Principes de base du pliage des freins de presse: Avons-nous vraiment besoin de plus de sonnailles

Figure 1

Ces matrices divisées ont connu des jours meilleurs.

Le mois dernier, un lecteur a posé une question sur les bases de la sélection des poinçons et des matrices. Il a envoyé une image de la matrice divisée montrée à la figure 1. Son opération était au creux de la vague depuis des années et peut-être même dans certains cas.

Le lecteur espérait introduire le cintrage pneumatique dans le service des presses plieuses - une initiative bienvenue, en considérant à quel point les bas-fonds et les frappes peuvent être abusifs pour les outils et l'équipement.

Taper sur des pièces et abuser d'outils jusqu'à ce qu'ils ressemblent à celui illustré à la figure 1, c'est comme taper sur une cloche. Les gens sont tellement familiarisés avec leur fonctionnement qu’ils ignorent le fait qu’ils poussent les machines et les outils de plus en plus dur pour que tout fonctionne. Bientôt, ça ne marche pas du tout.

Le passage à la flexion aérienne nécessite trois étapes. Tout d’abord, déterminez les rayons à former dans vos types de matériaux et leurs épaisseurs. Deuxièmement, choisissez les matrices et les poinçons pour atteindre ces rayons. Et troisièmement, assurez-vous que vos presses plieuses n’ont pas été endommagées de façon irréversible après des années de tergiversations et que vous leur donnez plus de cloche.

Bases de la méthode

Baser et frapper sont deux méthodes de flexion distinctes. La mise en fond nécessite un jeu entre votre angle de frappe et de frappe. La mise au rebut se produit lorsque le rayon de perforation est gravé dans le rayon intérieur de la pièce et que le vérin continue à appliquer une pression, l’angle de pliage est forcé pour se conformer à l’angle de déformation en V à 90 degrés.

Lors de la mise au fond, le rayon de la pointe du poinçon doit correspondre au rayon que vous avez finalement atteint et l'angle de la matrice détermine l'angle de pliage, généralement de 90 degrés.

La frappe force le nez de la perforatrice dans le matériau, en pénétrant dans l'axe neutre. Techniquement, tous les rayons peuvent être forgés, mais traditionnellement, l’usage a été utilisé pour établir une courbure impeccable.

Le lecteur de la colonne du mois dernier souhaitait introduire le pliage pneumatique pour une bonne raison. Le cintrage à l'air est la méthode de choix de nos jours. Le poinçon descend dans l'ouverture de la matrice et un rayon naturellement flottant est formé en tant que pourcentage de la largeur de la matrice (voir figure 2).

Figure 2

Le rayon de courbure lors de la formation de l’air est «flotté» en tant que pourcentage de la largeur de la matrice.

Bien que la largeur de la matrice soit déterminante, l'angle de matrice inclus n'a pas d'effet direct sur l'angle de pliage. L'angle de la matrice n'a d'importance que dans la mesure où il est lié à l'angle du poinçon, qui devrait être identique ou plus étroit que la matrice.

Considérations sur les matrices

Le tonnage requis pour plier le fond était la cause fondamentale de la plupart des dommages illustrés à la figure 1. Au fil du temps, le nivellement continu des outils sera lui-même la cause fondamentale de l'usure excessive des outils. Et il est fort probable que la presse plieuse elle-même ait été endommagée. Bien entendu, compte tenu de la situation, les opérateurs n’avaient pas d’autre choix que de plier les fonds. Lorsque les outils sont aussi vieux et usés que ceux de la figure 1, le nivellement est vraiment la seule option viable pour maintenir la cohérence.

Les matrices de presse plieuse ont trois rayons: deux dans les coins supérieurs et un dans la partie inférieure du V. Les rayons supérieurs sont soit des arêtes vives, avec un très petit rayon, comme 0,015 po. du matériau) lorsque la pièce est tirée dans l’espace de la matrice. Le rayon au bas du V est généralement assez aigu, comme à 0,015 po. Mais encore une fois, le rayon au bas du V n’a aucun effet sur la formation d’air.

Calcul du rayon formé à l'air

Vous calculez un rayon de courbure interne formé d'air à l'aide de la règle des 20%. Nommée d'après le pourcentage utilisé pour certaines nuances d'acier inoxydable, la base de référence utilisée est de 15 à 17% pour l'acier laminé à froid à 60 KSI. Commencez par la médiane (16%) jusqu'à ce que vous trouviez la valeur qui correspond le mieux aux caractéristiques du matériau que vous recevez de votre fournisseur de métal.

Pour calculer le pourcentage à utiliser pour d'autres matériaux, comparez la résistance à la traction avec la ligne de base. Par exemple, un matériau de 120 KSI formerait un rayon de deux fois la valeur de l’acier laminé à froid de 60 KSI, soit entre 30 et 34% de la largeur de la filière.

Si vous connaissez la largeur de la matrice, vous pouvez calculer le rayon de courbure intérieur. Si vous pliez de l’acier doux A36 de 0,125 pouce d’épaisseur dans un 1 pouce. mourir et en utilisant la moyenne de 16% (selon la règle des 20%), vous obtiendrez un rayon de courbure intérieur d’environ 0,160 po.

Vous utilisez peut-être la règle 8x; c'est-à-dire que huit fois l'épaisseur du matériau vous donneront une largeur de matrice parfaite. La règle 8x peut fonctionner correctement dans l’application du lecteur, qu’il saute à l’air en formation ou continue à fond.

Sachez simplement que sous une forme aérienne, le 1-in. le dé flotterait un 0.160-in. rayon intérieur - parfaitement bien, tant que cela répond aux exigences du client (ou si le client ne se soucie pas du rayon intérieur). Il suffit d'utiliser le 0.160-in. rayon de courbure intérieur pour vos calculs d'allocation de courbure, de retrait extérieur, de facteur K et de déduction de courbure.

Atteindre la perfection de la flexion de l'air

Si votre rayon intérieur est aussi parfait que possible, c'est-à-dire que le rayon de courbure intérieur est égal à l'épaisseur du matériau, vous obtiendrez les courbures les plus cohérentes et les résultats les plus cohérents. Si les impressions de vos clients le permettent, cette relation de pliage parfaite est votre meilleure option.

Pour ce faire, vous pouvez déterminer la largeur optimale de votre matrice pour un rayon intérieur parfait en regardant simplement les largeurs de matrice disponibles, en les divisant par 16 pour cent et en choisissant celle qui vous rapproche le plus possible de la perfection. l'épaisseur est la même.

Dans l'application actuelle, avec un matériau de 0,125 pouce d'épaisseur, la perfection la plus proche pour les matrices métriques serait de 18 mm (0,707 po), une largeur de matrice très courante dans les familles d'outillage rectifiées. Seize pour cent de 0,707 équivaut à 0,113 po. Cette valeur est aussi proche que possible du rayon intérieur parfait de 0,125 po. La largeur de la matrice impériale la plus proche serait de 0,687 po (11/16 po) ou de .)

Une fois que vous avez déterminé les outils dont vous avez besoin, essayez d'investir dans le plus grand nombre possible par votre budget. La manière dont vous sélectionnez une largeur de matrice dépend de ce que vous avez actuellement et de votre budget d'outillage. Si votre budget ne vous permet que deux largeurs de matrice, choisissez une valeur de largeur de matrice nominale adaptée à une gamme d'épaisseurs de matériau, par exemple comprise entre 0,125 et 0,250 po. Sélectionnez ensuite une seconde largeur de matrice nominale pour le matériau. 0,250 à 0,375 po

Les angles de matrice n'affectent pas l'angle de courbure final lors de la formation de l'air. Si vous voulez vous assurer que les opérateurs ne peuvent même pas essayer de poser des fonds, choisissez un angle de matrice inclus inférieur à 88 degrés, voire une matrice de canal avec des côtés perpendiculaires.

Une fois que vous avez vos matrices pour la formation de l'air, vous pouvez maintenant déterminer le rayon de courbure intérieur que vous obtiendrez. Tant que vous utilisez cette matrice sur une petite plage d'épaisseurs de matériau, cette valeur de rayon doit être vérifiée. Si vous utilisez un 1-in. mourir pour plier un matériau de 0,125 pouce d'épaisseur, votre rayon résultant devrait être d'environ 0,160 pouce. Mais si vous utilisez des épaisseurs de matériau supérieures à celles convenant pour la largeur de la matrice, vos résultats varieront par rapport à ceux de 0,160 pouce. valeur.

Considérations Nez Punch

Lors du soulèvement et de la frappe, le rayon de la pointe du poinçon produit le rayon de courbure intérieur. En flexion à l’air, le nez du poinçon ne détermine pas le rayon, mais il applique une force qui augmente de manière significative à mesure que la pointe du poinçon devient étroite.

Une courbure «devient tranchante» lorsque le matériau ne peut plus résister à la force qui lui est appliquée et commence à se froisser le long de la ligne de courbure. Cela se produit lorsque la force (le tonnage) requise pour former la pièce dépasse la force nécessaire pour la percer et la froisser. Pour plus d'informations à ce sujet, consultez «Qu'est-ce qui fait qu'une courbe d'air est coupante sur la presse plieuse?

Le pli d'une courbure abrupte aura tendance à amplifier les variations angulaires habituelles de l'angle de courbure causées par les variables internes du matériau, notamment la direction et la dureté du grain. Ces variables font en sorte que les angles de courbure ainsi que les dimensions changent d’une pièce à l’autre.

Lorsqu'un rayon de nez de perforation dépasse le rayon flottant de la pièce formée à l'air, la pièce prend ce rayon plus grand. Cela modifie votre allocation de courbure, vos calculs en dehors de la marge de recul et vos déductions de courbure.

Styles de poinçons et matrices

Bien qu’il existe de nombreuses options de style d’outillage, nous discuterons des quatre principaux concurrents. Ces quatre peuvent être regroupés en deux catégories: outillage rectifié et raboté. Oui, l'achat d'outillage d'avion est moins cher à l'achat, mais le coût de la main-d'œuvre lié à son utilisation absorbera ces économies très rapidement.

Les outils à rectifier de précision viennent dans deux styles, européen et nouveau standard. Ceux-ci sont généralement fabriqués avec une précision de ± 0,0008 po sur toutes les surfaces. L'outillage raboté est disponible en deux styles: raboté traditionnel et raboté avec précision, les deux étant fabriqués en moyenne avec une précision de ± 0,005 po sur 10 pieds à partir d'une seule coordonnée X-Y. C'est plutôt bien. Néanmoins, cela signifie qu’une erreur totale entre les centres d’outillage pourrait atteindre 0,010 pouce.

Cette référence de coordonnées rend les outils planifiés beaucoup plus difficiles à utiliser. Il n'y a pas deux pièces identiques. Chacune a un trait d'axe légèrement différent et parfois même une hauteur d'outil différente. C’est peut-être seulement quelques millièmes, mais c’est suffisant pour plusieurs degrés de différence angulaire d’une section à l’autre.

Si vous coupez vos outils à la longueur dont vous avez besoin et que vous ne remaniez pas les outils coupés pour la coupe et dans le même sens (de l'avant à l'arrière) lors de l'installation conjointe sur la presse-plieuse, ils ne fonctionnent pas. Les outils doivent être conservés dans l’ordre dans lequel ils ont été coupés lorsqu’ils sont installés ensemble dans la machine. Cette incapacité à associer différents outils rend la construction de pièces nécessitant plusieurs jeux d'outils (mise en scène) très difficile, voire impossible.

Néanmoins, les outils planifiés sont parfaits si vous les utilisez comme un seul outil et si vous avez peu ou pas de mise en scène. Ils coûtent moins cher que les outils de précision, ils peuvent traiter des charges très lourdes et de nombreuses machines sont conçues pour les utiliser (bien que les blocs adaptateurs ne soient pas toujours une solution pratique).

Notez que les outils planifiés avec précision ne sont pas ce qu’ils semblent au premier abord. Celles-ci ne sont pas plus précises et souffrent des mêmes problèmes que l'outillage raboté traditionnel. Ils viennent juste dans les profils d'outils européens. De plus, il existe une différence entre les profils rectifiés «de précision» et «d’outillage de précision». Le plus grand signe révélateur de ce que vous recherchez dans les outils véritablement rectifiés est le suivant: l’outil n’est pas livré dans de grandes longueurs, par exemple plus de 3 pieds.

Les dégâts importants causés à l'outillage, illustrés à la figure 1, mettent en évidence un autre problème: à quel point la presse plieuse utilisant cet outil a-t-elle été martelée? S'il est vieux et malmené, les avantages tirés d'un outillage de précision au sol seront perdus.

Que le frein fonctionne d’une manière ou d’une autre après des années de flexion du fond ou que vous veniez d’acheter un nouveau frein, la décision d’investir dans un rabot traditionnel ou raboté avec précision dépend de votre gamme de produits.

Les outils de précision ne souffrent pas de la variation introduite par les outils rabotés. Cela rend les outils de précision beaucoup plus faciles à utiliser. Leur précision permet des configurations très sophistiquées dans la presse plieuse. Si vous vous dirigez vers un travail de précision, un outil rectifié avec précision est plus que probablement le meilleur choix. Là encore, le coût est nettement supérieur à celui de l’outillage prévu.

En passant, ce qu’il faut vraiment dans l’industrie, c’est un vrai jeu de poinçons et de matrices rectifié avec précision, mais dans des styles et profils rabotés traditionnels. L'ensemble doit s'adapter quel que soit le profil de montage, et les ensembles doivent avoir les mêmes hauteurs et centres de fermeture que leurs cousins ​​de précision. Cela signifie qu'ils pourraient être mélangés et mis en correspondance au besoin avec la même configuration. Ce serait vraiment le meilleur des deux mondes.