrice.

Sur la base de tout cela, le rayon intérieur résultant de la formation de 0,625 pouce. L'ouverture de la matrice doit être de 0,143 po (0,625 × 0,23 = 0,143 po), et vous ne devriez pas avoir de signes visibles de plis à la ligne de pliage. Dans le même temps, votre tonnage de formation est passé de 0,808 à 0,646 tonne par pouce.

Le meilleur choix de rayons de punch

Le 0,125 pouce. Le rayon de punch augmentera le rayon de virage intérieur dans les 0,375 et 0,500 pouces. ouvertures. En effet, le rayon du nez de punch est plus grand que le radium naturel dans le matériau - et lorsque cela se produit, la pièce aura tendance à prendre la plus grande valeur de nez de punch. Lorsque vous avez un rayon plus grand, vous obtenez une déduction de virage plus grande et vous obtenez une partie différente.

D'un autre côté, le rayon de nez plus grand du poinçon n'affectera pas le rayon de pliage ou la déduction de pliage dans le 0,625 pouce. mourir. Le nez de punch à 0,125 po. Est inférieur au rayon naturel de 0,143 po?

La meilleure stratégie de cette situation consiste à utiliser un rayon de nez de punch le plus près possible du rayon naturel sans dépasser cette valeur - à moins que, bien sûr, vous le planifiez directement de la porte et incorporez le rayon plus grand et pliez des déductions dans votre calculs.

Standardiser votre utilisation de votre outil

Vous l'avez mentionné lors du passage à un 0,625 pouce. Die, vous avez vu "pas de différence notable " dans la mesure où la pièce est de vos calculs initiaux. Ce qui est derrière cela dépend de ces calculs initiaux, y compris votre longueur de virage (cet exemple suppose une longueur de pliage de 12 pouces). Quoi qu'il en soit, lorsque vous changez l'ouverture de la matrice, vous changez le rayon et la déduction de courbure. N'oubliez pas que lors de la flexion de l'air, une nouvelle ouverture de matrice change efficacement.