Análisis de los parámetros del proceso de plegado de chapa metálica | MachineMFG

Análisis de los parámetros del proceso de plegado de chapa metálica

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Para mejorar la precisión de los componentes de chapa metálica de ascensores de flexión, se midió con precisión el radio de flexión (ángulo R) de materiales de uso común como SPC, SPHC, SUS304 y 804-GG en un ángulo de 90° utilizando una plegadora CNC en el taller de chapa metálica. Se utilizó un instrumento óptico de medición para determinar el radio de curvatura y se calculó el coeficiente de curvatura con ayuda de calibradores vernier.

Los resultados de las pruebas sirven de referencia y proporcionan datos de apoyo para seleccionar las herramientas de doblado adecuadas, mejorar la precisión del ángulo R durante el doblado y mejorar la precisión del cálculo de las dimensiones de doblado.

Prueba Significación

En radio de curvatura (dentro de R) y el coeficiente de curvado son factores cruciales que influyen en la calidad del proceso de curvado. El radio de curvado está relacionado con la herramienta de curvado, el grosor del material y los factores de rendimiento, mientras que el coeficiente de curvado viene determinado por el grosor del material, el radio de curvado y el coeficiente de curvado. ángulo de flexión. El coeficiente de flexión también afecta a las dimensiones desplegadas de la pieza.

La fórmula actual para calcular el factor de flexión a 90° es α = 1,36t + 0,43R (donde t representa el espesor de la placa de material). Algunos de los errores comunes en el cálculo del factor de flexión incluyen:

  • Diferencia entre el valor t y el espesor real del material.
  • La desviación entre el interior R de flexión real y el interior R requerido indicado en el plano (el interior R suele tomarse del plano al calcular α).
  • El uso de la medición del calibrador R (donde los valores del calibrador R por debajo de R3 son 0,25 y por encima de R3 son 0,5) para determinar la flexión R, lo que se traduce en una menor precisión.
  • No se tiene en cuenta la influencia del material y del método de flexión en la R de flexión.

Cuando una pieza se dobla varias veces, el error en el coeficiente de doblado se acumula, lo que provoca una mala precisión dimensional en el producto acabado.

Para resolver estos problemas, en este experimento se midió el grosor real de varios materiales de doblado, se utilizó un instrumento de medición óptica para determinar con mayor precisión el radio de doblado interior y exterior, se calculó el coeficiente de doblado real de la pieza y se compararon los resultados con la fórmula. Esto ayudará a seleccionar las matrices de doblado adecuadas, mejorará la precisión del conformado por doblado R y ampliará la precisión de los cálculos dimensionales.

Programa de pruebas

Material de prueba

Los materiales de ensayo utilizados en el experimento fueron SPCC, SPHC, SUS304y 804-GG, adquiridos por nuestra empresa. Las especificaciones de espesor para cada material se pueden encontrar en la Tabla 1.

Tabla 1 Materiales de ensayo y espesor (mm)

Espesor
t/mm
1.01.21.52.02.32.53.03.24.56.0
SPCC    
SPHC       
SUS304     
804-GG         

Muestra de ensayo

El tamaño de las muestras utilizadas en el experimento fue de 100 mm x 100 mm y se fabricaron utilizando corte por láser y supresión. Esto garantizó que la precisión dimensional de las muestras se situara en un nivel de 0,1 mm.

Equipos de prueba

La plegadora de prueba utilizada en el experimento fue una plegadora CNC situada en la planta de producción de ascensores. chapa metálica taller. La ranura en V utilizada en el experimento incluía tanto la FASTI-50 como la Beyeler, y se seleccionó el troquel superior en forma de cimitarra, como se muestra en la figura 1.

Matriz de curvar con ranura en V

Fig.1 Ranura en V matriz dobladora

La máquina curvadora de tres puntos utilizada en el experimento fue una 3P250. La matriz superior de cuchilla recta seleccionada para el experimento incluía tanto la cuchilla puntiaguda R7 como la cuchilla redonda R9, como se ilustra en la figura 2.

Matriz de flexión de tres puntos

Fig.2 Matriz de flexión en tres puntos

Cuadro 2 Los parámetros de prensa plegadorapunzones y matrices

Apertura de la matriz (Bv/mm)
Prensa plegadora & tipo de punzón
78101216243240
V apertura
(Punzón de cuello de cisne)
Beyeler       
FASTI-50     
Tres puntos
(puñetazo recto)
3P250 

Método de ensayo

El grosor real de las probetas se midió con un micrómetro y se calculó la media de cuatro piezas para cada grosor específico. Las probetas se curvaron utilizando diferentes matrices de curvado con un ángulo de curvatura de (90 ± 1)°, con el objetivo de garantizar que uno de los lados de las probetas tuviera una longitud de 50 mm, tal como se representa en la figura 3.

Diagrama de flexión de prueba

Figura 3 Prueba Diagrama de flexión

Cada especificación de grosor se repitió 5 veces durante el proceso de plegado. Una vez finalizada la flexión, se escanearon los contornos del ángulo de flexión con un instrumento óptico de medición para calcular el ángulo de flexión exterior (R exterior) y el ángulo de flexión interior (R interior), como se ilustra en la figura 4.

Instrumento de medición óptica y medición del ángulo R de flexión

Fig. 4 Instrumento de medición óptica y medición del ángulo R de flexión

Se utilizó un calibre de pie de rey para medir la longitud de ambos lados a fin de calcular el coeficiente de flexión. Cada especificación de espesor se repitió 5 veces y se tomó el valor medio.

Resultados y análisis de las pruebas

La tabla adjunta es una recopilación de los resultados de las pruebas. Los datos que aparecen en la tabla incluyen el grosor real del material de ensayo, el radio interior y exterior de la curva de 90°, el coeficiente de flexión y el adelgazamiento de la curva.

Espesor real del material

En el cuadro 3 se compara el espesor real de la probeta, medido con un micrómetro, con su espesor nominal.

Tabla 3 Espesor real de los materiales de ensayo (mm)

Espesor nominal1.01.21.52.02.32.53.03.24.56.0
Grosor realSPCC1.001.181.482.01 2.502.97   
SPHC       3.134.205.91
SUS304
(Quitar película)
0.93         
804-GG    2.26     

La tabla revela que la diferencia entre el espesor real del SPCC y su espesor nominal es de 0,03 mm. El grosor real del material SUS304 sin recubrimiento resultó ser unos 0,07 mm más fino que su grosor nominal. El espesor real de la chapa laminada en caliente SPHC de 4,5 mm se midió en 4,2 mm.

Ángulo interior de flexión Rinterior

Comparación de la Rinterior en diferentes condiciones de flexión, se observa que la Rinterior depende del material, el grosor de la chapa, el método de plegado y el utillaje de plegado.

De estos cuatro factores, a igualdad de situación de los otros tres factores:

  • Rinterior(SUS304) > Rinterior (SPCC).

Si la anchura de la ranura en V Bv = 12 mm, el Rinterior en SPCC con un espesor de 1,2 mm y SUS304 es de 1,85 mm y 2,09 mm, respectivamente.

  • Cuando la matriz de flexión es la misma, para el mismo material, el espesor de chapa de Rinteriorinfluencia es menor.

Por ejemplo, cuando Bv = 12 mm en flexión de tres puntos, Rinterior en 1,0 ~ 2,0 mm de espesor de SUS304 es de 2,33 ~ 2,51 mm, la diferencia no es significativa.

  • Rinterior(tres puntos) > Rinterior (ranura en V).

Comparación de la misma anchura de ranura de flexión troquel inferior (Bv=7mm, 12mm y 16mm) muestra que la flexión Rinterior en tres puntos es ligeramente mayor que en ranura en V.

  • Cuanto mayor sea la anchura de la ranura Bvcuanto mayor sea Rinteriory cuanto mayor sea el correspondiente Rinterior

La figura 5 es una comparación de los ángulos R de flexión en tres puntos para la anchura de la ranura inferior de la matriz Bv es de 24mm, 32mm y 40mm, lo que corresponde a unos 4,0mm, 4,7mm y 5,9mm de Rinteriorrespectivamente.

Comparación del radio interior de curvado SPHC de 4,5 mm con diferentes anchuras de ranura

Fig. 5 Comparación del radio interior de flexión SPHC de 4,5 mm con diferentes anchuras de ranura (punzón agudo de tres puntos)

Por lo tanto, además de la anchura de la ranura de la matriz de flexión Bvel material, el método de flexión (ranura en V y tres puntos) también afectan a la flexión Rinteriora los que hay que prestar atención.

Coeficiente de reducción y ángulo exterior de flexión Rexterior

En la prueba, la diferencia entre Rexterior y Rinterior se utiliza para representar el espesor medio cerca del ángulo de flexión, es decir, t' = Rexterior - Rinterior.

Por lo tanto, la relación de reducción es η = (t - t')/t.

De los datos de la tabla adjunta se desprende que en este caso de prueba se produjo una reducción del espesor en todos los casos.

La mayor parte de la relación de reducción se sitúa entre 6%-15%, y la influencia del grosor del material, el modo de flexión y la anchura de la ranura en la velocidad de adelgazamiento es más complicada, y la regla es difícil de identificar.

Sin embargo, puede observarse que el índice de adelgazamiento SPHC es inferior, de unos 4% a 6%.

El Rinterior utiliza un instrumento óptico de medición para calcular el barrido, mientras que el redondez puede calcularse.

(1) Cuando Bv = 7 ~ 16mm, el valor de redondez de Rinterior y Rexterior es muy pequeño, la mayor parte del cual es ≤ 0,05 mm, lo que indica que los contornos doblados de las esquinas interiores y exteriores coinciden en gran medida con el grado de redondez.

(2) Cuando Bv = 24 mm, 32 mm y 40 mm (todos del tipo de tres puntos), los valores de redondez de Rinterior y Rexterior aumentan ligeramente, superando los 0,1 mm, lo que significa que después de que la anchura de la ranura Bv de las matrices de doblado inferiores aumenta hasta 24 mm, el grado de arco de los contornos interior y exterior del doblado disminuye.

Coeficiente de flexión α

El programa también da los valores medidos y calculados de la prueba de coeficiente de flexión (actualmente método utilizado para calcular el coeficiente de flexión, fórmula de cálculo: α = 1,36t + 0,43Rinterior).

Para comparar, la diferencia no es grande (en el cálculo, el grosor t y Rinterior son ambos introducidos en el cálculo por el valor real del ensayo), lo que indica que la fórmula actual del coeficiente de flexión α = 1,36t + 0,43Rinterior es universal, el coeficiente de flexión depende de dos parámetros en el espesor real t del material y la flexión real Rinterior.

La Rinterior está influenciada por el material, el espesor de la chapa, el método de curvado y la herramienta de curvado, el valor real de Rinterior es el método más sencillo y eficaz.

Para nuevos materiales o piezas curvadas con otros espesores, es necesario medir realmente el espesor real y el R de curvaturainterior de la herramienta de plegado.

Conclusión

A partir del análisis anterior, se pueden obtener varias conclusiones:

(1) Los resultados de las pruebas muestran que la flexión Rinterior, Rexterior y coeficientes de flexión de varios espesores de chapa comúnmente utilizados de SPCC, SPHC, SUS304, 804-GG en el taller de chapa Máquinas plegadoras CNC como Beyeler, FASTI-50 y 3P250;

(2) Rinterior no sólo está relacionada con la matriz de plegado, sino también con el material;

La prueba muestra que el Rinterior del SUS304 es ligeramente superior al del SPCC con los mismos parámetros de flexión;

(3) Cuando los demás parámetros de flexión son los mismos, el Rinterior de la flexión en tres puntos es ligeramente mayor que el de la flexión en ranura en V, por lo que debe tenerse en cuenta el centro de trabajo de flexión al seleccionar el coeficiente de flexión;

(4) La fórmula de cálculo del coeficiente de flexión α=1,36t+0,43Rinteriores universal.

Acumular el grosor real de los materiales de curvado utilizados habitualmente en el taller y la correspondiente conformación del molde de curvado Rinterior puede calcular un coeficiente de flexión más preciso.

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