Explicação da precisão de dobragem da prensa dobradeira

Precisão de dobragem

Erro angular e retidão erro

Pergunta: existe erro de ângulo e erro de reta no "estado de flexão ideal"?

Análise de tensões e deformações do processo de dobragem de chapas metálicas

Retilinearidade análise de erros

Depois de chapa metálica A borda da peça de trabalho dobrada apresentará uma deflexão natural, que é normalmente medida pela sua deflexão máxima (δ).

De acordo com a análise de tensões, a tensão (σZ) na zona de deformação é de tração no exterior e de compressão no interior. Estas tensões opostas de tração e compressão criam um momento fletor, que é necessário para manter a peça direita durante a flexão. No entanto, no final do processo de flexão, este momento desaparece, fazendo com que a peça de trabalho se desvie para cima.

Quanto mais longo for o placa de dobragem é, maior será a deflexão (δ). Da mesma forma, quanto maior for a placa de dobragem é que, quanto menor for a largura da placa, maior será a deflexão (δ).

No entanto, a redução do ângulo de flexão de 150° para 90° reduzirá a deflexão (δ).

Além disso, à medida que a espessura da placa aumenta, a deflexão (δ) aumenta proporcionalmente.

Aplicar pressão no bordo do folha de dobragemA dobragem por correção ou a dobragem em três pontos pode melhorar a retidão da peça de trabalho.

Factores que afectam a precisão de dobragem

Os principais factores que influenciam a precisão da dobragem numa máquina de prensagem são a rigidez da prensa dobradeira, o modo de dobragem e a força de dobragem.

1. Rigidez da prensa dobradeira

Como determinar o índice de rigidez da máquina de prensar e travar na conceção?

Deformação de deflexão de travão de prensa máquina

2. Modo de flexão

1）Flexão do ar

2）Flexão de três pontos

3）Cozinhar

3. Força de flexão

Como é que a força de flexão se altera durante a flexão?

1）Flexão livre do punção agudo

Conforme ilustrado na figura anexa, no modo de flexão livre, o material da folha é feito de Aço Q235que é considerado como tendo um comportamento elástico-plástico ideal com endurecimento linear. O limite de elasticidade deste material é σS = 250 MPa, e o seu módulo de endurecimento (também conhecido como módulo tangente) é de 1050 MPa.

Os resultados da análise ANSYS são os seguintes

Força de flexão curva:

Os resultados do método analítico são os seguintes

2）Flexão de faca larga

Como se pode ver na figura seguinte, a matriz superior é concebida com um arco largo R180 e o material da chapa é definido como X80. Este material tem um comportamento elástico-plástico ideal com endurecimento linear, e a sua limite de elasticidade é σs = 552 MPa. O módulo de endurecimento (também conhecido como módulo tangente) deste material é de 840 MPa.

Os resultados da análise ANSYS são os seguintes

Curva de força de flexão:

Existem outros factores que afectam a precisão da dobragem, entre os quais a espessura desigual da chapa, a dureza da chapa, a deformação da bancada e do carneiro durante a dobragem, a seleção da abertura da matriz, a profundidade da matriz superior na matriz inferior, o desgaste da matriz e a convexidade da bancada. Estes factores podem causar erros no ângulo de curvatura e na retidão da peça de trabalho após a curvatura.

A abertura do cunho e a profundidade da matriz superior na matriz inferior são controlados por programação manual.

4. Influência da qualidade do material na exatidão

A curvatura nominal é uma curvatura livre de baixo carbono chapa de aço com uma resistência à tração σb = 450 N/mm², que dobra a folha num ângulo de 90° na matriz em forma de V com uma distância de abertura V = 8 × S.

Quando a dobragem nominal é efectuada com chapas de espessura desigual, podem ocorrer erros de ângulo.

Quando a dureza da placa não é uniforme, o retorno elástico da peça de trabalho durante a flexão não é igual.

Por conseguinte, a qualidade dos materiais tem um impacto significativo na qualidade do processamento.

5. Compensação convexa da mesa de trabalho

Sob a ação da carga, a bancada e o cilindro sofrem uma deformação elástica.

A profundidade da matriz superior no matriz inferior é desigual ao longo de todo o comprimento, o que pode afetar o ângulo de flexão e a retidão da peça de trabalho.

Para resolver este problema, a máquina adopta o convexo NC da mesa de trabalho para compensar a sua deformação, manter a profundidade da matriz superior na matriz inferior essencialmente uniforme ao longo de todo o comprimento, e melhorar a precisão da ângulo de flexão e a retidão da peça de trabalho.

6. Carga excêntrica

A carga excêntrica refere-se à operação de carga no lado esquerdo ou direito do cilindro. A máquina tem uma forte capacidade de resistir à carga excêntrica.

Sob a ação da força de carga excêntrica, será gerada uma inclinação entre a bancada de trabalho e o cilindro.

O mecanismo de deteção de grelha em ambas as extremidades do êmbolo detecta o desvio e fornece feedback ao computador. O computador controla a servo-válvula proporcional para ajustar a quantidade de óleo que entra no cilindro de óleo, para manter a posição dos dois pistões sincronizada e manter um pequeno erro de paralelismo entre a bancada de trabalho e o êmbolo.

Ao processar peças especiais, deve ter-se em conta a carga excêntrica acima referida. Em geral, é necessário evitar o funcionamento sob carga excêntrica.

7. Correção do erro do ângulo de flexão

Após o peça de dobragem foi formado, e o ângulo é de cerca de α°, o valor do erro angular medido △α° pode ser corrigido ajustando a posição Y do ponto morto inferior. O valor de correção △Y pode ser calculado aproximadamente de acordo com a seguinte fórmula: △Y = K × V × △α

Onde:

• △ Y - valor de correção do ponto morto inferior (mm)
• V - abertura da matriz selecionada (mm)
• △ α - Valor do erro angular (graus)
• K - Fator de correção (grau /mm)

Quando α ≈ 90°, K ≈ 0,0055; para varão de aço dobrado de 8-12 lados, quando α ≈ 135°-157,5°, K ≈ 0,004.

Se o ângulo da peça inspeccionada for superior aos requisitos do desenho, ajustar a posição do ponto morto inferior para baixo, de acordo com o valor de correção △Y; caso contrário, ajustar para cima.

Exemplo 1:

Os ângulos das duas extremidades são iguais ao ângulo médio.

Para dobrar um dodecágono com α= 150°, selecionar a abertura V = 200mm, e medir o ângulo após a dobragem, α= 151,5°. Usando o método acima, △α é calculado como sendo 1,5°, e K é 0,004.

△Y = K × V × △α = 0,004 × 200 × 1,5 = 1,2mm.

Introduzir a posição do ponto morto inferior Y + △Y no computador.

Exemplo 2:

Os ângulos das duas extremidades não são iguais ao ângulo do meio.

Para uma peça dobrada a α=90° com abertura V = 60mm, os ângulos reais medidos em ambas as extremidades são α=90°, e o ângulo médio é α=91° (a quantidade convexa não é suficiente).

Utilizando o método acima: △α = 1°; K=0,0055

△Y = K × V × △α = 0,0055 × 60 × 1 = 0,33mm.

Adicione △Y ao valor convexo original e introduza-o no computador.

Se o ângulo médio for menor do que os ângulos de ambas as extremidades (o valor convexo é demasiado grande), reduza o valor convexo em △Y da base original e introduza-o no computador.

Exemplo 3:

Os ângulos nas extremidades inferiores da coluna não são iguais. Com uma largura de abertura V = 60mm, uma peça de trabalho é dobrada em α= 90°.

O ângulo real medido na extremidade esquerda é α=90° e o ângulo na extremidade direita é α=91° (inferior esquerdo e superior direito).

Utilizando o método acima: △α=1, K=0,0055

△Y=K × V × △α=0,0055 × 60 × 1=0,33mm

Introduza o valor Y + △Y no ponto zero da extremidade direita para cima para alterar a sua posição de referência.

8. Precisão dos ângulos

A precisão dos ângulos é, sem dúvida, o parâmetro mais complexo e difícil de controlar nas operações de quinagem. Existem dois métodos de quinagem comuns: quinagem de fundo e flexão de ar. As várias aplicações da dobragem por baixo são ilustradas a seguir.

O controlo da flexão de fundo é efectuado através do ajuste da força descendente aplicada durante a processo de dobragem para moldar o metal. As suas vantagens incluem uma elevada precisão angular, atingindo até ±15 minutos, com ângulos de dobragem consistentes.

No entanto, as desvantagens são significativas: requer até cinco a oito vezes mais força do que a dobragem a ar e tem menor flexibilidade. Diferentes ângulos ou formas requerem ferramentas diferentes.

A dobragem a ar, também conhecida como dobragem livre, é mais comummente utilizada. É controlada através da regulação da descida do eixo Y, ou seja, a profundidade a que a matriz superior penetra na matriz inferior, controlando assim a ângulo de curvatura.

As vantagens da dobragem por ar incluem uma menor força necessária e uma elevada flexibilidade, uma vez que um conjunto de ferramentas pode dobrar peças de trabalho em vários ângulos. A desvantagem é a menor precisão no ângulo da peça dobrada e a menor consistência.

Porque é que a precisão angular das peças dobradas a ar é menor? Por exemplo, ao dobrar chapa metálica com um molde inferior V10, uma diferença de 0,05 mm na distância que o molde superior pressiona para baixo pode resultar num desvio angular de 1°, como mostra a tabela abaixo.

Tabela: Alterações na profundidade de descida correspondentes a uma variação de ângulo de 1° para diferentes aberturas da matriz inferior e ângulos de flexão

Atualmente, a precisão do eixo Y das máquinas de dobragem pode geralmente atingir 0,01 mm, pelo que o desvio do ângulo não deve ser demasiado grave. Mas será que se pode garantir que a espessura da chapa metálica é perfeitamente consistente?

Se um 1.5 mm de espessura A espessura da chapa varia em 10%, o que representa uma diferença de 0,15 mm, equivalente a uma diferença de 0,15 mm na distância entre as matrizes superior e inferior, resultando num desvio angular de cerca de 3°.

Da mesma forma, uma variação de 10% nas características de endurecimento por deformação da chapa metálica pode causar uma alteração de cerca de 1,5° no ângulo de flexão. O impacto da espessura da chapa metálica e do endurecimento por deformação no ângulo de flexão durante a flexão ao ar está representado na Figura 6.

É aqui que as máquinas de dobrar se distinguem das máquina de corte de metal ferramentas. Com corte de metais independentemente das diferenças de tamanho entre as peças em bruto, a precisão final das peças maquinadas pode ser garantida desde que a máquina-ferramenta seja suficientemente precisa.

No entanto, este não é o caso da prática comum de dobragem de ar em travões de prensaNão se trata de uma questão de precisão inerente à máquina.