Jautājums: Man ir grūti saprast, kā lieces rādiuss (kā jau norādīju) apdrukā ir saistīts ar instrumentu izvēli. Piemēram, mums pašlaik ir problēmas ar dažām detaļām, kas izgatavotas no 0,5 collu A36 tērauda. Šīm detaļām mēs izmantojam 0,5 collu diametra perforatorus. Rādiuss un 4 collas. Presforma. Ja es izmantoju 20% likumu un reizinu ar 4 collām, tad, palielinot presformas atvērumu par 15% (tēraudam), es iegūstu 0,6 collas. Bet kā operators zina, ka jāizmanto 0,5 collu rādiusa perforators, ja drukāšanai ir nepieciešams 0,6 collu lieces rādiuss?
A: Jūs pieminējāt vienu no lielākajām problēmām, ar ko saskaras lokšņu metāla rūpniecība. Tas ir nepareizs priekšstats, ar kuru jācīnās gan inženieriem, gan ražošanas darbnīcām. Lai to labotu, mēs sāksim ar pamatcēloņiem – divām formēšanas metodēm, nevis ar to atšķirību izpratni.
Kopš liekšanas iekārtu parādīšanās 20. gs. divdesmitajos gados līdz mūsdienām operatori ir veidojuši detaļas ar apakšējiem liekumiem vai slīpējumiem. Lai gan apakšējā liekšana pēdējo 20 līdz 30 gadu laikā ir izgājusi no modes, liekšanas metodes joprojām ietekmē mūsu domāšanu, liekot lokšņu metālu.
Precīzijas slīpēšanas instrumenti tirgū parādījās 20. gs. septiņdesmito gadu beigās un mainīja paradigmu. Tāpēc aplūkosim, kā precīzijas instrumenti atšķiras no ēveles instrumentiem, kā pāreja uz precīzijas instrumentiem ir mainījusi nozari un kā tas viss ir saistīts ar jūsu jautājumu.
20. gs. divdesmitajos gados formēšana mainījās no disku bremzes krokām uz V veida matricām ar atbilstošiem perforatoriem. Tiks izmantots 90 grādu perforators ar 90 grādu matricu. Pāreja no locīšanas uz formēšanu bija liels solis uz priekšu lokšņu metāla ražošanā. Tas ir ātrāk, daļēji tāpēc, ka jaunizstrādātā plākšņu bremze tiek darbināta elektriski — vairs nav manuāli jāliec katrs līkums. Turklāt plākšņu bremzi var saliekt no apakšas, kas uzlabo precizitāti. Papildus aizmugurējiem mērinstrumentiem paaugstināto precizitāti var attiecināt uz to, ka perforators iespiež savu rādiusu materiāla iekšējā lieces rādiusā. Tas tiek panākts, pieliekot instrumenta galu materiālam, kura biezums ir mazāks par biezumu. Mēs visi zinām, ka, ja varam sasniegt nemainīgu iekšējo lieces rādiusu, varam aprēķināt pareizās lieces atņemšanas, lieces pielaides, ārējās samazināšanas un K koeficienta vērtības neatkarīgi no tā, kāda veida lieci veicam.
Ļoti bieži detaļām ir ļoti asi iekšējie lieces rādiusi. Ražotāji, dizaineri un amatnieki zināja, ka detaļa izturēs, jo viss šķita pārbūvēts – un patiesībā tā arī bija, vismaz salīdzinot ar mūsdienām.
Viss ir labi, līdz parādās kaut kas labāks. Nākamais solis uz priekšu tika sperts 20. gs. septiņdesmito gadu beigās, ieviešot precīzi slīpētus instrumentus, datoru ciparu kontrollerus un modernas hidrauliskās vadības ierīces. Tagad jums ir pilnīga kontrole pār preses bremzi un tās sistēmām. Taču lūzuma punkts ir precīzi slīpēts instruments, kas visu maina. Ir mainījušies visi kvalitatīvu detaļu ražošanas noteikumi.
Veidošanās vēsture ir pilna ar lēcieniem un robežām. Vienā lēcienā mēs pārgājām no nepastāvīgiem lieces rādiusiem plākšņu bremzēm uz vienādiem lieces rādiusiem, kas izveidoti, izmantojot štancēšanu, gruntēšanu un reljefošanu. (Piezīme. Renderēšana nav tas pats, kas liešana; plašāku informāciju skatiet sleju arhīvos. Tomēr šajā slejā es lietoju terminu “apakšējā liece”, lai apzīmētu gan renderēšanas, gan liešanas metodes.)
Šīm metodēm detaļu formēšanai nepieciešams ievērojams svars. Protams, daudzējādā ziņā tas ir slikti gan locīšanas mehānismam, gan instrumentam, gan detaļai. Tomēr gandrīz 60 gadus tās palika visizplatītākā metāla locīšanas metode, līdz nozare spēra nākamo soli pretī gaisa formēšanai.
Tātad, kas ir gaisa formēšana (vai gaisa locīšana)? Kā tā darbojas salīdzinājumā ar apakšējo locīšanu? Šis lēciens atkal maina rādiusu veidošanas veidu. Tagad gaiss vairs neizspiež līkuma iekšējo rādiusu, bet gan veido "peldošu" iekšējo rādiusu kā procentuālo daļu no veidnes atveres vai attāluma starp veidnes svirām (sk. 1. attēlu).
1. attēls. Gaisa locīšanā locījuma iekšējo rādiusu nosaka presformas platums, nevis perforatora gals. Rādiuss "peld" presformas platumā. Turklāt iespiešanās dziļums (nevis presformas leņķis) nosaka sagataves locījuma leņķi.
Mūsu atsauces materiāls ir mazleģētais oglekļa tērauds ar stiepes izturību 60 000 psi un gaisa veidošanās rādiusu aptuveni 16 % no veidnes atveres. Procentuālā daļa mainās atkarībā no materiāla veida, plūstamības, stāvokļa un citām īpašībām. Pašu lokšņu metāla atšķirību dēļ paredzētie procentuālie rādītāji nekad nebūs perfekti. Tomēr tie ir diezgan precīzi.
Mīksta alumīnija gaiss veido 13–15% rādiusu no presformas atveres. Karstvelmēta, marinēta un eļļota materiāla gaisa veidošanās rādiuss ir no 14–16% no presformas atveres. Aukstā velmējuma tērauds (mūsu pamata stiepes izturība ir 60 000 psi) tiek veidots ar gaisu 15–17% rādiusā no presformas atveres. 304 nerūsējošā tērauda gaisa veidošanās rādiuss ir no 20–22% no presformas atveres. Arī šiem procentiem ir dažādas vērtības materiālu atšķirību dēļ. Lai noteiktu cita materiāla procentuālo daudzumu, varat salīdzināt tā stiepes izturību ar mūsu atsauces materiāla 60 KSI stiepes izturību. Piemēram, ja jūsu materiāla stiepes izturība ir 120 KSI, procentuālajam daudzumam jābūt no 31% līdz 33%.
Pieņemsim, ka mūsu oglekļa tēraudam ir stiepes izturība 60 000 psi, biezums 0,062 collas un tā sauktais iekšējais lieces rādiuss 0,062 collas. Salieciet to virs 0,472 matricas V veida cauruma, un iegūtā formula izskatīsies šādi:
Tātad jūsu iekšējais lieces rādiuss būs 0,075 collas, ko varat izmantot, lai ar zināmu precizitāti aprēķinātu lieces pielaides, K koeficientus, ievilkšanu un lieces atņemšanu, t. i., ja jūsu lodēšanas preses operators izmanto pareizos instrumentus un projektē detaļas, ņemot vērā operatoru izmantotos instrumentus.
Šajā piemērā operators izmanto 0,472 collas. Zīmoga atvērums. Operators piegāja pie biroja un teica: “Hjūstona, mums ir problēma. Tas ir 0,075.” Trieciena rādiuss? Izskatās, ka mums tiešām ir problēma; kur mēs varam doties, lai vienu no tiem dabūtu? Tuvākais, ko varam dabūt, ir 0,078. “jeb 0,062 collas. 0,078 collas. Caurumošanas rādiuss ir pārāk liels, 0,062 collas. Caurumošanas rādiuss ir pārāk mazs.”
Bet šī ir nepareiza izvēle. Kāpēc? Perforatora rādiuss nerada iekšējo lieces rādiusu. Atcerieties, ka mēs nerunājam par apakšējo liekšanos, jā, sitēja gals ir izšķirošais faktors. Mēs runājam par gaisa veidošanos. Matricas platums rada rādiusu; perforators ir tikai stumšanas elements. Ņemiet vērā arī to, ka matricas leņķis neietekmē lieces iekšējo rādiusu. Varat izmantot asas, V-veida vai kanāla matricas; ja visām trim ir vienāds matricas platums, jūs iegūsiet vienādu iekšējo lieces rādiusu.
Štancēšanas rādiuss ietekmē rezultātu, bet nav noteicošais faktors lieces rādiusam. Ja veidojat perforācijas rādiusu, kas ir lielāks par peldošo rādiusu, detaļa iegūs lielāku rādiusu. Tas maina lieces pielaidi, saraušanos, K koeficientu un lieces atskaitījumu. Nu, tas nav labākais variants, vai ne? Jūs saprotat – šis nav labākais variants.
Kā būtu, ja mēs izmantotu 0,062 collas? Trieciena rādiuss? Šis sitiens būtu labs. Kāpēc? Tāpēc, ka, vismaz lietojot gatavus instrumentus, tas ir pēc iespējas tuvāks dabiskajam "peldošajam" iekšējam lieces rādiusam. Šī perforatora izmantošanai šajā pielietojumā vajadzētu nodrošināt vienmērīgu un stabilu lieci.
Ideālā gadījumā jāizvēlas perforatora rādiuss, kas tuvojas peldošās detaļas rādiusam, bet nepārsniedz to. Jo mazāks ir perforatora rādiuss attiecībā pret peldošās detaļas lieces rādiusu, jo nestabilāks un paredzamāks būs līkums, it īpaši, ja jūs daudz liecat. Pārāk šauri perforatori deformēs materiālu un radīs asus līkumus ar mazāku konsekvenci un atkārtojamību.
Daudzi cilvēki man jautā, kāpēc, izvēloties matricas caurumu, svarīgs ir tikai materiāla biezums. Procentuālās vērtības, ko izmanto gaisa veidošanās rādiusa prognozēšanai, pieņem, ka izmantotajai veidnei ir veidnes atvere, kas ir piemērota materiāla biezumam. Tas ir, matricas caurums nebūs lielāks vai mazāks par vēlamo.
Lai gan veidnes izmēru var samazināt vai palielināt, rādiusi mēdz deformēties, mainot daudzas lieces funkcijas vērtības. Līdzīgu efektu var novērot arī tad, ja tiek izmantots nepareizs trieciena rādiuss. Tādēļ labs sākumpunkts ir izvēlēties veidnes atveri, kas ir astoņas reizes lielāka par materiāla biezumu.
Labākajā gadījumā inženieri ieradīsies darbnīcā un aprunāsies ar preses operatoru. Pārliecinieties, ka visi zina atšķirību starp formēšanas metodēm. Uzziniet, kādas metodes viņi izmanto un kādus materiālus viņi izmanto. Iegūstiet visu viņu rīcībā esošo perforatoru un štanču sarakstu un pēc tam, pamatojoties uz šo informāciju, izstrādājiet detaļas dizainu. Pēc tam dokumentācijā pierakstiet perforatorus un štances, kas nepieciešamas pareizai detaļas apstrādei. Protams, var būt attaisnojoši apstākļi, kad jums ir jāpielāgo savi instrumenti, taču tam vajadzētu būt izņēmumam, nevis noteikumam.
Operatori, es zinu, ka jūs visi esat pretenciozi, es pats biju viens no viņiem! Bet pagājuši tie laiki, kad varēja izvēlēties savu iecienītāko instrumentu komplektu. Tomēr tas, ka jums pateica, kuru instrumentu izmantot detaļu projektēšanai, neatspoguļo jūsu prasmju līmeni. Tā ir vienkārši dzīves realitāte. Tagad mēs esam radīti no zila gaisa un vairs neesam kūtri. Noteikumi ir mainījušies.
FABRICATOR ir vadošais metālapstrādes un formēšanas žurnāls Ziemeļamerikā. Žurnālā tiek publicētas ziņas, tehniski raksti un gadījumu apraksti, kas ļauj ražotājiem efektīvāk veikt savu darbu. FABRICATOR apkalpo šo nozari kopš 1970. gada.
Tagad ir pieejama pilnīga digitāla piekļuve žurnālam The FABRICATOR, kas sniedz jums ērtu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Tagad ir pieejama pilnīga digitāla piekļuve žurnālam Tubing Magazine, kas sniedz jums ērtu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Tagad ir pieejama pilnīga digitāla piekļuve vietnei The Fabricator en Español, kas nodrošina ērtu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Mairons Elkinss pievienojas The Maker podkāstam, lai pastāstītu par savu ceļojumu no mazpilsētas līdz rūpnīcas metinātājam…
Publicēšanas laiks: 2023. gada 25. augusts