Argomento: Fattori che influenzano la precisione dei calcoli di piegatura su un Pressa piegatrice cinese
Domanda: Attualmente sto utilizzando un pressa piegatrice cinese che calcola la lunghezza piana del materiale prima che venga piegato. Tuttavia, sembra che la macchina non rispetti nessuna delle formule di tolleranza di piega che ho trovato. Ad esempio, piegando lamiere spesse 0.67 mm con una matrice da 12 mm e un punzone con raggio di 1 mm a un angolo di 90 gradi, la macchina determina che devo sottrarre 1.54 mm dal materiale originale, considerando il fatto che è dimensionato all'esterno. Con i nostri utensili, dovremmo ottenere un raggio interno di 1.872 mm. Tuttavia, quando inserisco questi valori nelle nostre formule di piega, la deduzione di piega risultante si discosta significativamente dagli 1.54 mm forniti dalla macchina. Gradirei qualche spiegazione sul perché la macchina sembra utilizzare una formula diversa da quelle che ho incontrato.
Risposta: Anche qui negli Stati Uniti lavoriamo con unità di misura sia metriche che imperiali. Ora affrontiamo il problema che stai riscontrando.
Innanzitutto, devo chiarire che senza essere fisicamente presente e lavorare con il tuo specifico premi il freno e il suo controller, è difficile determinare la causa esatta delle discrepanze che stai osservando. Inoltre, poiché non sono a conoscenza del raggio di curvatura interno desiderato, presumo che sia di 1.0 mm (0.039 pollici). Inoltre, presumo che tu stia piegando a un angolo di 90 gradi e utilizzando utensili rettificati di precisione per la formatura ad aria.
Ora, perché la tua macchina sembra adottare una formula diversa rispetto a quelle che hai incontrato finora? Sebbene sia vero che diversi controller per presse piegatrici utilizzano algoritmi leggermente diversi, generalmente sono in linea con la descrizione che sto per fornire. Queste formule sono reperibili anche nel Machinery's Handbook negli Stati Uniti.
Sembra esserci confusione riguardo alla terminologia e alla sua applicazione, nonché alle problematiche correlate alla selezione degli utensili che devono essere affrontate. Questi aspetti riguardano la sua richiesta relativa ai dati generati dal controller della pressa piegatrice.
La maggior parte dei controller basa i propri calcoli su alcuni parametri fondamentali, come la corretta selezione dell'utensile. I controller moderni utilizzano in genere la deformazione ad aria come metodo di calcolo. Pertanto, se si esegue la piegatura del fondo, i valori restituiti dalla macchina saranno imprecisi.
Inoltre, questi programmi non tengono conto dei potenziali problemi derivanti dall'utilizzo di aperture dello stampo eccessivamente grandi o piccole, o dall'impiego di raggi di punta del punzone eccessivamente acuti. Inoltre, esiste la possibilità che le informazioni prodotte dal controller vengano interpretate erroneamente. Ad esempio, viene utilizzata la tolleranza di piegatura al posto del valore di deduzione di piegatura quando non dovrebbe esserlo?
Funzioni di piegatura e loro applicazioni
Iniziamo definendo le formule per le tre funzioni di piegatura principali e le loro applicazioni (fare riferimento alla Figura 1): arretramento esterno (OSSB), tolleranza di piegatura (BA) e deduzione di piegatura (BD).
La tolleranza di piega (BA) è un valore aggiunto alle dimensioni della piega, che si estende dal bordo del pezzo al punto di tangenza tra il piano e il raggio. Può essere calcolata utilizzando la seguente formula:
BA = [(0.017453 × Raggio di curvatura interno) + (0.0078 × Spessore del materiale)] × Angolo di curvatura esterno
Si noti che il valore 0.017453 rappresenta pi greco diviso 180. Il valore 0.0078 si ottiene moltiplicando 0.017453 (di nuovo, pi greco diviso 180) per il fattore k, che in questo caso è uguale a 0.4468. Inoltre, l'angolo di piegatura è sempre espresso come misura dell'angolo esterno (ovvero, l'angolo di piegatura esterno nella Figura 1).
Nella tua particolare applicazione, il calcolo BA utilizzando le misure imperiali sarebbe:
[(0.017453 × 0.039) + (0.0078 × 0.026)] × 90 = 0.0795 pollici.
Utilizzando misure metriche, la stessa formula produce:
[(0.017453 × 1.0) + (0.0078 × 0.67)] × 90 = 2.0411 mm
È importante notare che confrontando i valori metrici e in pollici, i calcoli producono solo lievi differenze:
0.0795 pollici = 1.981 mm
2.0411 mm = 0.080 pollici
L'arretramento esterno (OSSB) rappresenta la distanza misurata dal raggio e dal punto tangente piatto all'apice della curva:
OSSB = [Tan (metà dell'angolo di piegatura) × (spessore del materiale + raggio di piegatura interno)]
Per la tua specifica applicazione, il calcolo OSSB è il seguente:
OSSB in pollici = [Tan(45)] × (0.026 + 0.039) = 0.065 pollici.
OSSB in millimetri = [Tan(45)] × (1.00 + 0.67) = 1.67 mm
Infine, il BD può essere calcolato utilizzando la seguente formula:
BD = (2 × OSSB) – BA
BD in pollici = (2 × 0.065) – 0.0795 = 0.051 pollici.
BD in millimetri = (2 × 1.67) – 2.041 = 1.299 mm
Errori comuni
Ora che abbiamo definito le formule e calcolato alcuni dati, applichiamo queste informazioni al pezzo grezzo piatto. La Figura 2 illustra le differenze tra la tolleranza di piegatura (BA) e la deduzione di piegatura (BD). La BA viene aggiunta alla lunghezza totale dal bordo al punto di tangenza del raggio di piegatura (X1 + Y1 + BA), mentre la BD viene sottratta alle dimensioni esterne totali dal bordo all'esterno della piega (X + Y – BD).
Un errore comune è la sottrazione del BA quando avrebbe dovuto essere aggiunto, con conseguenti misurazioni errate del piano. Un altro errore è l'utilizzo di un metodo di piegatura errato nei calcoli. Ad esempio, se si piega il fondo, il raggio del punzone si imprime nel materiale. D'altra parte, nella formatura ad aria, il raggio si forma come percentuale dell'apertura dello stampo. L'utilizzo di un metodo di formatura errato comporterà valori di raggio errati, influenzando di conseguenza l'intero calcolo.
Se leggete regolarmente la mia rubrica, probabilmente conoscete l'importanza del raggio di curvatura interno. È fondamentale per una piegatura accurata della lamiera. Se il raggio di curvatura interno non è corretto, quasi nessun altro metodo produrrà risultati accurati. Pertanto, se riscontrate discrepanze nei calcoli, esaminate il raggio di curvatura interno. Come ne verificate la correttezza? State utilizzando calibri di raggio o calibri a spina? Inoltre, uno strumento è più affidabile dell'altro?
Per la piegatura del fondo, è accettabile l'uso di calibri di raggio. I raggi di punta del punzone sono disponibili in misure standard metriche e imperiali e, poiché si sta piegando il fondo, il raggio del punzone viene impresso nel materiale.
Nella formatura in aria, il raggio di curvatura interno varia in percentuale rispetto all'apertura dello stampo. Di conseguenza, il raggio interno si discosta dagli incrementi standard dell'utensile, rendendo poco pratici i calibri di raggio. In questo caso, entrano in gioco i calibri a spina da officina o per il controllo qualità. Questi calibri a spina sono disponibili con incrementi di 1 mm o 0.001 pollici, consentendo un controllo preciso di qualsiasi raggio interno, indipendentemente dal metodo di formatura utilizzato.
Cause di variazione
Dopo aver esaminato i tuoi dati, non posso fare a meno di chiedermi perché utilizzi un'apertura dello stampo così ampia per un materiale così sottile. Supponendo che tu stia utilizzando la formatura ad aria, il raggio di curvatura interno dovrebbe essere sviluppato come percentuale dell'apertura dello stampo.
Ad esempio, utilizzando acciaio A36 con una resistenza alla trazione di 60,000 PSI, il raggio di curvatura interno dovrebbe essere pari a circa il 16% dell'apertura dello stampo. Pertanto, per un'apertura dello stampo di 12 mm (0.472 pollici), il raggio di curvatura interno dovrebbe essere di 1.92 mm (0.075 pollici), valore molto vicino a quello calcolato di 1.872 mm (0.073 pollici).
Il calcolo della macchina di 1.54 mm (0.060 pollici) è la corretta deduzione di piegatura (BD) per un raggio di piegatura interno di 1.803 mm (0.071 pollici), che è prossimo al raggio di 1.872 mm ottenuto. Tuttavia, non si tratta di una corrispondenza esatta. Perché? Sebbene lievi variazioni nelle equazioni, come diversi fattori k, potrebbero spiegare le discrepanze, un'altra potenziale causa potrebbe essere la variazione del materiale.
Come ho già detto più volte, non esistono due pezzi di materiale identici, anche se condividono la stessa qualità, spessore, snervamento e resistenza alla trazione e sono formati lungo la stessa direzione della grana. La variazione del materiale può anche influire sulla "regola del 20%", che prende il nome dalle caratteristiche di formatura ad aria dell'acciaio inossidabile. Questa regola deriva dal valore del 16% che ho menzionato in precedenza. Tuttavia, è importante notare che la regola non è precisa e comprende un intervallo di valori. In questo esempio, il materiale A36 presenta valori che vanno dal 15% al 17% dell'apertura dello stampo. Le variazioni derivano dalle differenze nel materiale da formare e talvolta l'intervallo di valori può essere anche più ampio. Ciononostante, il valore mediano si rivela in genere altamente accurato.
Verso una soluzione
Ancora una volta, senza lavorare fisicamente con il tuo specifico pressa piegatrice cinese e il suo controller, è difficile fornire una risposta definitiva sul comportamento della macchina. Ciononostante, spero di avervi fornito alcune informazioni di base fondamentali, di averne dimostrato l'applicazione, di aver fatto luce sulle potenziali cause dei risultati osservati e di aver proposto possibili misure correttive.
Ricorda, quando affronti un problema, la perseveranza è fondamentale. Con un impegno costante, troverai una soluzione. Sfide come queste si trasformano spesso in preziose esperienze di apprendimento.
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