Ερώτηση: Δυσκολεύομαι να καταλάβω πώς η ακτίνα κάμψης (όπως επεσήμανα) στην εκτύπωση σχετίζεται με την επιλογή εργαλείου. Για παράδειγμα, αυτήν τη στιγμή αντιμετωπίζουμε προβλήματα με ορισμένα εξαρτήματα κατασκευασμένα από χάλυβα A36 0,5″. Χρησιμοποιούμε διατρητήρες διαμέτρου 0,5″ για αυτά τα εξαρτήματα. ακτίνα και 4 ίντσες. μήτρα. Τώρα, αν χρησιμοποιήσω τον κανόνα του 20% και πολλαπλασιάσω επί 4 ίντσες. Όταν αυξήσω το άνοιγμα της μήτρας κατά 15% (για χάλυβα), παίρνω 0,6 ίντσες. Αλλά πώς ξέρει ο χειριστής να χρησιμοποιήσει διατρητήρα ακτίνας 0,5″ όταν η εκτύπωση απαιτεί ακτίνα κάμψης 0,6″;
Α: Αναφέρατε μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η βιομηχανία λαμαρίνας. Πρόκειται για μια εσφαλμένη αντίληψη με την οποία πρέπει να αντιμετωπίσουν τόσο οι μηχανικοί όσο και τα εργαστήρια παραγωγής. Για να το διορθώσουμε αυτό, θα ξεκινήσουμε με την αιτία, τις δύο μεθόδους σχηματισμού και τη μη κατανόηση των διαφορών μεταξύ τους.
Από την εμφάνιση των μηχανών κάμψης τη δεκαετία του 1920 μέχρι σήμερα, οι χειριστές έχουν διαμορφώσει εξαρτήματα με κάμψεις ή λειάνσεις στο κάτω μέρος. Αν και η κάμψη στο κάτω μέρος έχει ξεπεραστεί τα τελευταία 20 με 30 χρόνια, οι μέθοδοι κάμψης εξακολουθούν να διαπερνούν τη σκέψη μας όταν κάμπτουμε λαμαρίνες.
Τα εργαλεία ακριβείας λείανσης εισήλθαν στην αγορά στα τέλη της δεκαετίας του 1970 και άλλαξαν το πρότυπο. Ας ρίξουμε λοιπόν μια ματιά στο πώς διαφέρουν τα εργαλεία ακριβείας από τα εργαλεία πλάνης, πώς η μετάβαση στα εργαλεία ακριβείας έχει αλλάξει τον κλάδο και πώς όλα αυτά σχετίζονται με την ερώτησή σας.
Τη δεκαετία του 1920, η χύτευση άλλαξε από πτυχώσεις δισκόφρενου σε μήτρες σχήματος V με ταιριαστές διατρητικές μηχανές. Θα χρησιμοποιηθεί διατρητική μηχανή 90 μοιρών με μήτρα 90 μοιρών. Η μετάβαση από την αναδίπλωση στη διαμόρφωση ήταν ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός για τη λαμαρίνα. Είναι ταχύτερη, εν μέρει επειδή το πρόσφατα αναπτυγμένο φρένο πλάκας ενεργοποιείται ηλεκτρικά - τέλος στην χειροκίνητη κάμψη κάθε καμπύλης. Επιπλέον, η φρένη πλάκας μπορεί να κάμπτεται από κάτω, γεγονός που βελτιώνει την ακρίβεια. Εκτός από τα οπίσθια μετρητικά όργανα, η αυξημένη ακρίβεια μπορεί να αποδοθεί στο γεγονός ότι η διατρητική μηχανή πιέζει την ακτίνα της στην εσωτερική ακτίνα κάμψης του υλικού. Αυτό επιτυγχάνεται εφαρμόζοντας την άκρη του εργαλείου σε πάχος υλικού μικρότερο από το πάχος. Όλοι γνωρίζουμε ότι αν μπορούμε να επιτύχουμε μια σταθερή εσωτερική ακτίνα κάμψης, μπορούμε να υπολογίσουμε τις σωστές τιμές για την αφαίρεση κάμψης, το περιθώριο κάμψης, την εξωτερική μείωση και τον συντελεστή K, ανεξάρτητα από τον τύπο κάμψης που κάνουμε.
Πολύ συχνά τα εξαρτήματα έχουν πολύ έντονες εσωτερικές ακτίνες κάμψης. Οι κατασκευαστές, οι σχεδιαστές και οι τεχνίτες γνώριζαν ότι το εξάρτημα θα άντεχε, επειδή όλα φαινόταν να έχουν ανακατασκευαστεί – και στην πραγματικότητα ήταν, τουλάχιστον σε σύγκριση με σήμερα.
Όλα είναι καλά μέχρι να εμφανιστεί κάτι καλύτερο. Το επόμενο βήμα προς τα εμπρός ήρθε στα τέλη της δεκαετίας του 1970 με την εισαγωγή εργαλείων ακριβείας εδάφους, ψηφιακών ελεγκτών υπολογιστών και προηγμένων υδραυλικών ελέγχων. Τώρα έχετε τον πλήρη έλεγχο της πρέσας και των συστημάτων της. Αλλά το σημείο καμπής είναι ένα εργαλείο ακριβείας εδάφους που αλλάζει τα πάντα. Όλοι οι κανόνες για την παραγωγή ποιοτικών εξαρτημάτων έχουν αλλάξει.
Η ιστορία του σχηματισμού είναι γεμάτη άλματα. Με ένα μόνο άλμα, περάσαμε από ασυνεπείς ακτίνες κάμψης για τα φρένα πλάκας σε ομοιόμορφες ακτίνες κάμψης που δημιουργήθηκαν μέσω σφράγισης, ασταρώματος και ανάγλυφης εκτύπωσης. (Σημείωση: Η επικάλυψη δεν είναι το ίδιο με τη χύτευση. Δείτε τα αρχεία στηλών για περισσότερες πληροφορίες. Ωστόσο, σε αυτήν τη στήλη, χρησιμοποιώ τον όρο «κάμψη κάτω μέρους» για να αναφερθώ τόσο στις μεθόδους επικάλυψης όσο και στις μεθόδους χύτευσης.)
Αυτές οι μέθοδοι απαιτούν σημαντική χωρητικότητα για τη διαμόρφωση των εξαρτημάτων. Φυσικά, από πολλές απόψεις αυτά είναι άσχημα νέα για την πρέσα, το εργαλείο ή το εξάρτημα. Ωστόσο, παρέμειναν η πιο κοινή μέθοδος κάμψης μετάλλου για σχεδόν 60 χρόνια, μέχρι που η βιομηχανία έκανε το επόμενο βήμα προς την αεροδιαμόρφωση.
Τι είναι, λοιπόν, ο σχηματισμός αέρα (ή κάμψη αέρα); Πώς λειτουργεί σε σύγκριση με την κάμψη στο κάτω μέρος; Αυτό το άλμα αλλάζει και πάλι τον τρόπο δημιουργίας των ακτίνων. Τώρα, αντί να διαπερνά την εσωτερική ακτίνα της κάμψης, ο αέρας σχηματίζει μια «αιωρούμενη» εσωτερική ακτίνα ως ποσοστό του ανοίγματος της μήτρας ή της απόστασης μεταξύ των βραχιόνων της μήτρας (βλ. Σχήμα 1).
Σχήμα 1. Στην κάμψη με αέρα, η εσωτερική ακτίνα της κάμψης καθορίζεται από το πλάτος της μήτρας και όχι από την άκρη του διατρητή. Η ακτίνα «επιπλέει» εντός του πλάτους της φόρμας. Επιπλέον, το βάθος διείσδυσης (και όχι η γωνία της μήτρας) καθορίζει τη γωνία κάμψης του τεμαχίου εργασίας.
Το υλικό αναφοράς μας είναι χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με αντοχή σε εφελκυσμό 60.000 psi και ακτίνα σχηματισμού αέρα περίπου 16% της οπής της μήτρας. Το ποσοστό ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του υλικού, τη ρευστότητα, την κατάσταση και άλλα χαρακτηριστικά. Λόγω διαφορών στο ίδιο το μεταλλικό φύλλο, τα προβλεπόμενα ποσοστά δεν θα είναι ποτέ τέλεια. Ωστόσο, είναι αρκετά ακριβή.
Ο μαλακός αέρας από αλουμίνιο σχηματίζει ακτίνα 13% έως 15% του ανοίγματος της μήτρας. Το θερμά ελαθέν υλικό με ξύστρα και λάδι έχει ακτίνα σχηματισμού αέρα 14% έως 16% του ανοίγματος της μήτρας. Ο χάλυβας ψυχρής έλασης (η βασική μας αντοχή σε εφελκυσμό είναι 60.000 psi) σχηματίζεται από αέρα εντός ακτίνας 15% έως 17% του ανοίγματος της μήτρας. Η ακτίνα αεροδιαμόρφωσης του ανοξείδωτου χάλυβα 304 είναι 20% έως 22% της οπής της μήτρας. Και πάλι, αυτά τα ποσοστά έχουν ένα εύρος τιμών λόγω διαφορών στα υλικά. Για να προσδιορίσετε το ποσοστό ενός άλλου υλικού, μπορείτε να συγκρίνετε την αντοχή σε εφελκυσμό του με την αντοχή σε εφελκυσμό 60 KSI του υλικού αναφοράς μας. Για παράδειγμα, εάν το υλικό σας έχει αντοχή σε εφελκυσμό 120-KSI, το ποσοστό θα πρέπει να είναι μεταξύ 31% και 33%.
Ας υποθέσουμε ότι ο ανθρακούχος χάλυβας μας έχει αντοχή σε εφελκυσμό 60.000 psi, πάχος 0,062 ίντσες και αυτό που ονομάζεται εσωτερική ακτίνα κάμψης 0,062 ίντσες. Λυγίστε τον πάνω από την οπή V της μήτρας 0,472 και ο προκύπτων τύπος θα μοιάζει με αυτόν:
Έτσι, η εσωτερική ακτίνα κάμψης θα είναι 0,075″, την οποία μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να υπολογίσετε τα επιτρεπόμενα όρια κάμψης, τους συντελεστές K, την ανάσυρση και την αφαίρεση κάμψης με κάποια ακρίβεια - δηλαδή, εάν ο χειριστής της πρέσας χρησιμοποιεί τα σωστά εργαλεία και σχεδιάζει εξαρτήματα γύρω από τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται από τους χειριστές.
Στο παράδειγμα, ο χειριστής χρησιμοποιεί 0,472 ίντσες. Άνοιγμα σφραγίδας. Ο χειριστής περπάτησε μέχρι το γραφείο και είπε: «Χιούστον, έχουμε ένα πρόβλημα. Είναι 0,075». Ακτίνα πρόσκρουσης; Φαίνεται ότι έχουμε πραγματικά πρόβλημα. Πού να πάμε για να βρούμε ένα από αυτά; Η πιο κοντινή που μπορούμε να βρούμε είναι 0,078. «ή 0,062 ίντσες. 0,078 ίντσες. Η ακτίνα διάτρησης είναι πολύ μεγάλη, 0,062 ίντσες. Η ακτίνα διάτρησης είναι πολύ μικρή».
Αλλά αυτή είναι η λάθος επιλογή. Γιατί; Η ακτίνα του τρυπητηρίου δεν δημιουργεί εσωτερική ακτίνα κάμψης. Θυμηθείτε, δεν μιλάμε για κάμψη στο κάτω μέρος, ναι, η άκρη του επικρουστήρα είναι ο αποφασιστικός παράγοντας. Μιλάμε για τον σχηματισμό αέρα. Το πλάτος της μήτρας δημιουργεί μια ακτίνα. Η τρυπητήρια είναι απλώς ένα στοιχείο ώθησης. Σημειώστε επίσης ότι η γωνία της μήτρας δεν επηρεάζει την εσωτερική ακτίνα της κάμψης. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οξείες, σχήματος V ή καναλιού μήτρες. Αν και οι τρεις έχουν το ίδιο πλάτος μήτρας, θα έχετε την ίδια εσωτερική ακτίνα κάμψης.
Η ακτίνα διάτρησης επηρεάζει το αποτέλεσμα, αλλά δεν είναι ο καθοριστικός παράγοντας για την ακτίνα κάμψης. Τώρα, αν διαμορφώσετε μια ακτίνα διάτρησης μεγαλύτερη από την ακτίνα πλεύσης, το εξάρτημα θα λάβει μεγαλύτερη ακτίνα. Αυτό αλλάζει το ανοχή κάμψης, τη συστολή, τον συντελεστή Κ και την αφαίρεση κάμψης. Λοιπόν, αυτή δεν είναι η καλύτερη επιλογή, έτσι δεν είναι; Καταλαβαίνετε - αυτή δεν είναι η καλύτερη επιλογή.
Τι γίνεται αν χρησιμοποιήσουμε 0,062 ίντσες; Ακτίνα πρόσκρουσης; Αυτό το χτύπημα θα είναι καλό. Γιατί; Επειδή, τουλάχιστον όταν χρησιμοποιούνται έτοιμα εργαλεία, είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στη φυσική «αιωρούμενη» εσωτερική ακτίνα κάμψης. Η χρήση αυτού του τρυπητήρα σε αυτήν την εφαρμογή θα πρέπει να παρέχει συνεπή και σταθερή κάμψη.
Ιδανικά, θα πρέπει να επιλέξετε μια ακτίνα διάτρησης που να πλησιάζει, αλλά να μην υπερβαίνει, την ακτίνα του χαρακτηριστικού του πλωτού εξαρτήματος. Όσο μικρότερη είναι η ακτίνα διάτρησης σε σχέση με την ακτίνα κάμψης πλωτήρα, τόσο πιο ασταθής και προβλέψιμη θα είναι η κάμψη, ειδικά αν καταλήξετε να λυγίζετε πολύ. Οι πολύ στενές διατρήσεις θα τσαλακώσουν το υλικό και θα δημιουργήσουν αιχμηρές καμπύλες με λιγότερη συνέπεια και επαναληψιμότητα.
Πολλοί με ρωτούν γιατί μόνο το πάχος του υλικού έχει σημασία όταν επιλέγουμε μια οπή καλουπιού. Τα ποσοστά που χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη της ακτίνας σχηματισμού αέρα υποθέτουν ότι το καλούπι που χρησιμοποιείται έχει ένα άνοιγμα καλουπιού κατάλληλο για το πάχος του υλικού. Δηλαδή, η οπή της μήτρας δεν θα είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την επιθυμητή.
Παρόλο που μπορείτε να μειώσετε ή να αυξήσετε το μέγεθος του καλουπιού, οι ακτίνες τείνουν να παραμορφώνονται, αλλάζοντας πολλές από τις τιμές της συνάρτησης κάμψης. Μπορείτε επίσης να δείτε ένα παρόμοιο αποτέλεσμα αν χρησιμοποιήσετε λάθος ακτίνα πρόσκρουσης. Έτσι, ένα καλό σημείο εκκίνησης είναι ο εμπειρικός κανόνας να επιλέξετε ένα άνοιγμα μήτρας οκτώ φορές το πάχος του υλικού.
Στην καλύτερη περίπτωση, οι μηχανικοί θα έρθουν στο συνεργείο και θα μιλήσουν με τον χειριστή της πρέσας. Βεβαιωθείτε ότι όλοι γνωρίζουν τη διαφορά μεταξύ των μεθόδων χύτευσης. Μάθετε ποιες μεθόδους χρησιμοποιούν και ποια υλικά χρησιμοποιούν. Λάβετε μια λίστα με όλα τα διατρητικά και τα καλούπια που έχουν και, στη συνέχεια, σχεδιάστε το εξάρτημα με βάση αυτές τις πληροφορίες. Στη συνέχεια, στην τεκμηρίωση, καταγράψτε τα διατρητικά και τα καλούπια που είναι απαραίτητα για τη σωστή επεξεργασία του εξαρτήματος. Φυσικά, μπορεί να έχετε ελαφρυντικά όταν πρέπει να τροποποιήσετε τα εργαλεία σας, αλλά αυτό θα πρέπει να είναι η εξαίρεση και όχι ο κανόνας.
Χειριστές, ξέρω ότι είστε όλοι επιτηδευμένοι, κι εγώ ο ίδιος ήμουν ένας από αυτούς! Αλλά πέρασαν οι εποχές που μπορούσες να επιλέξεις το αγαπημένο σου σετ εργαλείων. Ωστόσο, το να σου λένε ποιο εργαλείο να χρησιμοποιήσεις για το σχεδιασμό εξαρτημάτων δεν αντικατοπτρίζει το επίπεδο δεξιοτήτων σου. Είναι απλώς ένα γεγονός της ζωής. Πλέον είμαστε φτιαγμένοι από το πουθενά και δεν είμαστε πλέον αδιάφοροι. Οι κανόνες έχουν αλλάξει.
Το FABRICATOR είναι το κορυφαίο περιοδικό διαμόρφωσης και κατεργασίας μετάλλων στη Βόρεια Αμερική. Το περιοδικό δημοσιεύει νέα, τεχνικά άρθρα και ιστορικά περιστατικών που επιτρέπουν στους κατασκευαστές να κάνουν τη δουλειά τους πιο αποτελεσματικά. Το FABRICATOR εξυπηρετεί τον κλάδο από το 1970.
Πλήρης ψηφιακή πρόσβαση στο The FABRICATOR είναι πλέον διαθέσιμη, παρέχοντάς σας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Πλήρης ψηφιακή πρόσβαση στο περιοδικό Tubing είναι πλέον διαθέσιμη, παρέχοντάς σας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Πλήρης ψηφιακή πρόσβαση στο The Fabricator en Español είναι πλέον διαθέσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Ο Μάιρον Έλκινς συμμετέχει στο podcast The Maker για να μιλήσει για το ταξίδι του από μια μικρή πόλη σε συγκολλητή εργοστασίων...
Ώρα δημοσίευσης: 25 Αυγούστου 2023