Noções básicas de dobra 6 etapas para uma seleção bem-sucedida de matrizes para dobradeiras

O raio de curvatura interno que você pode obter depende dos requisitos de tonelagem e das larguras de abertura da matriz disponíveis

figura 1

Para aproveitar ao máximo suas ferramentas, a tangente da dobra, onde o raio começa, idealmente deve estar na metade da face da matriz.Nesta situação, metade da face da matriz é igual ao recuo externo (OSSB), a distância do lado externo linha do molde (planos paralelos à peça de trabalho) até o ponto tangente da dobra.

Pergunta:

Nosso departamento de fabricação está documentando processos padrão para selecionar a combinação correta de matriz e punção para produzir os resultados desejados na dobra a ar.Queremos obter uma curvatura de 90 graus para uma peça de 304 com 0,0751 pol. de espessura. aço inoxidável com um raio de curvatura interno que também é de 0,0751 pol. Existe a regra dos 20% e, em seguida, existe a regra da espessura do material de 8x.Como devo aplicar essas regras para selecionar uma abertura de dado?

Responder:

A regra 8x é uma regra prática antiga baseada em aço laminado a frio com resistência de 60.000 PSI que afirma que é uma prática recomendada escolher uma largura de abertura da matriz que seja oito vezes a espessura do material.Você geralmente obtém os melhores resultados de trabalho ao trabalhar com a regra 8x.Você facilita a conformação e obtém estabilidade do ângulo de curvatura enquanto trabalha dentro dos requisitos de tonelagem.Você descobrirá que pode produzir um raio interno aproximadamente igual à espessura do material.

Ainda assim, “8x” é apenas um rótulo, e o fator pode aumentar ou diminuir com a espessura do material.Às vezes, a largura da abertura da matriz é igual a 6x a espessura do material, outras vezes 10x ou 12x.A regra 8x é uma boa regra prática que mantém o as tonelagens são baixas e as peças estáveis, pelo menos até certo ponto.Mas, infelizmente, não leva em consideração os diferentes tipos de materiais.

A regra dos 20 por cento define o raio interno flutuado em uma forma de ar sobre um dado dado.Ao contrário da regra 8x, a regra dos 20 por cento pode ser fatorada pelo tipo de material.No aço inoxidável 304, o raio interno será de 20 a 22 por cento do largura de abertura da matriz;para aço laminado a frio, o raio de curvatura interno será de 15 a 17 por cento;e para o alumínio 5052 H32, o raio de curvatura interno será de 9 a 11 por cento.Você começa com o valor mediano (no caso do aço inoxidável 304, este é 21 por cento), depois ajuste se necessário.

A regra dos 20 por cento simplesmente descreve o raio interno resultante durante a dobra a ar e é usada para calcular deduções de dobra.No entanto, geralmente não é um meio de desenvolver uma abertura na matriz, porque não leva em consideração limites de springback ou tonelagem.

Para o seu trabalho de aço inoxidável, você pode reescrever a fórmula da regra dos 20 por cento – Largura da abertura da matriz × 21 por cento = Raio de curvatura interno – para ler Raio de curvatura interno/21 por cento = Largura da abertura da matriz.Isso lhe daria: 0,075 pol./0,21 = 0,357 pol.largura de abertura da matriz.Mas, novamente, isso não leva em conta o retorno elástico ou os limites de tonelagem e pode sobrecarregar seriamente a prensa ou o ferramental.Isso é pequeno para uma abertura de matriz e a tonelagem deve ser levada em consideração.

Para atingir um determinado raio, você precisa das ferramentas certas e da prensa dobradeira.Em última análise, as larguras de abertura da matriz disponíveis em sua biblioteca de ferramentas, bem como a capacidade de tonelagem de suas ferramentas e dobradeiras, determinarão a curvatura interna raios que você pode alcançar ao dobrar a ar um determinado tipo e espessura de material.Um procedimento de seleção de ferramentas para dobra a ar deve incluir o seguinte:

1. Certifique-se de que o raio de curvatura interno especificado não seja menor que o raio mínimo de curvatura acentuada.Caso contrário, o raio de curvatura interno não poderá ser alcançado fisicamente, a menos que seja estampado ou assentado.Isso porque, quando a curva vira afiado, o punção começa a cavar uma vala no material.Para aço-carbono, uma dobra geralmente fica acentuada quando o raio interno atinge cerca de 63% da espessura do material.(Para saber mais sobre curvas acentuadas, consulte Como uma curva fica acentuada.) Em seu Nesse caso, é claro, você deseja atingir uma proporção de 1 para 1 entre a espessura do material e o raio de curvatura interno, o que certamente é alcançável, desde que suas ferramentas e máquinas possam atender aos requisitos de tonelagem.

2. Selecione a abertura da matriz.Quando se trata de qualquer tipo de máquina, geralmente você não quer usá-la demais ou subutilizá-la.Você aproveita ao máximo a máquina com metade do valor máximo de trabalho.Dito isto, não é a combinação de a matriz, o punção e o material são realmente uma “máquina”?Claro que é.Então, qual é metade do valor útil de um dado?Em condições perfeitas, esse ponto ocorre na metade da face da matriz, conforme mostrado na Figura 1.

Para encontrar a abertura da matriz geometricamente perfeita - aquela em que a dobra ocorre na metade da face da matriz - use a seguinte fórmula: (Raio de curvatura externo × 0,7071) × Fator = Abertura perfeita da matriz.(Nota do editor: Para mais detalhes por trás esta fórmula, visite www.thefabricator.com e digite 'Encontrando a abertura perfeita da matriz' na barra de pesquisa.)

Para calcular o raio de curvatura externo, adicione o raio de curvatura interno desejado à espessura do material.Portanto, no seu exemplo, você adicionaria 0,075 pol.raio interno para 0,075 pol.espessura do material e obter um raio de curvatura externo de 0,150 em.

O fator na fórmula é um multiplicador, e um multiplicador de 4,0 lhe daria um valor o mais próximo possível da geometria perfeita, praticamente falando, mas sem margem para retorno elástico.Para compensar o retorno elástico, aumente o multiplicador ligeiramente.Em espessuras de material inferiores a 0,125 pol., um multiplicador de trabalho realista é 4,85.Em materiais entre 0,125 e 0,250 pol., o multiplicador é 5,85 pol. (o material com mais de 0,250 pol. de espessura é calculado diferentemente).Este método de seleção de matriz mantém as relações consistentes, quer o raio seja grande e o material fino, quer o material seja espesso e o raio pequeno.

Na sua situação, você calcularia o seguinte: (Raio de curvatura externo × 0,7071) × Fator = Abertura perfeita da matriz;ou (0,150 pol. × 0,7071) × 4,85 = 0,514 pol. Claro, sua loja provavelmente não tem uma largura de abertura de matriz de 0,514 pol., então você provavelmente precisará escolher a largura mais próxima disponível, entre uma matriz de 0,472 pol. ou 0,551 pol.Escolher a abertura da matriz mais próxima disponível manterá o raio de curvatura interno o mais próximo possível do valor chamado.Esse assume que o excesso de tonelagem não é um problema se uma matriz menor for usada.

(Observe que usando um fator de 4,0, o valor da largura da matriz seria 0,424 pol., o que, pelo menos no sentido teórico, é geometricamente perfeito para o trabalho, mas novamente não leva em consideração o retorno elástico.)

3. Calcule os requisitos de tonelagem.Agora que você determinou a abertura ideal da matriz, você precisa ter certeza de que ela não excede a tonelagem disponível de sua prensa ou ferramental.Para calcular isso, use o seguinte: [(575 × Material espessura2)/Abertura da matriz] × Fator de material = Tonelagem por pé.

Usamos o AISI 1035 de tração de 60.000 PSI (o tipo mais comum de aço laminado a frio usado) como linha de base e, portanto, atribuímos a ele um valor de fator de material de 1. Para obter um fator para um material específico, você pode realizar um simples comparação de resistências à tração, trabalhando com tração de 60.000 PSI como linha de base.Se o seu aço inoxidável 304 for especificado como tendo resistência à tração de 85.000 PSI, você divide essa resistência à tração por 60.000 para obter 1,4.Portanto, seu cálculo de tonelagem seria: [(575 × 0,005625) / 0,551] × 1,4 = 8,22 toneladas por pé.Você também precisará considerar o comprimento da curva.Se você estiver dentro dos limites de tonelagem de suas ferramentas e prensa dobradeira, passe para a próxima etapa.

4. Se a largura da matriz for aceitável, calcule o raio de dobra usando a regra dos 20 por cento.Comece com o valor mediano.De volta ao nosso exemplo de aço inoxidável 304, a porcentagem média é 21. Multiplique essa porcentagem pela abertura real do dado que vocêusarei e você obterá o raio de curvatura interno resultante: 0,551 pol. × 0,21 = 0,1157 pol.raio de curvatura interno.

O raio real será de aproximadamente 0,116 pol., que é o mais próximo de 1 para 1 que você pode obter na forma de ar.Sim, o raio é maior que a proporção de 1 para 1 entre o raio de curvatura e a espessura do material, mas a matriz também é maior que perfeita.

Mesmo uma largura de matriz geometricamente perfeita produziria um raio interno ligeiramente maior que a espessura do material.Com exceção da estampagem, uma proporção exata de 1 para 1 não é possível sem ferramentas personalizadas.

5. Use este valor do raio de dobra interno para calcular a dedução da dobra.Agora você insere esse valor do raio de dobra interno em suas fórmulas de dedução de dobra.O software automatizou esses cálculos hoje em dia, mas para uma revisão da matemática, confira 'Como o raio de curvatura interno se forma.'

6. Use o conjunto de ferramentas selecionado para obter a dedução de dobra calculada.Você determinou que o raio de curvatura interno é fisicamente possível;você selecionou uma largura de abertura da matriz que o deixará o mais próximo possível do desejado raio de curvatura interno;você calculou suas deduções de dobra com base na regra dos 20%;e você levou em consideração a tonelagem disponível e a elasticidade.Considerando tudo isso, você está no caminho certo para construir peças perfeitas.