Analyse der Prozessparameter beim Blechbiegen

Experimentelle Analyse der Prozessparameter beim Blechbiegen

Um die Präzision beim Biegen von Aufzugsblechteilen zu verbessern, wurde der Biegeradius (R-Winkel) von häufig verwendeten Materialien wie SPC, SPHC, SUS304 und 804-GG in einem 90°-Winkel mit einer CNC-Abkantpresse in der Blechwerkstatt genau gemessen. Zur Bestimmung des Biegeradius wurde ein optisches Messgerät verwendet, und der Biegekoeffizient wurde mit Hilfe von Messschiebern berechnet.

Die Testergebnisse dienen als Referenz und liefern Daten zur Unterstützung bei der Auswahl geeigneter Biegewerkzeuge, zur Verbesserung der Genauigkeit des R-Winkels beim Biegen und zur Verbesserung der Genauigkeit bei der Berechnung von Biegemaßen.

Test Signifikanz

Die Biegeradius (innen R) und der Biegekoeffizient sind entscheidende Faktoren, die die Qualität des Biegeprozesses beeinflussen. Der Biegeradius hängt mit dem Biegewerkzeug, der Materialdicke und den Leistungsfaktoren zusammen, während der Biegekoeffizient von der Materialdicke, dem Biegeradius und den Leistungsfaktoren bestimmt wird. Biegewinkel. Der Biegekoeffizient wirkt sich auch auf die abgewickelten Abmessungen des Werkstücks aus.

Die gängige Formel für die Berechnung des 90°-Biegefaktors lautet α = 1,36t + 0,43R (wobei t für die Materialstärke der Platte steht). Einige der häufigsten Fehler bei der Berechnung des Biegefaktors sind:

  • Die Differenz zwischen dem t-Wert und der tatsächlichen Dicke des Materials.
  • Die Abweichung zwischen der tatsächlichen Biegung im Inneren R und der geforderten im Inneren R, wie sie in der Zeichnung angegeben ist (das Innere R wird normalerweise bei der Berechnung von α aus der Zeichnung entnommen).
  • Die Verwendung der R-Messung (wobei R-Messwerte unter R3 0,25 und über R3 0,5 sind) zur Bestimmung des Biege-R, was zu einer geringeren Genauigkeit führt.
  • Der Einfluss des Materials und der Biegemethode auf die Biegung R bleibt unberücksichtigt.

Wenn ein Werkstück mehrfach gebogen wird, akkumuliert sich der Fehler im Biegekoeffizienten, was zu einer schlechten Maßgenauigkeit des Endprodukts führt.

Um diese Probleme zu lösen, wurde in diesem Versuch die tatsächliche Dicke verschiedener Biegematerialien gemessen, ein optisches Messgerät zur genaueren Bestimmung des inneren und äußeren Biegeradius eingesetzt, der tatsächliche Biegekoeffizient des Werkstücks berechnet und die Ergebnisse mit der Formel verglichen. Dies hilft bei der Auswahl geeigneter Biegestempel, verbessert die Genauigkeit der Biegeumformung R und erweitert die Genauigkeit der Maßberechnungen.

Testschema

Testmaterial

Die für den Versuch verwendeten Testmaterialien waren SPCC, SPHC, SUS304und 804-GG, die von unserem Unternehmen gekauft wurden. Die Dickenspezifikationen für jedes Material finden Sie in Tabelle 1.

Tabelle 1 Prüfmaterialien und Dicke (mm)

Dicke
t/mm
1.01.21.52.02.32.53.03.24.56.0
SPCC    
SPHC       
SUS304     
804-GG         

Prüfling

Die Größe der im Versuch verwendeten Proben betrug 100 mm x 100 mm und wurde mit Laserschneiden und Stanzen. Dadurch wurde sichergestellt, dass die Maßgenauigkeit der Proben bei 0,1 mm lag.

Prüfgeräte

Die für den Versuch verwendete Testbiegemaschine war eine CNC-Abkantpresse in der Aufzugsproduktion. Feinblech Werkstatt. Die für den Versuch verwendete V-Nut wurde sowohl von FASTI-50 als auch von Beyeler hergestellt, und es wurde die obere Matrize des Krummsäbels gewählt, wie in Abbildung 1 dargestellt.

V-Nut-Biegestempel

Abb.1 V-Nut Biegestempel

Die für den Versuch verwendete Dreipunkt-Biegemaschine war eine 3P250. Die für den Versuch gewählte Obermatrize mit geradem Messer umfasste sowohl die spitze Schneide R7 als auch die runde Schneide R9, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Dreipunkt-Biegestempel

Abb.2 Dreipunkt-Biegestempel

Tabelle 2 Die Parameter von Abkantpresse, Stempel & Matrize

Matrizenöffnung (Bv/mm)
Abkantpresse und Stanze
78101216243240
V Öffnung
(Schwanenhalsstanze)
Beyeler       
FASTI-50     
Drei-Punkt
(gerader Schlag)
3P250 

Prüfverfahren

Die tatsächliche Dicke der Proben wurde mit einem Mikrometer gemessen, und für jede spezifische Dicke wurden vier Stücke gemittelt. Die Proben wurden mit verschiedenen Biegestempeln in einem Biegewinkel von (90 ± 1)° gebogen, wobei eine Seite der Proben eine Länge von 50 mm haben sollte (siehe Abbildung 3).

Test-Biegediagramm

Abbildung 3 Prüfung Biegediagramm

Jede Dickenspezifikation wurde während der Prüfung 5 Mal wiederholt. Biegeverfahren. Nach Beendigung des Biegevorgangs wurden die Biegewinkelkonturen mit einem optischen Messgerät abgetastet, um den äußeren Biegewinkel (R außen) und den inneren Biegewinkel (R innen) zu berechnen, wie in Abbildung 4 dargestellt.

Optisches Messgerät und Messung des R-Winkels der Biegung

Abb. 4 Optisches Messgerät und Messung des R-Winkels der Biegung

Mit einem Messschieber wurde die Länge beider Seiten gemessen, um den Biegekoeffizienten zu berechnen. Jede Dickenangabe wurde 5 Mal wiederholt, und der Durchschnittswert wurde genommen.

Testergebnisse und Analyse

Die beigefügte Tabelle ist eine Zusammenstellung der Testergebnisse. Die in der Tabelle angezeigten Daten umfassen die tatsächliche Dicke des Prüfmaterials, den inneren und äußeren Radius der 90°-Biegung, den Biegekoeffizienten und die Ausdünnung der Biegung.

Tatsächliche Materialstärke

In Tabelle 3 wird die mit einem Mikrometer gemessene tatsächliche Dicke der Probe mit ihrer Nenndicke verglichen.

Tabelle 3 Die tatsächliche Dicke der Prüfmaterialien (mm)

Nominale Dicke1.01.21.52.02.32.53.03.24.56.0
Echte DickeSPCC1.001.181.482.01 2.502.97   
SPHC       3.134.205.91
SUS304
(Folie entfernen)
0.93         
804-GG    2.26     

Die Tabelle zeigt, dass der Unterschied zwischen der tatsächlichen Dicke von SPCC und der Nenndicke innerhalb von 0,03 mm liegt. Die tatsächliche Dicke des unbeschichteten SUS304-Materials war etwa 0,07 mm dünner als seine Nenndicke. Die tatsächliche Dicke des 4,5 mm warmgewalzten Blechs SPHC wurde mit 4,2 mm gemessen.

Biegewinkel innen Rinnen

Der Vergleich der Rinnen unter verschiedenen Biegebedingungen ist zu erkennen, dass die Rinnen wird durch das Material, die Blechdicke, das Biegeverfahren und die Biegewerkzeuge beeinflusst.

Von diesen vier Faktoren ist die Situation bei drei anderen Faktoren gleich:

  • Rinnen(SUS304) > Rinnen (SPCC).

Wenn die Breite der V-Nut Bv = 12 mm, der Rinnen in SPCC mit einer Dicke von 1,2 mm und SUS304 beträgt 1,85 mm bzw. 2,09 mm.

  • Bei gleichem Biegestempel und gleichem Material ist die Blechdicke von RinnenEinfluss ist geringer.

Zum Beispiel, wenn Bv = 12mm bei Dreipunktbiegung, Rinnen in 1,0 ~ 2,0mm Dicke von SUS304 ist 2,33 ~ 2,51mm, der Unterschied ist nicht signifikant.

  • Rinnen(Dreipunkt) > Rinnen (V-Nut).

Vergleich des Biegens mit gleicher Schlitzbreite Untergesenk (Bv=7mm, 12mm und 16mm) zeigt, dass die Biegung Rinnen bei Dreipunkt ist etwas größer als bei V-Nut.

  • Je größer die Schlitzbreite Bvdesto größer ist der Rinnenund je größer der entsprechende Rinnen

Abbildung 5 ist ein Vergleich der Drei-Punkt-Biegewinkel R für die untere Matrizenschlitzbreite Bv von 24 mm, 32 mm und 40 mm, was etwa 4,0 mm, 4,7 mm und 5,9 mm von Rinnen.

Vergleich des Innenradius einer 4,5 mm SPHC-Biegung mit verschiedenen Schlitzbreiten

Abb. 5 Vergleich des Innenradius einer 4,5 mm SPHC-Biegung mit verschiedenen Schlitzbreiten (Dreipunkt-Spitzstempel)

Daher muss zusätzlich zur Biegestempel-Schlitzbreite BvDer Werkstoff und die Biegemethode (V-Nut und Dreipunkt) wirken sich ebenfalls auf die Biegung Rinnendie beachtet werden sollten.

Reduzierverhältnis und äußerer Biegewinkel RAußen

Bei dem Test wurde die Differenz zwischen RAußen und Rinnen wird verwendet, um die durchschnittliche Dicke in der Nähe des Biegewinkels darzustellen, d. h., t' = RAußen - Rinnen.

Das Reduktionsverhältnis ist also η = (t - t')/t.

Aus den Daten in der beigefügten Tabelle ist ersichtlich, dass in diesem Testfall in allen Fällen eine Dickenreduzierung auftrat.

Die meisten Reduktionsverhältnisse liegen zwischen 6%-15%, und der Einfluss von Materialdicke, Biegemodus und Schlitzbreite auf die Ausdünnungsrate ist komplizierter, und die Regel ist schwer zu erkennen.

Es ist jedoch zu erkennen, dass die Ausdünnungsrate der SPHC niedriger ist, etwa 4% bis 6%.

Der R-Wert des Testsinnen verwendet ein optisches Messinstrument zur Abtastung, während die Rundheit Wert berechnet werden kann.

(1) Wenn Bv = 7 ~ 16mm, der Rundheitswert von Rinnen und RAußen ist sehr gering, der größte Teil davon ist ≤ 0,05 mm, was darauf hindeutet, dass die gebogenen Innen- und Außeneckkonturen sehr gut mit dem Grad der Rundheit übereinstimmen.

(2) Bei Bv = 24mm, 32mm und 40mm (alle Drei-Punkt-Typen), sind die Rundheitswerte von Rinnen und RAußen sind leicht erhöht und überschreiten 0,1 mm, was bedeutet, dass nach der Erhöhung der Nutbreite Bv der unteren Biegestempel auf 24 mm der Bogengrad der inneren und äußeren Konturen der Biegung abnimmt.

Biegekoeffizient α

In der Tabelle sind auch die gemessenen und berechneten Werte der Biegekoeffizientenprüfung angegeben (derzeitige Methode zur Berechnung des Biegekoeffizienten, Berechnungsformel: α = 1,36t + 0,43Rinnen).

Zum Vergleich: Der Unterschied ist nicht groß (bei der Berechnung wurden die Dicke t und Rinnen werden beide durch den tatsächlichen Prüfwert in die Berechnung eingebracht), was bedeutet, dass die aktuelle Biegekoeffizientenformel α = 1,36t + 0,43Rinnen universell ist, hängt der Biegekoeffizient von zwei Parametern ab: der tatsächlichen Dicke t des Materials und der tatsächlichen Biegung Rinnen.

Das Rinnen wird durch das Material, die Blechdicke, das Biegeverfahren und das Biegewerkzeug beeinflusst, so dass der tatsächliche Rinnen ist die einfachste und wirksamste Methode.

Für neue Materialien oder gebogenen Teilen mit anderen Dicken ist es erforderlich, die tatsächliche Dicke und die Biegung Rinnen des Biegewerkzeugs.

Schlussfolgerung

Aus der obigen Analyse lassen sich mehrere Schlussfolgerungen ziehen:

(1) Die Testergebnisse zeigen, dass die Biegung Rinnen, RAußen und Biegekoeffizienten verschiedener üblicherweise verwendeter Blechdicken von SPCC, SPHC, SUS304, 804-GG in der Blechwerkstatt CNC-Abkantmaschinen wie Beyeler, FASTI-50 und 3P250;

(2) Rinnen hängt nicht nur mit dem Biegestempel, sondern auch mit dem Material zusammen;

Der Test zeigt, dass die Rinnen von SUS304 ist bei gleichen Biegeparametern etwas größer als die von SPCC;

(3) Wenn die anderen Biegeparameter gleich sind, ist der Rinnen der Dreipunkt-Biegung ist etwas größer als die V-Nut-Biegung, so dass bei der Wahl des Biegekoeffizienten der Biegearbeitsplatz berücksichtigt werden sollte;

(4) Berechnungsformel für den Biegekoeffizienten α=1,36t+0,43Rinnenist universell.

Kumulierung der tatsächlichen Dicke der in der Werkstatt verwendeten Biegematerialien und der entsprechenden Biegeform Rinnen kann einen genaueren Biegekoeffizienten berechnen.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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