ما الذي يجعل الهواء ينحني حادة على الفرامل الصحافة

السؤال: لقد وجدت مقالك حول قاعدة 63 في المئة مفيدة. في مقالتك ، تقدم مثالاً على ثني الفولاذ بسماكة 1⁄4 بوصة مع نصف قطر مختلف لكمة.

قررت أن ألعب مع الصيغة قليلاً واستخدمت الفولاذ المدلفن على البارد قياس 20 مع لكمة نصف قطرها 1 إلى 32 بوصة لحسابي. هذا مزيج رائع من المواد والمواد ، ولكن وفقًا للطريقة التي أفهم بها مقالك ، فهذا ليس لأن حمولة التثقيب الخاصة بي أقل من الكمية المطلوبة لتكوينها.

على سبيل المثال ، تبلغ مساحة الأرض 0.375 بوصة في القدم ، مضروبة بسمك مادي قدره 0.036 بوصة ، ثم مضروبة في 25. وهذا يعطينا حمولة تثقيب تبلغ 0.338 طن لكل قدم. وفقًا لمخطط الانحناء الخاص بي ، يستغرق تشكيل الفولاذ المدلفن على البارد بسمك 0.036 إنش بوزن 0،36 طن في القدم مع 0.25 بوصة. الخامس يموت. هل هذا يعني أنه بالنسبة للمواد الرقيقة ، ستخلق دائمًا خندقًا وتفقد ثبات وثبات الانحناء؟ أو هل أستخدم حساباتك بشكل غير صحيح؟

العامل الوحيد الذي لا أفهمه هو من أين يأتي الـ 25 في صيغتك. هل يرتبط ذلك بسماكة المواد أم ثابت؟ أود أن أفهم هذا الموضوع جيدًا ، حيث أريد أن أعرف النظرية الأعمق وراء ما أقوم به على فرامل الصحافة.

الإجابة: أنت على الطريق الصحيح ، لكننا بحاجة إلى توضيح بعض النقاط. لذلك دعونا نبدأ من البداية. أولاً ، ماذا يمثل الـ 63 في المائة؟ هذه هي النسبة المئوية التقديرية لسمك المادة التي يتحول عندها الانحناء من الحد الأدنى داخل دائرة نصف قطرها إلى منحنى حاد. هذا يعتمد على الفولاذ المدرفل على البارد ASTM A36 مع قوة شد تصل إلى 60 KSI. هذه المواد هي في منتصف الطريق كما يحصل. هذه هي المادة الأساسية التي تستند إليها حساباتنا.

تشكيل الهواء هو الأسلوب الأساسي لدينا لتشكيل. لماذا ا؟ يرجع السبب في ذلك إلى انخفاض عدد الأطنان المتورطة مقارنةً بالقاع أو القطع المعدنية ، وقد أصبح الآن الطريقة السائدة للتشكيل. القاع والقطع المعدنية تختلف اختلافًا جذريًا عن تشكيل الهواء ، حيث يتم ختم نصف القطر بدلاً من "تعويمه" عبر فتحة القالب ، كما يحدث في تشكيل الهواء.

لاحظ أن 63 في المئة هي قاعدة أساسية ، وكما هو الحال مع أي قاعدة من هذا القبيل ، سيكون هناك استثناءات. ما يحدد حقًا النقطة التي يتحول عندها الانحناء حادًا هو العلاقة بين نصف قطر الأنف المثقب ، والوزن اللازم لتشكيله ، وقوة الشد للمادة.

المشي من خلال الخطوات

في المثال الخاص بك ، تقوم بتكوين 0.036 في. الصلب المدرفلة على البارد مع 1⁄32 في. لكمة أكثر من 0.25 في. يموت العرض. مع وجود هذه المعلومات في متناول اليد ، فإن الخطوة الأولى هي تحديد حمولة التشكيل ، أو الحمولة المطلوبة لثني الشغل:

[575 × (سمك المواد) 2] / عرض القالب = طن لكل قدم (575 × 0.001296) / 0.25 = 2.9 طن لكل قدم لتشكيل المادة

هذا قريب جدًا من الرقم 3.1 طن لكل قدم الذي عثرت عليه في المخطط.

الخطوة الثانية ، نحدد مساحة الأرض. هذه هي الواجهة بين 1 و 32 في. لكمة الأنف وسطح المواد.

مساحة الأرض = لكمة نصف قطرها × 12

مساحة الأرض = 0.03125 × 12 = 0.375

الخطوة الثالثة ، نحدد حمولة الضرب أو حمولة الضرب. نحن نبحث عن الحد الأدنى من القوة اللازمة لاختراق سطح المادة. في حالة التثقيب ، هذه هي النقطة التي سيتوقف عندها التمرير ويبدأ القص. لأغراضنا في ثني مكابح الضغط ، فإن حمولة التثقيب هي النقطة التي يبدأ عندها طرف تثقيب مكابح الفرامل في اختراق وتجعد سطح المادة. لهذا ، نستخدم صيغة حساب حمولة قياسية تستخدم في عملية التثقيب ، مع دمج مُضاعِف المواد ، كما هو موضح في الشكل 1.

على عكس تكوين الحمولة ، فإن وزن اللكم يستخدم في الواقع مادة مقاومة الشد تبلغ 50000 PSI كخط أساس (كما هو موضح لاحقًا). يتطلب هذا منا استخدام مُضاعِف المواد ، مما يوفر لنا حمولة تثقيب أعلى بقليل مما حسبت أصلاً:

حمولة الضرب = مساحة الأرض × سمك المواد × 25 × مضاعف المواد

حمولة الضرب = 0.375 × 0.036 × 25 × 1.2 = 0.405 طن

بغض النظر ، من الصحيح القول أن هذا منحنى حاد ؛ يستغرق تكوين الكثير من الأطنان أكثر من الثقب ، وستكون النتيجة الاختلافات في زاوية الانحناء والبعد. من سنوات من الخبرة الشخصية ، يمكنني أن أؤكد لكم أنه إذا كنت حقًا تتشكل بالهواء باستخدام لكمة نصف قطرها 1 إلى 32 بوصة في مادة بسماكة 0.036 بوصة ، فإنك تواجه بعض التباين الزاوي في المستوى.

ما أصفه هنا لا يتعارض مع النظرية الحديثة ولا السبب الجذري للتغيرات التي تظهر في عملية التشكيل. بمجرد الإنشاء ، يكون التجعد ببساطة ، نظرًا لعدم وجود وصف أفضل ، وهو مضخم للتناقضات داخل المادة ، مثل الاختلافات في اتجاه الحبوب ، والصلابة ، والسمك. هذه والمتغيرات المماثلة هي السبب الجذري للتغيرات الزاوية من الشغل إلى الشغل.

ال 25 ثابت

من أين يأتي الـ 25 في هذه الصيغة؟ إنه ثابت يمثل متوسط ​​قوة القص من الفولاذ المدلفن على البارد 50-KSI. على حد تعبير Tooling Around the World ، منشور ويلسون تول من فبراير 2013:

قوة اللكم (طن أمريكي): مساحة الأرض × السماكة × 50000 رطل / بوصة 2 ÷ 2000 رطل / طن

مساحة الأرض × السماكة × 25 أو قوة الضرب (بالطن):

مساحة الأرض × السماكة × 345 نيوتن / مم 2 ÷ 9،806.65 نيوتن / طن

محيط × سمك × 0.0352

نظرًا لأن هذا الفولاذ الطري 50-KSI كان أكثر المواد المستخدمة شيوعًا ، فقد أصبح المادة التي تمت مقارنة جميع الآخرين بها ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ. قوة الشد المقاوم للصدأ حوالي 75000 رطل / بوصة 2 (أو 518 نانومتر / مم 2). مقارنة بالفولاذ الطري ، سوف يستغرق الفولاذ المقاوم للضغط 1.5 مرة أكثر.

يرجى ملاحظة أن الحمولة اللازمة لكسر سطح المواد ليست سوى تقدير دقيق إلى حد ما ، لأن هذه الصيغة لم تكن مخصصة لتطبيقات الفرامل الصحافة. ومع ذلك ، فإن الأرقام قريبة بما فيه الكفاية لأغراضنا.

الانحناءات الحادة

إذا وجدت نفسك منحنىًا حادًا - وهو مثالك - فمن الأفضل تجنبه. تجنب الانحناء الحاد كلما كان ذلك ممكنًا سيجعل الانحناءات أكثر ثباتًا واستقرارًا من الشغل إلى الشغل.

لفعل ذلك يعني زيادة نصف القطر على أنف اللكمة إلى النقطة التي تتجاوز فيها حمولة التثقيب (التي سنطلق عليها أيضًا حمولة الثقب) حمولة التشكيل.

مادة رقيقة والقاع

ومع ذلك ، دعنا نتصفح الفقرتين الأخيرتين باستخدام البيانات المحسوبة بالفعل من سؤالك. أولاً ، عند العمل على هذا المقياس ، يوجد خط دقيق للغاية بين تشكيل الهواء ، والانحناء السفلي ، والعملات المعدنية - بضعة آلاف من البوصات في معظم الحالات. قد يعني هذا أنه إذا كانت الانحناءات مستقرة ، فمن المحتمل أن تكون الانحناء السفلي.

في تكوين الهواء ، يعتمد نصف القطر الداخلي لديك ويتم تطويره كنسبة مئوية من عرض القالب (الفتح) ، والذي أشير إليه باسم "قاعدة 20 بالمائة" - وهو عنوان فقط ، حيث تختلف النسب المئوية حسب نوع المادة. بالنسبة للمواد الأساسية الخاصة بنا ، ASTM A36 ، فإن هذه القيمة هي 16 بالمائة.

كونها مقبولة عالميا ، وهذا المفهوم يعني أنه ل 0.250 في. عرض القالب ، سيكون نصف قطرها الداخلي العائم 16 بالمائة من هذا العرض أو 0.040 بوصة. لذلك ما لم تكن قاعًا باستخدام 0.032 بوصة. لكمة نصف قطرها الأنف ، 0.040 في. سيكون نصف قطرها الداخلي للثني.

لكن نظريتنا تنص أيضًا ، وأكدت بياناتنا ، على أن الكمية المطلوبة لتكوين (2.9 طن) كانت أكبر من الكمية المطلوبة لاختراق سطح المادة (0.405 طن). هذا يعني أنه على الرغم من أن دائرة نصف قطرها المثقب وسمك المواد هي قريبة من "1 إلى 1" كما تحصل ، 1⁄32 في. لا يزال تجويف الأنف يتجعد نصف القطر الداخلي للثني ، على الرغم من أنه على نطاق صغير جدًا وفي نقطة قريبة جدًا من نصف القطر على الأنف المثقب. لذلك لجميع النوايا والأغراض ، هو تضخيم المتغيرات المادية.

إذن ، ما مقدار حجم دائرة نصف قطرها في حاجة إلى تجنب التجعد؟ لمعرفة ذلك ، يمكنك القيام ببعض التجارب والخطأ الرياضي باستخدام صيغة الحمولة المثقوبة ، مع استبدال قيمة نصف قطرها المثقوب بقيمة أكبر حتى تتجاوز حمولة الضرب وزن الحمولة المشكَّلة:

وزن اللكم = (نصف قطرها لكمة × 12) × سمك المواد × 25 × عامل المواد

في هذه الحالة ، سيكون الحد الأدنى لنصف القطر الداخلي لسؤالك الأصلي هو 0.2238 في:

حمولة الضرب = 0.2238 × 12 × 0.036 × 25 × 1.2 = 2.9 طن لكل قدم

تشكيل الحمولة = (575 × 0.001296) / 0.25 = 2.9 طن لكل قدم

من الناحية الواقعية ، ربما لن تفعل هذا وتلتزم بتكوين هذا المثال باستخدام 0.032 في. دائرة نصف قطرها الأنف. إذن ماذا يفعل هذا لك إذن؟ ليس كثيرا. إنه يفسر ببساطة السبب في بعض الأحيان عند ثني علاقة سماكة إلى نصف قطر المواد الأساسية من 1 إلى 1 ، لا يزال بإمكانك تقلبات هائلة في زاوية الانحناء بدلاً من وجود زوايا مستقرة نتوقعها عادة من الانحناء.

مواد لينة

تذكر أن تكوين الحمولة يعتمد على الفولاذ المدلفن على البارد ASTM A36 60-KSI. إذا كان للمادة قوة شد مختلفة ، فأنت بحاجة إلى دمج عامل مادي.

دعونا نلقي نظرة على مثال آخر يتضمن ألومنيوم O-series أكثر سُمكًا وأنعمًا: 0.125 بوصة. بسماكة شد تبلغ 13 KSI.

الخطوة الأولى هي إيجاد العامل المادي لصيغة تشكيل الحمولة. سنقوم بتقدير هذه القيمة عن طريق قسمة قيمتها الشدية على قيمة 60-KSI للمواد الأساسية لدينا: 13/60 = 0.21 ، أو 21 في المئة. في هذه الحالة ، سوف نستخدم 0.984 في. يموت العرض.

ثم يتم إدراج كل هذه القيم الثلاثة في حساباتنا الأساسية لتشكيل الحمولة على النحو التالي:

{[575 × (سمك المواد) 2] / عرض القالب} × عامل المادة = الحمولة لكل قدم [(575 × 0.015625) / 0.984] × 0.21 = 1.917 طن لكل قدم

الآن يعود الأمر إلى حمولة الضرب. بدءا من 0.125 في. لكمة نصف قطرها الأنف ، ونحن أولا حساب قيمة مساحة الأرض ومن ثم حمولة الضرب. نظرًا لأن هذه المادة غير مدرجة في الشكل 1 ، فإننا نحسب المضاعف بمقارنته بخط الأساس 60 KSI: 13 KSI / 60 KSI = 0.21. مع العلم بذلك ، نبدأ حساباتنا.

مساحة الأرض = لكمة نصف قطرها × 12

مساحة الأرض = 0.125 × 12 = 1.5

حمولة الضرب = مساحة الأرض × سمك المواد × 25 × مضاعف المواد

حمولة الضرب = 1.5 × 0.125 × 25 × 0.21 = 0.984 طن

لذلك سوف يستغرق حوالي 0.984 طن من قوة اللكم لبدء كسر سطح المواد. كل هذا يوضح كيف تحدد العلاقة بين نصف قطر الأنف المثقب وعرض القالب وقوة الشد للمادة مكان حدوث "الانحناء الحاد". في هذا المثال ، تنتهي قدرة سطح المادة على مقاومة القوة المطبقة عليه عند 0.984 طن. إذا قمت بعد ذلك بتطبيق 1.917 طن من الضغط اللازم لتشكيل المادة مع مساحة الأرض المحسوبة ، فسوف تقوم بتجعيد الجزء.

بعد ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار أن الانحناءات الحادة هي وظيفة للمادة وليست دائرة نصف قطرها لكمة الأنف ، فنحن نحسب الحد الأدنى نصف القطر الداخلي للقطعة المحددة من المواد. كما فعلنا في المثال السابق ، نقوم أولاً بإجراء العديد من مشكلات الرياضيات التجريبية والخطأ ، واستبدال نصف القطر الداخلي بقيمة أكبر تدريجياً حتى يصبح حجم الحمولة المراد تشكيلها أقل من الحمولة اللازمة لاختراق المادة.

في هذه المادة اللينة ، وجدنا أنه لن نصل إلى قيمة نصف قطرها 0.250 بوصة. نكتسب نصف قطر الحد الأدنى الداخلي.

مساحة الأرض = لكمة نصف قطرها × 12

مساحة الأرض = 0.250 × 12 = 3.0

ثقوب الحمولة = مساحة الأرض × سمك المواد × 25 × مضاعف المواد

وزن العبوة = 3.0 × 0.125 × 25 × 0.21 = 1.968

مع 0.250 في. نصف القطر ، الحمولة أو القوة اللازمة لاختراق السطح هي 1.968 طن ، على أساس مساحة الأرض. الحمولة لتشكيل المادة هي 1.917 طن ، مما يعني عدم حدوث ثقب أو ترقق للمادة.

لقد حددنا الآن أن 0.250 بوصة هو الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء. إذن ما هو نصف القطر الداخلي بشكل طبيعي لهذا الانحناء الجوي؟ بالنسبة للانحناءات التي لا يقترب فيها نصف القطر من الانحناء الحاد ، عادة ما نقدر نصف القطر العائم كنسبة مئوية من عرض القالب ، وفقًا لقاعدة 20 في المائة ، مع 16 في المائة من الفولاذ المدلفن على البارد 60 KSI كخط أساسي لدينا. عند مقارنة مادة 13-KSI مع خط الأساس ، ستكون هذه النسبة حوالي 3 في المائة فقط ، مما يجعل نصف قطرنا الطافي المقدر صغيرًا جدًا بالفعل ، وأقل بكثير من حيث يتحول المنحنى حادًا.

في هذه الحالة ، نحسب نصف القطر العائم استنادًا إلى قاعدة إبهامنا حول المكان الذي يتحول فيه المنحنى حادًا - بنسبة 63 في المائة من سمك المادة من الفولاذ الطري الأساسي 60-KSI. مرة أخرى ، ستكون النسبة أقل بكثير بالنسبة للمواد الناعمة 13-KSI. نظرًا لأن المادة أكثر ليونة ، فستحمل نصف قطر أصغر داخلًا ثم مادة خط الأساس الخاصة بنا ، تمامًا كما تحمل الفولاذ نصف قطر أكبر داخل الجزء.

لتحديد ذلك ، نقوم بإجراء مقارنة مع المواد الأساسية لدينا: 13 KSI / 60 KSI = 0.21 ؛ 0.21 × 0.63 = 0.1323. بعبارة أخرى ، 13 KSI هي 21 بالمائة من 60 KSI ، و 21 بالمائة من خط الأساس لدينا 63 بالمائة هي 13 بالمائة. بناءً على ذلك ، فإن الحد الأدنى لنصف القطر هو 13 في المئة من 0.984 في. افتتاح يموت: 0.984 × 0.13 = 0.127 في.

هذا التقدير أقل من 0.250 المحسوبة سابقًا. وكما حسبنا سابقًا ، فإن أي نصف قطر أصغر من 0.250 بوصة قد يتسبب في اختراق طرفنا المثقوب لهذه المادة اللينة وتجعدها قبل تشكيلها. في هذه الحالة ، سنختار "الحد الأدنى" 0.250 في القيمة. دائرة نصف قطرها لحساب خصومات لدينا منحنى. مع دائرة نصف قطرها لكمة 0.250 بوصة ، لتجنب التجعد وخلق منحنى حاد ، سوف تأخذ المواد على دائرة نصف قطرها أكبر من الأنف لكمة ، أقل عامل الربيع ، أو فتحة طفيفة للزاوية ونصف القطر كمادة صدر من الضغط.

عند العمل مع الانحناءات الحادة في تشكيل الهواء ، تحتاج إلى استخدام الحد الأدنى لقيمة نصف القطر لحسابات بدل الانحناء (BA) وخصم الانحناء (BD). لماذا ا؟ لأنه إذا استخدمت قيمة نصف قطر غير صحيحة - على سبيل المثال ، فإن أي نصف قطر نصف قطره لكمة أقل من الحد الأدنى داخل نصف القطر - ستكون حساباتك مغلقة.