Основы гибки: почему тоннаж имеет значение для листогибочного пресса

Выбор гибочный пресс и оснастка для конкретной работы подразумевает гораздо больше, чем просто обеспечение достаточной грубой силы. Сделайте один просчет, и части оснастки могут разлететься, в то же время вы можете превысить центральную нагрузку ползуна, что приведет к изгибу ползуна и станины гибочного пресса. Если вы не верите, что это может произойти, посмотрите на практически любой механический гибочный пресс с большим пробегом и посчитайте количество прокладок между матрицей и станиной.

Чтобы избежать этих проблем, обратите внимание на ваш тоннаж и ограничения по нагрузке.

Какой тоннаж требуется для работы?

Начните с рассмотрения стандартной диаграммы тоннажа, которая связывает толщину заготовки с шириной отверстия матрицы. Там, где они пересекаются, вы получите приблизительный тоннаж на фут, необходимый для работы, на основе холоднокатаной стали с прочностью на разрыв 60 000 фунтов на кв. дюйм.

Однако графики тоннажа могут быть неточными. Поэтому, чтобы быстро и точно определить тоннаж, требуемый для работы, каждый раз, рассмотрите возможность использования следующей формулы, которая вычисляет тоннаж на дюйм при воздушной формовке холоднокатаной стали AISI 1035 с прочностью на разрыв 60 000 фунтов на кв. дюйм по заданной ширине матрицы:

Тоннаж на дюйм = {[(575 × Толщина материала2) / Ширина штампа] / 12}.

Начните с рассмотрения стандартной диаграммы тоннажа, которая связывает толщину заготовки с шириной отверстия матрицы. Там, где они пересекаются, вы получите приблизительный тоннаж на фут, необходимый для работы, на основе холоднокатаной стали с прочностью на разрыв 60 000 фунтов на кв. дюйм.

Однако графики тоннажа могут быть неточными. Поэтому, чтобы быстро и точно определить тоннаж, требуемый для работы, каждый раз, рассмотрите возможность использования следующей формулы, которая вычисляет тоннаж на дюйм при воздушной формовке холоднокатаной стали AISI 1035 с прочностью на разрыв 60 000 фунтов на кв. дюйм по заданной ширине матрицы:

Тоннаж на дюйм = {[(575 × Толщина материала2) / Ширина штампа] / 12}.

Умножьте это значение на длину изгиба, и вы получите общую нагрузку, необходимую для данной области применения.

Тем не менее, в любой мастерской типы материалов различаются, и у каждого есть свой предел прочности на разрыв. Прочность на разрыв определяется как способность материала выдерживать вес без разрушения или разрыва при плавном приложении нагрузки, а не при внезапном ударе.

Чтобы включить различные материалы в расчет тоннажа, вы включаете материальный фактор в формулу тоннажа. Вот некоторые общие материальные факторы:

Холоднокатаная сталь AISI 1035 = 1
Нержавеющая сталь 304 = от 1,4 до 6
Алюминий 6061 T6 = 1,28
Алюминий 5052 H32 = 0,50
Мы используем прочность на разрыв 60 000 фунтов на кв. дюйм AISI 1035 (наиболее распространенный тип холоднокатаной стали) в качестве базовой линии и поэтому даем ей значение 1. Чтобы получить фактор для определенного материала, вы можете выполнить простое сравнение пределов прочности на разрыв, работая с прочностью на разрыв 60 000 фунтов на кв. дюйм в качестве базовой линии. Например, если вы работаете с материалом с указанным максимальным пределом прочности на разрыв 120 000 фунтов на кв. дюйм, разделите это на 60 000, чтобы получить 2, что станет вашим материальным фактором в формуле тоннажа.

Учитывая все это, вот расчет тоннажа, который вы можете использовать для определения количества тоннажа, необходимого вам для работы:

Тоннаж на дюйм = {[(575 × Толщина материала в квадрате) / Ширина штампа] / 12} × Фактор материала

Общий тоннаж, необходимый для работы = Тонн на дюйм × Длина изгиба в дюймах

Эти формулы применяются к воздушной формовке. Если вы занимаетесь донной формовкой или чеканкой, вам необходимо это учитывать. Расчеты тоннажа для донной формовки и чеканки являются в лучшем случае грубыми приближениями, поскольку они могут различаться в зависимости от оператора машины. Но эти методы гибки существенно увеличивают требуемый тоннаж. Если вы занимаетесь донной формовкой, вам необходимо умножить рассчитанный тоннаж на дюйм как минимум на множитель 5; если вы занимаетесь чеканкой, множитель может быть 10 или даже больше.

Также обратите внимание, что максимальный тоннаж не достигается сразу; он формируется по крутой кривой. При внимательном наблюдении вы заметите, что 80 процентов общего тоннажа развивается в первые 20 градусов изгиба, поэтому даже небольшой угол изгиба может создавать огромные давления на инструменты и оборудование.

Также нужно учитывать больше тоннажа, чем просто то, что требуется для сгибания листа. Размер заготовки также может влиять на требования к тоннажу. Когда вы работаете с небольшой деталью, эта сила чрезвычайно мала. Но для более крупных деталей сила может быть значительной. Поддержка материала — будь то с помощью большого количества рабочей силы, подъемников материала на самом тормозе или крана — может помочь смягчить этот эффект.

Независимо от того, используете ли вы график тоннажа или рассчитываете требования к тоннажу вручную, вам необходимо знать, как применять эту информацию. Требования к тоннажу для работы не должны превышать грузоподъемность листогибочного пресса или инструмента.

Грузоподъемность листогибочного пресса

Прежде чем продолжить, нам нужно определить некоторые термины, первым из которых является прогиб. Прогиб — это временная деформация ползуна и станины листогибочного пресса, которая естественным образом возникает под нагрузкой. Когда давление снимается, прогиб, присутствующий под нагрузкой, также исчезает, и ползун и станина возвращаются в исходное положение. Другими словами, прогиб — это нормально и ожидаемо.

Второй член — это осадка, которая происходит, когда вы превышаете максимальный прогиб ползуна листогибочного пресса. Когда это происходит, ползун и станина остаются постоянно прогнутыми (согнутыми); после осадки ползун листогибочного пресса и станина становятся сложными и дорогими для ремонта.

Большинство листогибочных прессов рассчитаны на центральную загрузку, то есть они предназначены для работы в центре станины листогибочного пресса. Сила ползуна исходит от цилиндров по обе стороны станины, в то время как сила изгиба находится в центре.

Прогиб присутствует не всегда. На станках, которые допускают нагрузку со смещением от центра, вы можете работать прямо под гидравлическим цилиндром и не иметь никакого прогиба, но у вас будет только половина тоннажа листогибочного пресса. Тогда вашим пределом будет либо предельная нагрузка инструмента, либо жесткость плунжера и его способность выдерживать тоннаж.

Стандартный прямой пробойник

Превышение допустимого тоннажа для листогибочного пресса приведет к сбою ползуна. Предел нагрузки зависит от машины. Только поставщик машины может сообщить вам предел нагрузки по центральной линии вашего листогибочного пресса; он может составлять 30 тонн на фут или 55 тонн на фут. Вам необходимо изучить эту информацию у производителя листогибочного пресса.

Вообще говоря, вы никогда не должны применять полный тоннаж машины на длине изгиба, которая составляет менее 60 процентов расстояния между боковыми рамами. Если у вас, скажем, 10-футовая кровать между боковыми рамами, полная нагрузка может быть равномерно применена к длинам формовки всего 6 футов или больше. Это правило должно применяться к большинству систем прогиба. Если вы используете полный тоннаж на менее чем 60 процентах длины кровати, ваш тормоз будет испытывать некоторую степень осадки в кровати и плунжере.

Допустим, у вас есть 250-тонный листогибочный пресс с 14 футами между боковыми рамами. Это означает, что при полной нагрузке у вас есть минимальная рабочая зона в 60 процентов от длины станины (0,60 × 14), или 8,4 фута. Затем вы делите 250 тонн на 8,4 фута, что дает вам 29,76. После округления максимальный тоннаж на фут под нагрузкой становится 30 тонн США на фут. (При выполнении расчетов убедитесь, что единицы измерения согласованы; 1 тонна США равна 1,102 метрических тонн.)

Рекомендации по монтажу пуансона

Существует три типа пуансонов и три различных крепления пуансонов: американский строганный с двумя уступами; европейский с прецизионной шлифовкой с одним уступом; и новый стандарт, который устанавливается непосредственно на пуансон, а давление передается непосредственно через головку инструмента и, в некоторых случаях, через уступы матрицы.

Обратите особое внимание на то, как давление проходит через инструмент при установке пуансона в гибочный пресс. Стандартная американская оснастка является обратимой в том, что касается потока давления, но при обратном движении пуансона может потеряться его центр, что может вызвать проблемы с формовкой. (Он также теряет связь между задним упором и линией изгиба, но это уже совсем другая тема.

Инструменты европейского типа являются обратимыми в отношении центров, но их можно установить неправильно. Давление проходит мимо плунжера и попадает на крепежные болты. Это создает опасную ситуацию.

Грузоподъемность инструмента

В большинстве случаев производители публикуют список производимых ими инструментов по номеру ссылки и допустимой нагрузке на фут, которую может выдержать каждый инструмент. Разделив это значение нагрузки на 12, вы получите максимально допустимую нагрузку на дюйм для этого инструмента. Умножьте это значение на общую длину изгиба в дюймах, и вы получите максимально допустимую нагрузку на этой длине изгиба. Убедитесь, что это значение превышает требуемое значение нагрузки для текущей работы.

За эти годы я написал множество статей о том, как разрабатывать требования к тоннажу для конкретной ситуации, и всегда сопровождал объяснения заявлением: «Никогда не превышайте указанный производителем максимально допустимый тоннаж», а затем меня спрашивали: «Мои инструменты не имеют соответствующих характеристик, так как же мне узнать, не использую ли я слишком большой тоннаж?»

Правда, некоторые инструменты для листогибочных прессов не рассчитаны на тоннаж; это распространено среди американских строганых инструментов. Точное количество тоннажа на фут, которое выдержит данный инструмент, зависит от материала инструмента, обработки поверхности и геометрии. Даже для самых опытных инженеров это может быть сложным выбором.

Если прямой пуансон шириной не менее 2 дюймов не имеет рейтинга тоннажа, предел нагрузки инструмента может быть пределом нагрузки по центральной линии типичного листогибочного пресса с пределом 30 тонн на фут. Это связано с тем, что при использовании стандартного прямого пуансона, в котором корпус инструмента имеет ширину не менее 2 дюймов, можно с уверенностью сказать, что он может выдерживать гораздо большую нагрузку, чем 30 тонн на фут. (Конечно, это может не применяться при использовании листогибочного пресса с более высокими пределами нагрузки.)

Пуансон с глубоким зевом, предназначенный для больших ответных фланцев, выдерживает значительно меньшую нагрузку на фут, чем стандартный прямой пуансон толщиной 2 дюйма. Чем больше глубина зева пуансона с глубоким зевом, тем меньше его грузоподъемность (см.
. Например, глубина горловины 70 процентов (20 процентов от центра) приводит к 30-процентному снижению тоннажа по сравнению с прямым инструментом, в зависимости от конкретной конструкции инструмента.

Почему данные о тоннаже имеют решающее значение

В идеале вам следует обратиться к информации о грузоподъемности как от производителя инструмента, так и от поставщика листогибочного пресса. Наличие таких данных и их полное использование поможет вам избежать потенциально опасной ситуации перегрузки.

Превышение пределов возможностей машины сеет хаос на всех фронтах. Дорогой гибочный пресс могут быть повреждены без возможности ремонта. Современные инструменты для листогибочных прессов, достигающие 75 HRC, могут взорваться под экстремальным давлением. Хуже всего то, что это подвергает техника листогибочных прессов серьезной опасности.