Làm thế nào để bạn ngăn chặn một khúc cua gấp? Phân tích trọng tải

Làm thế nào để bạn ngăn chặn một khúc cua gấp? Phân tích trọng tải

Câu hỏi: Đầu tiên, tôi xin nói rằng tôi rất thích đọc các bài báo và sách của bạn liên quan đến lý thuyết hình thành. Tôi đã và đang áp dụng các nguyên tắc mà bạn đã đề cập trong các cửa hàng mà tôi đã làm việc.

Gần đây tôi đã bắt đầu với một OEM khác để hỗ trợ bộ phận chế tạo của họ. Chúng tôi sử dụng thép không gỉ 304 gần như 95% thời gian. Tôi đã làm việc với chất lượng và kỹ thuật để làm phẳng bàn uốn cong của chúng tôi, vì vậy các bộ phận của chúng tôi sẽ xuất hiện chính xác lần đầu tiên, trong vòng 0,0100 inch. phương sai mỗi lần uốn cong. Tôi đã thu thập dữ liệu từ các nhà cung cấp của chúng tôi về độ bền kéo cuối cùng và độ bền năng suất và lập các bảng với mức trung bình để áp dụng cho các công thức nhằm dự đoán tốt hơn độ dài trống. Vấn đề của chúng tôi là mũi đột dường như đang đi sâu vào vật liệu không gỉ của chúng tôi.

Chúng tôi uốn thép không gỉ 90-KSI dày 0,075 inch, dày 0,075 inch với mũi đột bán kính 0,062 inch và 0,500 inch. mở chết, cho chúng tôi khoảng 0,117-in. bán kính nổi bên trong. Chúng tôi đã thử sử dụng mũi đục lỗ bán kính 0,125 inch, nhưng trống của chúng tôi thậm chí còn phát triển nhiều hơn nữa. Chúng tôi thậm chí đã tăng lên 0,625-in. phần mở nắp, chủ yếu là để giảm yêu cầu về trọng tải, nhưng chúng tôi không thấy sự khác biệt đáng chú ý về mức độ của phần này so với những gì chúng tôi tính toán ban đầu.

Tôi cho rằng chúng ta có thể bị uốn cong mạnh bằng cách sử dụng 0,062-in của chúng ta. bán kính mũi đột và do đó vượt quá trọng tải đột của vật liệu. Đâu sẽ là điểm khởi đầu tốt để giải quyết vấn đề này?

Trả lời: Tất cả những điều bạn vừa nêu đều phù hợp với lý thuyết hình thành không khí. Ba yếu tố phát huy tác dụng ở đây: uốn cong mạnh, quy tắc 20 phần trăm và bán kính mũi đột.

Hãy bắt đầu bằng cách uốn cong mạnh — hoặc, như bạn nói, để mũi đột “bổ nhào” vào vật liệu và tạo nếp gấp ở tâm của bán kính.

Một khúc cua gấp không phải là khúc quanh bán kính tối thiểu. Bán kính uốn cong nhỏ nhất là bán kính nhỏ nhất có thể bay tự do ở dạng không khí. Bất kỳ bán kính mũi đột nào nhỏ hơn bán kính tối thiểu sẽ “lặn” vào tâm của khúc cua.

Sự uốn cong rõ nét sẽ khuếch đại các biến thể bên trong vật liệu khiến góc uốn cong thay đổi từ phần này sang phần khác. Chúng bao gồm sự khác biệt về độ dày, hướng hạt, cũng như năng suất và độ bền kéo. Sự uốn cong rõ nét là do ba nguyên nhân: giới hạn ứng suất cắt của kim loại, diện tích đất mà trọng tải tác dụng và tổng trọng tải cần thiết để uốn phôi qua một lỗ mở khuôn nhất định.

Để tìm vị trí mà chỗ uốn cong trở nên sắc nét, cái mà chúng tôi gọi là giá trị sắc nét , chúng tôi đã điều chỉnh một công thức trọng tải đột tiêu chuẩn để uốn cong. Đối với mục đích của chúng tôi, chúng tôi sẽ gọi nó là trọng tải xuyên , vì nó cho chúng tôi biết lực cần thiết để mũi đột có thể đâm xuyên và làm nhăn vật liệu — tất nhiên, chúng tôi muốn tránh. Công thức không thích ứng một cách hoàn hảo và kết quả chỉ mang tính chất gần đúng, nhưng nó hoạt động đủ tốt để rất hữu ích trong cửa hàng fab.

Tuy nhiên, trước khi đến với công thức, chúng ta cần xác định diện tích đất , diện tích tiếp xúc ban đầu giữa mũi đột và vật liệu. Trong các cột trước đây, chúng tôi đã sử dụng bán kính cú đấm để tính diện tích tiếp xúc này. Điều này giúp bạn đủ gần cho nhiều ứng dụng, nhưng trên thực tế, điều này không phản ánh những gì thực sự đang diễn ra trong quá trình uốn cong không khí.

Hình 2
Các yếu tố vật liệu này điều chỉnh công thức trọng tải đột lỗ để tính đến các vật liệu có độ bền kéo khác nhau.

Nếu bạn nhớ lại từ hình học trung học, bán kính là một nửa đường kính của một hình tròn, và đó chỉ là những gì nó có ở phần cuối của một mũi dùi. Nếu bạn đo diện tích cong ở dưới cùng của mũi đột có bán kính 0,062 inch, nó sẽ không bằng 0,062 inch. Thay vào đó, diện tích cong sẽ bằng phần chu vi hoặc chiều dài cung tròn . Mở rộng đường cong thành một hình tròn, chia đôi đường kính của hình tròn đó, và bạn sẽ nhận được 0,062 in., Bán kính đầu đột.

Một lần nữa, sử dụng bán kính cú đấm để tính toán trọng tải xuyên hoạt động đủ tốt. Nhưng để dự đoán trọng tải xuyên chính xác hơn, chúng ta cần tìm chiều dài cung – và không chỉ là bất kỳ chiều dài cung nào, mà là chiều dài cung tiếp xúc ban đầu với vật liệu tại thời điểm uốn .

Chúng tôi tìm chiều dài hồ quang bằng cách xác định mức độ tiếp xúc mà đầu đột tạo ra trước khi kim loại bắt đầu uốn cong, như trong Hình 1 . Điều này có thể thay đổi rất nhiều. Một số vật liệu bắt đầu uốn cong ngay lập tức chỉ sau một vài độ tiếp xúc; các vật liệu khác chỉ bắt đầu bị uốn cong sau nhiều mức độ tiếp xúc. Phép toán để xác định chính xác điều này trở nên rất phức tạp, vì vậy đối với mục đích của chúng tôi ở đây, chúng tôi sẽ sử dụng 20 độ tiếp xúc như một hằng số.

Bằng cách kết hợp độ tiếp xúc và bán kính cú đấm (R) vào phương trình sau, chúng tôi xác định chiều dài cung và cuối cùng là tổng diện tích đất:

Chiều dài hồ quang = 2πR × (Độ tiếp xúc / 360)Diện tích đất = Chiều dài vòng cung × Chiều dài khúc cua

Bây giờ nó vào công thức trọng tải xuyên. Lưu ý rằng công thức ban đầu có một biến gọi là hệ số cắt để tính đến kích thước và hình dạng của vật liệu. Đối với mục đích của chúng tôi, chúng tôi sẽ giả định vật liệu là phẳng, có hệ số cắt là 1,0. Điều này không ảnh hưởng đến kết quả của chúng tôi, vì vậy chúng tôi đã bỏ qua nó khỏi phương trình. Một lần nữa, mặc dù công thức này không hoàn hảo cho ứng dụng này, nhưng nó đủ gần với nhu cầu của chúng ta để tìm các giá trị cần thiết:

Trọng tải xuyên thủng =Diện tích đất × Độ dày vật liệu

× 25 × Yếu tố vật liệu

Hằng số “25” xuất phát từ việc tính toán cường độ của các loại thép nhẹ phổ biến tại thời điểm công thức này ra đời, do đó nhu cầu về các giá trị yếu tố vật liệu (xem Hình 2 ). Các yếu tố vật liệu điều chỉnh trọng tải để phù hợp với năng suất vật liệu hiện tại và giá trị độ bền kéo.

Bây giờ chúng ta đã có trọng tải xuyên, chúng ta cần tính trọng tải định hình cần thiết để uốn phôi. Chúng tôi thực hiện điều này bằng cách tìm điểm tại đó kim loại chuyển sang trạng thái dẻo, uốn cong và vẫn bị uốn cong. Điểm này là nơi sản lượng bị “phá vỡ” trong vật liệu. Lưu ý rằng điều này không giống với tải trọng hình thành ở dưới cùng của nét vẽ trong một hoạt động tạo đáy hoặc làm bóng. Các tính toán trọng tải đáy và cân đối tốt nhất chỉ là phỏng đoán vì chúng phụ thuộc rất nhiều vào người vận hành.

Phương trình sau đây, trong đó Mt là độ dày vật liệu, giải cho giá trị trọng tải tại đó năng suất bị phá vỡ, cho chúng ta trọng tải trên mỗi inch mà chúng ta cần để vật liệu hình thành. Và cũng như với trọng tải xuyên, chúng ta cần kết hợp một yếu tố vật liệu, như thể hiện trong Hình 2. Nếu bạn không thấy vật liệu bạn đang làm việc, bạn có thể chỉ cần chia độ bền kéo của vật liệu của mình cho độ bền kéo của vật liệu cơ bản của chúng ta , Thép nhẹ 60.000-PSI.

Trọng tải hình thành trên mỗi inch = {[(575 × Mt ² ) /Mở khuôn / 12]} × Yếu tố vật liệu

Trọng tải đâm xuyên cho chúng ta ước tính về lượng lực cần thiết để một công cụ có thể đâm xuyên, tạo nếp gấp và “đi sâu vào” đường uốn cong. Để tránh tạo nếp gấp khúc, bạn cần đảm bảo trọng tải xuyên lớn hơn trọng tải tạo hình trên mỗi inch. Bằng cách này, vật liệu sẽ chống lại áp lực đâm xuyên từ đầu đột.

Bây giờ chúng tôi đã sẵn sàng để chạy các tính toán. Lưu ý rằng trong phần sau, tất cả các giá trị kích thước đều tính bằng inch. Ngoài ra, bạn đã không đề cập đến chiều dài uốn cong, vì vậy đối với ví dụ này, chúng tôi sẽ chỉ sử dụng chiều dài uốn cong là 12 in.

Loại vật liệu và độ bền kéo = 90 KSI thép không gỉYếu tố vật chất = 90 KSI / 60 KSI = 1,5

Chiều dài uốn cong = 12 in.

Mở khuôn = 0,500 in.

Bán kính đột lỗ = 0,062 in.

Chiều dài hồ quang = 2πR × (Độ tiếp xúc / 360)

Chiều dài vòng cung = 2 × 3,1415 × 0,062 × (20/360) = 0,021 in.

Diện tích đất = Chiều dài vòng cung × Chiều dài uốn cong

Diện tích đất = 0,021 × 12 = 0,252 in.

Trọng tải xuyên thủng = Diện tích đất × Mt × 25 × Yếu tố vật liệu

Trọng tải xuyên = 0,252 × 0,075 × 25 × 1,5 = 0,708 tấn

Trọng tải hình thành trên mỗi inch = [(575 × Mt ² ) /

Mở khuôn / 12] × Yếu tố vật liệu

Trọng tải hình thành trên mỗi inch =

[(575 × 0,0752) / 0,500/12] × 1,5 = 0,808 tấn

Như bạn có thể thấy, trọng tải hình thành trên mỗi inch là 0,808, trong khi trọng tải xuyên của bạn là 0,708. Trọng tải cần thiết để tạo thành vượt quá khả năng chống lại lực đâm xuyên của vật liệu!

Nhưng xin chờ chút nữa

So sánh điều gì xảy ra với ba lỗ mở khuôn khác nhau nằm trong phạm vi độ dày vật liệu từ 6 đến 8 lần. Trọng tải xuyên thủng của chúng tôi không đổi, ở mức 0,708 tấn, nhưng hãy xem điều gì sẽ xảy ra với trọng tải hình thành:

Độ dày tạo thành l (Mt) = 0,074 in.

0,375-inch. mở khuôn = 1,078 tấn mỗi inch

0,500-in. mở chết = 0,808 tấn mỗi inch

0,625-inch. mở chết = 0,646 tấn mỗi inch

Lưu ý điều gì sẽ xảy ra khi bạn mở chiều rộng khuôn từ 0,500 đến 0,625 in. Áp suất tạo thành bây giờ nhỏ hơn trọng tải để đâm xuyên. Điều này có nghĩa là mũi đột không còn “lặn” vào trung tâm của chỗ uốn cong và chỗ uốn cong không còn có mối quan hệ “sắc nét” với vật liệu.

Không chỉ vậy, nhưng như bạn đã lưu ý, bán kính bên trong đã thay đổi như bình thường. Đây là quy tắc 20 phần trăm tại nơi làm việc. Trong ghi chú của mình, bạn đã chỉ ra rằng bạn đang đạt được bán kính bên trong thả nổi là 0,117 inch so với 0,500 inch. V chết đi. Quy tắc 20 phần trăm tuyên bố rằng đối với 304 không gỉ có độ bền kéo tối đa 85.000-PSI (UTS), bán kính nổi phải nằm trong khoảng từ 20 đến 22 phần trăm của lỗ mở khuôn. Chắc chắn, 22 phần trăm của 0,500 là 0,110 in. Hướng hạt, độ chính xác của phép đo và thực tế là bạn đang làm việc với vật liệu UTS 90.000 PSI sẽ gây ra sự khác biệt nhỏ. Vật liệu của bạn đang giữ bán kính uốn cong bên trong bằng 23 phần trăm của lỗ mở khuôn.

Dựa trên tất cả những điều đó, bán kính bên trong hình thành trên 0,625 inch. lỗ mở khuôn phải là 0,143 in. (0,625 × 0,23 = 0,143 in.) và bạn không được có dấu hiệu nhăn nheo ở đường uốn cong. Đồng thời, trọng tải hình thành của bạn đã giảm từ 0,808 xuống 0,646 tấn mỗi inch.

Sự lựa chọn tốt nhất của Punch Radii

0,125-in. bán kính cú đấm sẽ phát triển bán kính uốn cong bên trong cả 0,375- và 0,500-in. lỗ hở chết. Đó là bởi vì bán kính mũi đột lớn hơn bán kính xuất hiện tự nhiên trong vật liệu — và khi điều đó xảy ra, bộ phận sẽ có xu hướng nhận giá trị mũi đột lớn hơn. Khi bạn có bán kính lớn hơn, bạn sẽ nhận được khấu trừ uốn cong lớn hơn, và bạn nhận được một phần khác.

Mặt khác, bán kính mũi lớn hơn của cú đấm sẽ không ảnh hưởng đến bán kính uốn cong hoặc khấu trừ uốn cong trong 0,625-in. chết. Mũi đột ở 0,125 inch nhỏ hơn bán kính xuất hiện tự nhiên là 0,143 inch.

Chiến lược tốt nhất trong tình huống này là sử dụng bán kính mũi đột càng gần với bán kính tự nhiên càng tốt mà không vượt quá giá trị đó. Tất nhiên, trừ khi bạn lập kế hoạch cho nó ngay ngoài cổng và kết hợp bán kính lớn hơn và các khoản khấu trừ vào các phép tính.

Chuẩn hóa việc sử dụng công cụ của bạn

Bạn đã đề cập đến điều đó khi chuyển sang 0,625-in. die bạn đã thấy “không có sự khác biệt đáng chú ý” về cách phần này so với tính toán ban đầu của bạn. Điều gì đằng sau điều này phụ thuộc vào những tính toán ban đầu đó là gì, bao gồm cả độ dài đoạn uốn cong của bạn (ví dụ này giả định độ dài đoạn uốn cong là 12 inch). Bất kể, khi bạn thay đổi độ mở khuôn, bạn sẽ thay đổi bán kính và suy ra uốn cong. Hãy nhớ rằng, khi không khí uốn cong, một khuôn mới mở ra sẽ thay đổi mọi thứ một cách hiệu quả.

Vẫn còn nhiều điều cần biết về các khúc cua gấp và cách chúng ảnh hưởng đến quá trình uốn. Tôi khuyên bạn nên xem lại loạt bài bốn phần chạy từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2015, “Một lý thuyết thống nhất tuyệt vời về việc uốn cong trên phanh báo chí”. Bạn có thể thấy tài liệu về hiệu ứng parabol trên những khúc cua gấp đặc biệt hữu ích. Bạn có thể xem qua kho lưu trữ tạp chí tại www.thefnaiator.com hoặc nhập tiêu đề bộ truyện vào thanh tìm kiếm trên trang chủ.

Tôi có một điểm cuối cùng và quan trọng cần làm về sự hình thành không khí. Một số nhà điều hành có thể đang thực hiện các khúc cua gấp trong khi những người khác có thể không, và tất cả là do sự thay đổi chiều rộng khuôn. Tất cả người điều hành trong cửa hàng phải sử dụng các công cụ giống nhau mọi lúc – tức là bộ công cụ mà bộ phận đó được thiết kế để sử dụng. Thay đổi độ mở khuôn và bạn thay đổi bán kính.

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