Pressione noções básicas de flexão de freio: Será que realmente precisamos de mais cowbell

figura 1

Essas divisões morrem em dias melhores.

No mês passado, um leitor enviou uma pergunta sobre algumas das noções básicas por trás da seleção de socos e matrizes. Ele enviou uma imagem do dado dividido mostrado na Figura 1. Sua operação vinha decaindo há anos, e talvez cunhando em alguns casos.

O leitor esperava introduzir a dobra de ar no departamento de freios de prensa - uma medida bem-vinda, considerando o quão abusivo pode ser o fundo e o cunho de ferramentas e equipamentos.

Bater as peças de trabalho e abusar das ferramentas até ficarem parecidas com as da Figura 1 é como bater com um chocalho. As pessoas estão tão familiarizadas com sua operação que ignoram o fato de que estão empurrando máquinas e ferramentas cada vez mais para que tudo funcione. Muito em breve não funciona nada.

Fazer a mudança para o ar inclinado exige três etapas. Primeiro, determine os raios que você precisa formar em seus tipos e espessuras de material. Em segundo lugar, escolha os dados e punções para alcançar esses raios. E terceiro, certifique-se de que os freios de sua impressora não foram danificados irreversivelmente depois de anos batendo e, assim, dando mais chimbal.

Princípios do Método

Assentamento e cunhagem são dois métodos de flexão separados. O assentamento requer folga entre o punção e o ângulo da faca. O assentamento ocorre quando o raio do punção é estampado no raio interno da peça e, à medida que o compactador continua aplicando pressão, o ângulo de curvatura é forçado a conformar-se ao ângulo de 90 graus da matriz em V.

Quando estiver no fundo, o raio do punção deve coincidir com o raio que você finalmente alcançou, e o ângulo do punção determina o ângulo de curvatura, geralmente 90 graus.

A cunhagem força o nariz de perfuração no material, penetrando no eixo neutro. Tecnicamente, qualquer raio pode ser cunhado, mas tradicionalmente cunhagem foi usada para estabelecer uma curva nítida.

O leitor da coluna do mês passado queria introduzir o ar dobrado por um bom motivo. Dobra de ar é o método de escolha nos dias de hoje. O punção desce para a abertura da matriz e um raio naturalmente flutuante é formado como uma porcentagem da largura da matriz (veja a Figura 2).

Figura 2

O raio de curvatura na formação de ar é “flutuado” como uma porcentagem da largura da matriz.

Embora a largura da matriz seja crítica, o ângulo da matriz incluso não tem efeito direto no ângulo de curvatura. O ângulo do dado importa apenas no que se refere ao ângulo do punção, que deve ser o mesmo ou mais estreito que o dado.

Die Considerações

A tonelagem exigida para a dobra inferior foi a causa raiz da maioria dos danos vistos na Figura 1. Com o tempo, as ferramentas de assentamento contínuo serão, por si só, a principal causa do desgaste excessivo das ferramentas. E é altamente provável que o próprio freio tenha sido danificado. É claro que, considerando a situação, os operadores não tinham escolha senão desvirtuar. Quando as ferramentas são tão antigas e desgastadas quanto as da Figura 1, o bottoming é realmente a única opção viável para manter a consistência.

Os prensas de freio têm três raios: dois nos cantos superiores e um no fundo do V. Os raios superiores são arestas vivas, com um raio muito pequeno como 0,015 pol., Ou um raio composto que ajuda a reduzir o arrasto (a raspagem do material) à medida que a peça de trabalho é puxada para o espaço da matriz. O raio na parte de baixo do V é geralmente bem nítido, como 0,015 pol. Mas, novamente, o raio na parte de baixo do V não tem efeito na formação de ar.

Calculando o raio formado pelo ar

Você calcula um raio de curvatura dentro do ar usando a regra de 20%. Nomeado após a porcentagem usada para certos tipos de aço inoxidável, a linha de base real que usamos é de 15 a 17 por cento para o aço laminado a frio de 60-KSI. Comece com a mediana (16%) até encontrar o valor que melhor corresponda às características do material que você recebe do seu fornecedor de metal.

Para calcular a porcentagem a ser usada para outros materiais, compare a resistência à tração com a linha de base. Por exemplo, o material de 120 KSI formaria o raio de duas vezes o valor do aço laminado a frio de 60 KSI, ou entre 30 e 34% da largura da matriz.

Se você conhece a largura do dado, você pode calcular o raio de curvatura interno. Se você está dobrando o aço macio A36 de 0,125 pol. De espessura em um 1 pol. morrer e usar a média de 16% (de acordo com a regra de 20%), você obterá um raio interno de curvatura de cerca de 0,160 pol.

Você pode estar usando a regra 8x; isto é, oito vezes a espessura do material proporcionará uma largura de matriz perfeita. A regra 8x pode funcionar bem na aplicação do leitor, quer ele salte para a formação de ar ou continue a afundar.

Só sei que em uma forma de ar, o 1-in. o dado flutuaria a 0,160 pol. dentro do raio - perfeitamente bem, desde que atenda aos requisitos do cliente (ou se o cliente não se importar com o raio interno). Basta usar o 0,160 pol. raio de curvatura interno para seus cálculos para tolerância de dobra, recuo externo, fator K e dedução de dobra.

Atingir a perfeição da flexão de ar

Se o seu raio interno é o mais próximo possível da perfeição - ou seja, o raio interno da dobra é igual à espessura do material - você obterá as dobras mais consistentes e os resultados mais consistentes. Se as impressões de seus clientes permitirem isso, essa relação perfeita de dobras será sua melhor opção.

Para conseguir isso, você pode determinar a largura ideal do seu molde para aquele raio interno perfeito simplesmente observando as larguras de matriz disponíveis, dividindo-as por 16% e escolhendo uma que o aproxime o mais perfeito possível, onde o raio e o material interno da dobra a espessura é a mesma.

Na aplicação atual, com material de 0,125 polegada de espessura, o mais próximo da perfeição para matrizes métricas seria 18 mm (0,707 pol.), Uma largura de matriz muito comum nas famílias de ferramentas de precisão de aterramento. Dezesseis por cento de 0,707 equivale a 0,113 pol. Este valor é o mais próximo que você pode chegar ao raio interno perfeito de 0,125 pol. A largura do die imperial mais próxima seria 11/16 pol. (0,687 pol.) Ou ¾ pol. (0,750 pol. .

Depois de determinar as ferramentas de que você precisa, tente investir no maior número possível de seu orçamento. Como você seleciona uma largura de matriz depende do que você tem atualmente e do seu orçamento de ferramentas. Se o seu orçamento permitir apenas duas larguras de matriz, você deve escolher um valor de largura de matriz nominal que possa acomodar uma faixa de espessura de material entre 0,125 e 0,250 pol. Você escolheria uma segunda largura de matriz nominal para acomodar o material de 0,250 a 0,375 pol.

Os ângulos de matriz não afetam o ângulo final de curvatura na formação de ar. Se você quiser garantir que os operadores não possam sequer tentar o bottoming, escolha um ângulo de die incluso menor que 88 graus, ou até mesmo dados de canal com lados perpendiculares.

Uma vez que você tenha suas matrizes para a formação de ar, você agora pode determinar o raio de curvatura interno que você alcançará. Contanto que você use esse dado em uma pequena faixa de espessura do material, esse valor de raio deve ser verdadeiro. Se você usar um 1 pol. die para dobrar o material de 0,125 pol. de espessura, o raio resultante deve ser de cerca de 0,160 pol. Mas se você usar espessuras de material fora do que é apropriado para a largura do molde, seus resultados irão variar de 0,160 pol. valor.

Considerações sobre nariz perfurado

No fundo e cunhagem, o raio do punção produz o raio de curvatura interno. Na dobra de ar, o nariz do punção não determina o raio, mas aplica força, o que aumenta significativamente quanto mais estreita a ponta do punção.

Uma dobra “torna-se afiada” quando o material não consegue mais suportar a força que está sendo aplicada a ele e começa a dobrar ao longo da linha da dobra. Isso acontece quando a força (tonelagem) necessária para formar a peça excede a força necessária para perfurá-la e dobrá-la. Para mais informações, confira "O que faz uma curva de ar afiada na prensa"

O vinco de uma curva acentuada tenderá a amplificar as variações angulares usuais no ângulo de curvatura causadas pelas variáveis ​​dentro do material, incluindo a direção e a dureza dos grãos. Essas variáveis ​​fazem com que os ângulos de dobra junto com as dimensões sejam alterados de peça para peça.

Quando um raio de punção excede o raio flutuante da peça formada a ar, a peça assumirá aquele raio maior. Isso altera sua tolerância de dobra, fora do recuo e dobre os cálculos de dedução.

Estilos de punções e matrizes

Embora existam muitas opções de estilo de ferramentas, estaremos discutindo os quatro principais concorrentes. Esses quatro podem ser agrupados em duas categorias, ferramentas de precisão e de aplainamento. Sim, o ferramental plano é mais barato de comprar antecipadamente, mas o custo de mão-de-obra incorrido em seu uso consumirá essa economia muito rapidamente.

As ferramentas de precisão são fornecidas em dois estilos, europeu e novo padrão. Estes são geralmente fabricados com uma precisão de ± 0,0008 pol em todas as superfícies. O ferramental planejado vem em dois estilos, tradicionalmente aplainado e planejado com precisão, sendo que ambos, em média, são fabricados com uma precisão de ± 0,005 pol. Acima de 10 pés de uma única coordenada X-Y. Isso é muito bom. Ainda assim, isso significa que um erro total entre os centros de ferramentas pode ser de até 0,010 pol.

Essa referência de coordenadas dificulta muito o trabalho com ferramentas planejadas. Não há duas peças iguais. Cada um tem uma linha central ligeiramente diferente e, às vezes, até mesmo uma altura de ferramenta diferente. Talvez sejam apenas alguns milésimos, mas isso é suficiente para vários graus de diferença angular da seção de ferramentas para a seção de ferramentas.

Se você cortar suas ferramentas com o comprimento que você precisa e, em seguida, não cortá-las para corte e para a mesma direção (frente a trás) ao instalar juntas no trinco, elas não funcionam. As ferramentas devem ser mantidas na ordem em que foram cortadas quando instaladas juntas na máquina. Essa incapacidade de acoplar diferentes ferramentas torna a construção de peças que requerem vários conjuntos de ferramentas (encenação) uma operação muito difícil, se não impossível.

Ainda assim, as ferramentas planejadas são ótimas se você as estiver usando como uma peça única de ferramentas e tiver pouco ou nenhum preparo. Eles custam menos que ferramentas de precisão, eles podem lidar com cargas de alta tonelagem, e muitas máquinas são projetadas para usá-las (embora os blocos adaptadores nem sempre sejam uma solução prática).

Note que as ferramentas de precisão não são, a princípio, o que parecem. Estes não são mais precisos e sofrem os mesmos problemas que o ferramental tradicional planejado. Eles só vêm em perfis de ferramentas europeus. Além disso, há uma diferença entre os perfis tradicionais e de precisão “aplainados” e “de precisão”. O maior sinal revelador de que você está vendo ferramentas verdadeiras de aterramento de precisão é o seguinte: a ferramenta não vem em comprimentos longos, como mais de 3 pés.

O dano severo do ferramental mostrado na Figura 1 aponta para outro problema: o quão mal martelado na prensa que usou essa ferramenta? Se for antigo e batido, os benefícios derivados de ferramentas de precisão serão perdidos.

Se o freio de alguma forma o fez com segurança através de anos de flexão inferior ou se você acabou de comprar um novo freio, decidir se deve investir em aplainamento tradicional ou aplainado de precisão depende do seu mix de produtos.

As ferramentas de precisão não sofrem a variação que as ferramentas planejadas introduzem. Isso torna as ferramentas de precisão muito mais fáceis de usar. Sua precisão permite algumas configurações muito sofisticadas no freio da prensa. Se você está indo em direção ao trabalho de precisão, é mais provável que uma ferramenta de precisão seja a melhor escolha. Então, novamente, há o custo - substancialmente mais do que o ferramental planejado.

Como um aparte, o que a indústria realmente precisa usar é um verdadeiro punção de precisão e um conjunto de moldes, mas em estilos e perfis aplainados tradicionais. O conjunto deve caber independentemente do perfil de montagem e os conjuntos devem ter as mesmas alturas e centros fechados que seus primos de precisão. Isso significa que eles poderiam ser misturados e combinados conforme necessário com a mesma configuração. Seria realmente o melhor dos dois mundos.