Plaatmetaal buigen zonder markeringen: Tips en oplossingen

Buigmatrijzen zijn cruciale onderdelen bij het vormen van plaatstaal en spelen een centrale rol bij het vormen van metalen platen in de gewenste configuraties. Aangezien industrieën zoals machinebouw, automobielindustrie, scheepsbouw, lucht- en ruimtevaart, elektrische instrumentatie en architecturale decoratie blijven evolueren, worden verwerkende bedrijven geconfronteerd met een toenemende vraag naar hogere precisie, verhoogde complexiteit en superieure oppervlaktekwaliteit in plaatwerkproducten.

Het buigproces voor materialen zoals roestvast staal en aluminiumlegeringen brengt unieke uitdagingen met zich mee, vooral bij het bereiken van krasvrije oppervlakken. Deze materialen, die bekend staan om hun corrosiebestendigheid en esthetische aantrekkingskracht, vereisen een nauwgezette behandeling om hun ongerepte uiterlijk te behouden tijdens het buigproces.

Om het kritieke probleem van buigsporen op plaatmetaaloppervlakken tijdens het afkantpersen aan te pakken, is een uitgebreide analyse van vijf sleutelfactoren essentieel:

1. Buigmethode: De keuze van de juiste buigtechniek, zoals luchtbuigen, onderbuigen of coinen, kan de oppervlaktekwaliteit aanzienlijk beïnvloeden. Elke methode zorgt voor verschillende spanningsverdelingen en materiaalstroompatronen, wat de waarschijnlijkheid van markering beïnvloedt.
2. Materiaaleigenschappen: De hardheid, vloeigrens en oppervlakteafwerking van het plaatmateriaal hebben een directe invloed op de gevoeligheid voor markeren. Zachtere materialen kunnen vatbaarder zijn voor oppervlaktevervorming, terwijl hardere legeringen hogere buigkrachten vereisen, waardoor het risico op gereedschapafdrukken toeneemt.
3. Concave matrijsstructuur: Het ontwerp van de holle matrijs, inclusief de straal, de hoek en de oppervlakteafwerking, speelt een cruciale rol in het voorkomen van oppervlaktesporen. Geoptimaliseerde matrijsgeometrieën kunnen plaatselijke spanningsconcentraties minimaliseren en de kans op oppervlaktedefecten verkleinen.
4. Keuze van de afkantpers: De eigenschappen van de afkantpers, inclusief de tonnagecapaciteit, precisie en regelsystemen, zijn van vitaal belang voor het uitvoeren van nauwkeurige buigbewerkingen. Geavanceerde CNC-gestuurde machines met mogelijkheden voor krachtcontrole kunnen helpen bij het handhaven van een consistente drukverdeling, waardoor het risico op overbuigen en oppervlaktemarkering wordt verminderd.
5. Matrijzenprecisie: De nauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit van zowel de stempel als de matrijs hebben een grote invloed op het eindproduct. Nauwkeurig, goed onderhouden gereedschap met de juiste oppervlaktebehandelingen kan wrijving minimaliseren en de overdracht van onvolkomenheden op het werkstuk voorkomen.

1. Defecten van traditioneel buigen

Fig.1

Figuur 1 illustreert de conventionele configuratie van de ondermatrijs bij traditionele buigbewerkingen van plaatmateriaal. Deze opstelling bevat meestal een V-vormige groef met variabele afmetingen om platen van verschillende diktes te kunnen verwerken. Tijdens het buigproces ondergaat het plaatmateriaal een complexe interactie met de V-groefranden van de ondermatrijs. Deze interactie genereert aanzienlijke drukkrachten en wrijving, wat resulteert in uitgesproken buigsporen op het werkstukoppervlak. Deze oppervlaktedefecten, die gewoonlijk "getuigemarkeringen" of "matrijslijnen" worden genoemd, hebben meestal een breedte van ongeveer 0,414 keer die van de V-groefopening. Dergelijke onvolkomenheden doen afbreuk aan zowel de esthetische aantrekkingskracht als de functionele kwaliteit van het gevormde plaatwerkonderdeel.

Om deze oppervlaktedefecten die inherent zijn aan traditionele buigmethodes te beperken, is het noodzakelijk om drie primaire factoren aan te pakken: de relatieve beweging tussen de plaat en het matrijsoppervlak, de wrijvingskrachten op het grensvlak en de gelokaliseerde extrusiedruk veroorzaakt door de V-groef geometrie. Geavanceerde matrijsontwerpen en procesaanpassingen zijn essentieel om deze nadelige effecten te minimaliseren en de algehele kwaliteit van gebogen plaatwerkproducten te verbeteren.

2. Markeer-vrij buigtechnologie en matrijsstructuur

Als een plaatstalen product nodig is zonder krassen of vlekken, is een afkantpers De operator moet geschikte oplossingen kiezen om wrijving tussen het plaatmetaal en het gereedschap te voorkomen.

Het meest voorkomende probleem is hoe je de twee lijnen verbergt die kunnen verschijnen in het contactgebied tussen de matrijs en het plaatmetaal. Er zijn verschillende manieren om ze te vermijden:

(1) Reinig en smeer de matrijzen:

Het tegen elkaar wrijven van de metalen en de daaruit voortvloeiende krassen en markeringen kunnen worden verminderd door vuil zoals aanslag of zink van de matrijzen te verwijderen en een smeermiddel aan te brengen om de wrijving te verminderen.

(2) Matrijzen met grotere radius:

Sommige matrijzen hebben een grotere krommingsstraal tussen het bovenvlak en de rand van de vertanding. In de praktijk wordt bij een bepaalde V-vormige matrijsopening het contactvlak tussen de matrijs en het plaatmetaal afgerond om de wrijving tussen de metalen te verminderen.

Dit is een zeer effectieve oplossing zonder extra kosten behalve de kosten van de matrijzen, die dezelfde levensduur hebben als standaard matrijzen. Het enige nadeel van het afronden van de steunzone is de noodzaak om de minimale binnenrand iets te verhogen om te voorkomen dat de plaat valt.
in de V van de dobbelsteen

(3) Rolmerk-vrije matrijs

Tijdens de buigprocesHet werkstuk komt in contact met de gecementeerde hardmetalen doorn op de onderste matrijs en de doorn draait in de richting van de bewegende plaat.

Hierdoor verandert de wrijving van traditionele glijwrijving in rolwrijving, waardoor buigsporen en extrusiegerelateerde slijtage op het oppervlak van het werkstuk worden verminderd en het uiterlijk en de precisie worden verbeterd.

Tijdens het buigproces is er echter nog steeds sprake van knijpdruk tussen de onderste matrijsrol en de plaat, waardoor buigsporen niet volledig kunnen worden vermeden, vooral bij het buigen van zachte metalen platen.

Matrijzen met rollen verminderen de wrijving aanzienlijk en voorkomen oppervlakkige krassen op het plaatmetaal, maar ze zijn ook vrij duur en moeten regelmatig worden schoongemaakt om ervoor te zorgen dat vuil niet verhindert dat de rol in zijn zitting draait.

Matrijzen met rollen zijn erg handig voor het buigen van dik plaatstaal, omdat ze
de benodigde kracht verminderen.

(4) Plaat draaien-markeren-vrij matrijs

Fig.3

Afbeelding 3 toont de structuur van de plaat-roterende-merk-vrije matrijs.

Tijdens het persproces duwt de bovenste stempel het werkstuk in de onderste matrijs en wanneer het werkstuk in contact komt met het roterende oppervlak, draait de roterende-draaiende plaat in de onderste matrijs.

Dit elimineert het relatieve glijden tussen het werkstuk en de onderste matrijs, wat resulteert in oppervlaktecontact tussen het werkstuk en de draaiende plaat.

Dit elimineert buigsporen en extrusiegerelateerde slijtage op het oppervlak van het werkstuk, waardoor het uiterlijk en de precisie effectief worden verbeterd.

(5) Matrijzen met nylon inzetstukken

Sommige matrijzen van staal hebben een zitting voor nylon inzetstukken die meestal worden vastgezet met bouten.

Deze inzetstukken kunnen een vouw hebben in de vorm die nodig is voor het buigen of een rechthoekige vorm om het plaatmetaal tegen het radiusgereedschap aan te drukken.

Deze gereedschappen zijn zeer effectief in het verwijderen van oneffenheden, maar ze vereisen het vervangen van het inzetstuk wanneer het versleten raakt door het plaatmetaal.

Deze matrijzen kunnen alleen worden gebruikt met dun plaatmetaal, omdat het gebruik van een te grote belasting de ve snel permanent zal vervormen.

(6) Anti-kras film

Een antikraslaag tussen het plaatmetaal en de matrijs beschermt het oppervlak tegen krassen en vlekken. De levensduur is afhankelijk van het gebruikte gereedschap, de hoek en vooral de radius van de pons.

Het moet gemaakt zijn van een niet-elastisch materiaal om niet te vervormen onder druk.

Bij gebruik moet de operator de Y-slag van de ram verminderen met dezelfde waarde als de dikte van de film, die constant blijft tijdens het buigen.

Antikrasfolies kunnen worden geleverd met spanners voor een correcte positionering van de folie en eenvoudige vervanging als de folie begint te barsten als hij versleten is.

(7) Juiste ondersteuning van plaatwerk

Plaatwerk moet goed ondersteund worden tijdens het buigen en tijdens het terugbrengen van de bovenbalk. Dit is een belangrijke factor voor grote plaatwerkproductenwaarvan het gewicht buigvervorming kan veroorzaken in het gebied bij de matrijs als het plaatmetaal niet goed wordt ondersteund.

(8) Straal van ponspunt

Hoewel het vrij zeldzaam is, kan het voorkomen dat het binnenste deel van een profiel beschermd moet worden tegen krassen. In deze gevallen is het belangrijk om een pons te kiezen met een puntradius die heel dicht bij de vereiste binnenradius ligt.

Dit is cruciaal als er veel kracht nodig is, want een pons met een te kleine puntradius zal de neiging hebben om het materiaal te doorboren en een groef achter te laten in het plaatmetaal.

(9) Andere markering-vrij Buigtechnologie

Naast de twee bovenstaande markeringsvrije matrijsstructuren kunnen ook anti-markeringsmatten, drukbestendige rubberen hulzen in een enkele V-vormige holle matrijs, voeringen van blokpolyurethaan+AT en holle matrijzen van hard rubber worden gebruikt om buigmarkeringen op het oppervlak van metalen platen tijdens het buigproces te voorkomen. Deze materialen helpen te voldoen aan de kwaliteitseisen van het product.

Rubberen kussens, rubberen hulzen, sterke rubberen blokken en hard rubber zijn echter gevoelig voor vervorming tijdens het buigproces, hebben een korte levensduur en kunnen de maatnauwkeurigheid van het gebogen werkstuk beïnvloeden. Ze zijn alleen geschikt voor werkstukken die geen hoge maatnauwkeurigheid vereisen.

3. Magnetische markeerstiftloze buigtechnologie

Voordelen:

1. Kosteneffectieve implementatie: Fabrikanten kunnen zelf magnetische pakkingen op maat maken, waardoor de gereedschapskosten aanzienlijk lager zijn dan bij traditionele markeermethoden. Deze doe-het-zelf-aanpak maakt snelle aanpassingen aan verschillende onderdeelgeometrieën en buigvereisten mogelijk.

2. Langere levensduur van het gereedschap: Magnetische pakkingen zijn beter bestand tegen slijtage dan conventionele markeergereedschappen. De contactloze aard van magnetische interactie minimaliseert slijtage en mechanische spanning, wat resulteert in aanzienlijk langere vervangingscycli en minder stilstand voor gereedschaponderhoud.

3. Verbeterde oppervlaktekwaliteit:

• Eliminatie van inkepingen in het oppervlak: De contactloze magnetische kracht geleidt het werkstuk effectief zonder fysieke markeringen of indrukken achter te laten, waardoor de esthetische en structurele integriteit van het materiaal behouden blijft.
• Vermindering van omkrullen van randen: Nauwkeurige regeling van het magnetische veld zorgt voor een consistente drukverdeling langs de buiglijn, waardoor de neiging tot omkrullen van de randen aanzienlijk wordt verminderd, vooral bij dunne materialen.

4. Verbeterde procesflexibiliteit: Magnetische systemen kunnen snel worden aangepast voor verschillende buighoeken en materiaaldiktes, waardoor efficiënte productie in kleine series en prototypes mogelijk worden.

5. Potentieel voor automatisering: De technologie is compatibel met feedbacksystemen op basis van sensoren, wat de integratie in geautomatiseerde buigcellen voor meer precisie en herhaalbaarheid vergemakkelijkt.

Opmerking: Hoewel deze technologie aanzienlijke voordelen biedt, is het belangrijk om rekening te houden met materiaalcompatibiliteit (ferromagnetische eigenschappen) en mogelijke beperkingen bij toepassingen met hoge precisie waarbij extreem krappe toleranties vereist zijn.