Dung sai hợp lý cho việc uốn vật liệu kim loại
Dung sai thực tế có thể có ảnh hưởng sâu sắc đến việc uốn cong thông lượng
Các công cụ được mài chính xác trên hệ thống phanh ép hiện đại có thể thực hiện thao tác uốn cực kỳ nhất quán. Nhưng dung sai vẫn phải tính đến các biến thể vật liệu.
Đối với những người chưa bắt đầu, việc uốn tấm và kim loại tấm trông có vẻ đơn giản, nhưng sự thật là đó thường là quá trình phức tạp nhất trên nhiều tầng cửa hàng chế tạo kim loại. Về mặt lý thuyết, nó không nên phức tạp. Khoa học về uốn kim loại tấm đã được chứng minh các công thức cho phép uốn cong và suy ra uốn cong tính đến độ giãn dài của vật liệu đối với các vật liệu nhất định. Tại sao sau đó người điều khiển máy chấn vẫn có rất nhiều bộ phận thử? Tại sao không thể uốn cong đơn giản hơn?
Đó là kết luận của một cuộc thảo luận sôi nổi tại một nhà hàng bít tết ở Chicago vào tháng 11 năm ngoái. Ở một bên bàn là Steve Benson, chủ tịch của ASMA LLC có trụ sở tại Salem, Ore. Benson là một chuyên gia máy chấn nổi tiếng và là người phụ trách chuyên mục cho tạp chí này. Ở phía bên kia bàn là Larry Boden, chuyên gia đào tạo về sản phẩm công cụ phanh bấm tại Anoka, Mate Precision Tooling có trụ sở tại Minn.
“Chúng tôi đã có một cuộc thảo luận dài về sản xuất kim loại tấm và việc sử dụng sai tiêu chuẩn của dung sai,” Benson nhớ lại và nói thêm rằng dung sai thực tế vẫn là một trong những con đường dễ dàng nhất, thiết thực nhất để uốn hiệu quả.
Biến thể vật chất
Độ chính xác và khả năng lặp lại của phanh ép hiện đại và dụng cụ mài chính xác đã giúp việc uốn cong nhanh hơn và dễ dự đoán hơn trước đây rất nhiều. Tuy nhiên, một biến số rất lớn vẫn còn: bản thân tấm kim loại.
Như Boden đã giải thích, “Khi thiết kế các bộ phận cho một ứng dụng kim loại tấm, bạn phải có cái nhìn thực tế về các đặc tính vật liệu, tính nhất quán của trang điểm và nhiệt độ, độ bền chảy, độ bền kéo và hướng thớ, chỉ để nêu tên một vài biến số”.
“Nhưng quan trọng nhất,” Benson nói thêm, “là sự thay đổi về độ dày của vật liệu. Điều này thực sự gây ra nhiều vấn đề nhất khi làm việc với chú thích dung sai. Sự khác biệt nhỏ nhất là một vài phần nghìn [của inch] có thể tự biểu hiện thành một số mức độ của các biến thể góc ”.
Vấn đề quay trở lại cách vật liệu được chỉ định ngay từ đầu. Khi các nhà chế tạo nghĩ về 10-ga. thép nhẹ, họ có thể nghĩ rằng nó khoảng 60 KSI và dày 0,135 inch. Nhưng đây không phải là thông số kỹ thuật chính xác; chúng là trung bình và sự thay đổi thông số kỹ thuật từ một tấm hoặc lô tiếp theo tạo ra sự không nhất quán, đặc biệt là khi nói đến độ dày của vật liệu. Ví dụ: 10-ga điển hình. Vật liệu A36 có dung sai vùng đo là ± 0,006 in. Điều này có nghĩa là 10-ga. có thể ở bất kỳ đâu từ 0,129 đến 0,141 in.
Đó là 0,012-in. Sự khác biệt có vẻ không nhiều, “nhưng khi nó hình thành trên máy chấn, nó là quá đủ để gây ra vấn đề,” Benson nói.
“Đặc biệt,” Boden nói thêm, “nếu dung sai được áp dụng quá chặt chẽ một cách bất hợp lý.”
Hình 1 Hướng dẫn dung sai này cho thấy dung sai hợp lý cho các ứng dụng uốn trong thế giới thực. Lưu ý rằng “D” tham chiếu đến bán kính bên trong.
Biến thể góc
Mức độ nghiêm trọng của sự thay đổi góc phụ thuộc vào độ mở của khuôn. Độ mở khuôn càng nhỏ so với độ dày vật liệu, thì sự thay đổi góc càng lớn. Chính xác là tại sao? Nó quay trở lại những điều cơ bản của việc uốn cong không khí. Khi uốn cong không khí, góc khuôn không thiết lập góc uốn cong. Lý do chính mà các góc chết khác nhau tồn tại trong việc uốn cong không khí không phải là để bẻ cong các góc khác nhau, mà thay vào đó là để cho phép cú đấm đi xuống đủ xa vào không gian khuôn để uốn cong để hồi phục.
Điều xác định góc uốn cong không khí là mối quan hệ giữa chiều rộng của lỗ mở khuôn và độ sâu xuyên vào không gian khuôn. Độ sâu xuyên thấu được xác định bởi vị trí của mũi đột ở cuối hành trình của nó – điều này có thể lặp lại bất thường trong những ngày này và độ dày của vật liệu – mà không phải là nhất quán.
Việc có được độ sâu thâm nhập chính xác thậm chí còn trở nên quan trọng hơn khi sử dụng các lỗ khoét hẹp. Thay đổi độ sâu xuyên qua khuôn rộng, và góc uốn cong sẽ chỉ thay đổi một chút; thay đổi độ sâu thâm nhập một lượng rất nhỏ với khuôn đúc hẹp, và góc uốn cong thay đổi đáng kể. Đây là lý do tại sao sự thay đổi độ dày vật liệu ảnh hưởng đến góc uốn cong, đặc biệt là đối với các khuôn hẹp hơn.
Benson nói: “Một sự thay đổi chỉ cộng hoặc trừ 0,006 inch trong độ dày vật liệu có thể đại diện cho tới 4 độ của sự thay đổi góc,” Benson nói, “và có thể hơn thế nữa. Và sự thay đổi có thể lớn hơn nữa nếu bạn đang xen kẽ các hướng thớ vật liệu từ phần này sang phần khác, ”uốn vuông góc với thớ (ngang) trong một phần, sau đó song song với thớ trên phần tiếp theo.
Biến thể thứ nguyên
Các vấn đề không chỉ dừng lại ở sự biến đổi góc. Sự thay đổi độ dày vật liệu làm thay đổi cách vật liệu kéo dài ra trong quá trình uốn.
Điều này đến lượt nó thay đổi kích thước trống ban đầu cần. Hãy xem xét rằng 10-ga. Vật liệu A36. Ở đầu dưới của dải đo, ở mức 0,129 in., Khấu trừ uốn cong bằng 0,221 in; ở đầu trên dày 0,141 in, khấu trừ uốn cong là 0,237 in.
“Điều đó có nghĩa là suy ra uốn cong có thể dao động tới 0,016 in. Từ phần này sang phần khác,” Benson nói.
Điều này làm cho nhiều người vận hành máy chấn không thể giữ được dung sai 0,005 in., Đặc biệt là trên các bộ phận có nhiều khúc cua gây ra sai số. Một lỗi nhỏ ở khúc cua đầu tiên có thể trở thành sai số rất lớn ở khúc cua cuối cùng.
Lợi ích của vật liệu nhất quán
Điều này không có nghĩa là việc uốn cong chính xác như vậy không diễn ra, miễn là nhà chế tạo có các biện pháp kiểm soát thích hợp, đặc biệt là nguyên liệu thô của nó. Vật liệu chất lượng sẽ giúp ích cho bất kỳ người vận hành phanh ép nào, cho dù họ đang làm việc trên một phanh báo cũ hay một trong những hệ thống uốn tiên tiến hiện nay.
- Cố gắng làm việc với cùng một trung tâm dịch vụ và không kết hợp các nhà cung cấp nhiều hơn mức cần thiết.
- Tạo thành các bộ phận để các phần uốn cong của chúng luôn có cùng mối quan hệ với hạt của vật liệu.
- Kiểm tra và sắp xếp các phần theo bất kỳ biến nào. Điều này không chỉ bao gồm các độ dày khác nhau (và người vận hành sẽ cần đo từng mảnh) mà còn cả màu sắc hoặc màu sắc của các lô khác nhau, cũng như các điều kiện bề mặt khác nhau hoặc bất kỳ chỉ số nào khác về sự thay đổi tính chất vật liệu.
Chúng ta có cần độ chính xác như vậy không?
Chế tạo chính xác là tất cả về khả năng chào hàng đi kèm với việc có thiết bị mới nhất, tài năng và quy trình tốt nhất. Giả sử một cửa hàng có thể giới thiệu khả năng giữ ± 0,0050 inch của bộ phận uốn của mình. dung sai kích thước trên một bộ phận được tạo thành. Đó là một lợi thế cạnh tranh, phải không?
Trong một số trường hợp, có, nhưng chỉ khi giữ một mức độ khoan dung như vậy mới có giá trị trong sản phẩm cuối cùng. Nhưng nếu nó không có giá trị thì sao? Điều gì sẽ xảy ra nếu một nhà chế tạo không thực sự cần giữ ± 0,005 in.? Điều gì sẽ xảy ra nếu những dung sai đó được nới lỏng thành ± 0,010 inch, hoặc thậm chí là 0,020 inch? Và điều gì sẽ xảy ra nếu những dung sai góc đó được mở rộng chỉ từ một nửa độ lên 1 hoặc 2 độ?
Hình 2 Bản vẽ này có dung sai chặt chẽ không hợp lý của kích thước tổng thể là 6.110 in.
Benson giải thích: “Có một hướng dẫn hữu ích để so sánh các dung sai được gọi là của bạn sẽ ảnh hưởng sâu sắc đến hoạt động sản xuất của bạn.
Theo một “hướng dẫn tiện dụng”, Benson có nghĩa là một hướng dẫn chỉ định dung sai hợp lý cho một bộ phận được tạo hình, cho cả kích thước tuyến tính và góc, như thể hiện trong Hình 1 . “Bạn sẽ không còn đưa ra những yêu cầu vô lý, và bạn sẽ không còn có bất kỳ kỳ vọng viển vông nào nữa.”
Như đã trình bày, một tính năng hoặc thứ nguyên đơn lẻ có thể rất chính xác; nhưng thực hiện các phép đo kết hợp các tính năng ở giữa, có thể là góc hoặc chiều, và dung sai “hợp lý” sẽ nới lỏng. Vật liệu dày hơn cũng sẽ có các biến thể về kích thước và góc cạnh lớn hơn từ phần này sang phần khác.
Khi số lượng các khúc cua tăng lên, sự thay đổi có thể chấp nhận được, cả về góc và chiều, cũng sẽ tăng lên. Kỹ thuật viên uốn biết điều này; họ thường coi đó là điều hiển nhiên, nhưng tại sao lại như vậy? Nó quay trở lại sự biến đổi thuộc tính vật chất.
Xem xét phương sai thứ nguyên. Kích thước “cạnh ra mặt ngoài của chiều uốn” chỉ phải xử lý một tập hợp các biến thể độ dày vật liệu — nghĩa là, biến thể được tạo ra khi uốn các độ dày khác nhau, mỗi kích thước có các đặc tính giãn dài khác nhau trong quá trình uốn. Nếu kỹ thuật viên có một điểm uốn cong khác để thực hiện trong bộ phận, anh ta phải xử lý một tập hợp các biến khác tạo ra tập hợp đầu tiên. Nhờ sự thay đổi độ dày của vật liệu, lần uốn đầu tiên kéo dài vật liệu thêm một lượng khác, điều này làm cho kích thước của lần uốn thứ hai không chính xác ngay cả trước khi đầu đột tiếp xúc với tấm.
Thay đổi nhỏ, khác biệt lớn
Không có nghĩa là dung sai uốn cũng không cần phải quá lỏng lẻo. Như Benson và Boden đã mô tả, rất nhiều nỗ lực trong công việc kinh doanh này sẽ đi vào việc sửa chữa những gì có vẻ là những chi tiết nhỏ. Trong uốn cong, những thay đổi nhỏ có thể tạo ra tất cả sự khác biệt.
Boden tham khảo Hình 2 và Hình 3 . Hai bản vẽ gần như giống hệt nhau, có cùng kích thước và 0,105-in. độ dày vật liệu — ngoại trừ một chi tiết quan trọng. 6.110-in. Kích thước tổng thể trong Hình 2 được chỉ định trong khoảng ± 0,030 inch, trong khi Hình 3 được chỉ định trong khoảng ± 0,020 inch. Hình 2 thể hiện dung sai thực tế, có thể chấp nhận được trong khi Hình 3 thì không.
Sự thay đổi có vẻ nhỏ trong khả năng chịu đựng đó lại tạo nên sự khác biệt. Điều này là do thứ nguyên tổng thể đó phải kết hợp ba bộ biến. Như Benson giải thích, “Đây sẽ là những lỗi có thể xảy ra đối với ba kích thước mặt bích và bốn lần uốn cong, liên quan đến việc đạt được 6.110-in. kích thước.”
Cả Benson và Boden đều nhấn mạnh rằng một hoạt động uốn chính xác có thể đạt được một số dung sai rất hẹp, nhưng để đạt được chúng cần thời gian, tiền bạc và nỗ lực. Việc đạt được độ chính xác như vậy có thể là một nỗ lực xứng đáng, nhưng chỉ khi sự dung nạp chặt chẽ như vậy là cần thiết để sản phẩm hoạt động như dự định.
Nếu không, tại sao không “thiết kế” vấn đề và thiết kế các bộ phận xung quanh dung sai thực tế, có thể đạt được? Có các hướng dẫn thiết kế phù hợp cho việc uốn cong có thể tạo ra một thế giới khác biệt. Như Boden đã kết luận, “Khi bạn áp dụng các nguyên tắc như vậy cho bản vẽ của mình, tỷ lệ phế phẩm của bạn sẽ giảm và kéo theo đó là tỷ lệ sản xuất của bạn sẽ tăng lên”.
Công Ty Cổ Phần Thiết Bị và Giải Pháp Cơ Khí Automech – nhà cung cấp các dòng máy gia công kim loại tấm, hàn laser, giải pháp tự động từ những nhà cung cấp nổi tiếng JFY – member of TRUMPF group, Han’s laser, Hawacheon, EKO, Yadon, JQ laser, ABB,…. Automech đã hợp tác với nhiều đối tác thương mại lớn ở trong và ngoài nước nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất đa dạng. Hệ sinh thái sản phẩm đa dạng cùng mức giá hợp lí là điểm cộng to lớn giúp Automech ngày càng chiếm được lòng tin của khách hàng.
Thông tin về sản phẩm vui lòng liên hệ
Hotline: 0987.899.347 – Mr.Toàn
Email: info@demowebvn.com
Website: automech.vn