Sajtoló erőkifejtés kiszámítása: Az alapvető képlet

TL;DR

A sajtoló tonnázs igény kiszámítása elengedhetetlen a megfelelő sajtológép kiválasztásához és egy sikeres gyártási folyamat biztosításához. Az alapvető képlet: Tonnázis = Vágás kerülete (in) × Anyag vastagsága (in) × Anyag nyírószilárdsága (tonna/in²) ennek a számításnak a pontossága attól függ, hogy mennyire pontosan használja az adott anyag konkrét nyírószilárdságát, mivel ez az érték jelentősen eltérhet az acél, az alumínium és az előrehaladott nagyszilárdságú acélok között.

Az alapvető képlet a sajtónyomás tonnázisának meghatározásához

Minden sajtolási művelet középpontjában ott áll egy kritikus számítás, amely meghatározza az alkatrész kivágásához vagy alakításához szükséges erőt. Ez az erő, amelyet tonnában mérnek, határozza meg a szükséges sajtológép méretét és teljesítményét. A túl kis kapacitású sajtoló használata berendezéskárosodáshoz és gyártási hibákhoz vezethet, míg a túl nagy kapacitású sajtoló hatékonytalan és költséges. A legrészletesebben elfogadott képlet a lapkivágási és lyukasztási műveletek tonnázisának kiszámítására egyszerű, ugyanakkor hatékony.

Az alapvető képlet a következőképpen fejezhető ki:

Force (Tons) = P × Th × SS

Az egyenlet minden változója a művelet egy-egy kritikus aspektusát jelöli:

• P (Kerület): Ez a vágás teljes hossza, hüvelykben megadva. Egyszerű kör alakú lyuk esetén ez a kerület (π × átmérő). Négyzet vagy téglalap esetén az összes oldal hosszának összege.
• Th (Vastagság): Ez a bélyegzett lemezvastagság vagy kaliber, hüvelykben megadva.
• SS (Nyírószilárdság): Ez anyag saját tulajdonsága, amely meghatározza annak ellenállását a nyírásra, tonna/négyzethüvelyk egységben kifejezve. Ez a legfontosabb változó a pontosság szempontjából.

Például, ha ki kell számítani a szükséges tonnát egy 2 hüvelyk átmérőjű lyuk kivágásához 0,10 hüvelyk vastag lágyacél lemezen, amelynek nyírószilárdsága körülbelül 25 tonna/in², akkor a számítás a következő: Tonna = (2 in × 3,1416) × 0,10 in × 25 tonna/in² = 15,7 tonna. Általános gyakorlat, hogy 15–20% biztonsági tényezőt adjanak hozzá a szerszám kopásához hasonló változók figyelembevétele érdekében.

A képlet saját projektben való alkalmazásához kövesse az alábbi lépéseket:

1. Határozza meg a kerületet (P): Számítsa ki az összes olyan él teljes hosszát, amelyet egyetlen sajtolóütem során levágnak.
2. Mérje meg az anyag vastagságát (Th): Használjon mérőeszközt pontosan az anyag vastagságának hüvelykben történő meghatározásához.
3. Azonosítsa az anyag nyírószilárdságát (SS): Keresse meg adott anyag nyírószilárdságát tonna/négyzethüvelyk egységben. Ezt gyakran az anyagadat-lapokon vagy műszaki kézikönyvekben találja meg.
4. Számítsa ki a tonnázst: Szorozza össze a három értéket, hogy megkapja a szükséges erőt tonnában.
5. Adj hozzá biztonsági tényezőt: Növelje a kiszámított tonnázist 15–20%-kal, hogy biztosítsa sajtója megfelelő kapacitását.

Kulcsfontosságú változók részletes elemzése: Anyagjellemzők és alkatrész geometria

A tonnázis kiszámításának pontossága csak olyan jó, mint az Ön által használt adatok. Míg a kerület és a vastagság egyszerűen mérhető érték, az anyag nyírási szilárdsága egy összetettebb változó, amely jelentős hatással van az eredményre. Ennek a tulajdonságnak a félreértése gyakori hibaforrás, különösen a modern ötvözetek esetében.

A nyírási szilárdság nem univerzális állandó; az anyagfajtánként jelentősen eltérhet. Például a puha alumíniumhoz sokkal kisebb erő szükséges a nyíráshoz, mint a keményített rozsdamentes acélhoz. A fejlett szilárdságú acélok (AHSS), amelyek egyre gyakrabban használatosak az autóiparban a szilárdság-súly arányuk miatt, többszörösére is meghaladhatják a hagyományos lágyacél nyírási szilárdságát. Ahogyan azt megjegyezték AHSS Guidelines a hagyományos, használati szabályokat alkalmazó számítások a könnyű acél esetében jelentősen alulértékelik a fejlett anyagok számára szükséges tonnatartalmat, ami jelentős problémákat okoz.

A alkatrész geometria ugyanolyan fontos. A kerületet pontosan a vágandó alakhoz kell kiszámítani. Az olyan egyszerű formák esetében, mint a körök (körkör = π × átmérő) vagy a téglalap (körkör = 2 × hosszúság + 2 × szélesség), ez egyszerű. A komplex, szabálytalan formák esetében a perimetr a egyszerre vágott egyenes és görb vonalszegmensek összege.

Az anyagtulajdonságok közötti különbségek illusztrálása érdekében a következő táblázatban a közönséges fémek közelítő vágási szilárdsága mutatható be:

Megjegyzés: Ezek közelítő értékek. A pontos adatokért mindig tekintse meg anyagszállítójának előírási lapját.

A számítások pontosságának biztosítása érdekében:

• Ellenőrizze az anyag specifikációit: Soha ne feltételezd a vágási erővel. Mindig a megfelelő értéket kell szerezni a konkrét ötvözethez és a szerszámhoz.
• A vastagság pontos mérése: A szerszámtömeg kis változásai jelentős hatással lehetnek a végső tonnatartalomra, különösen a nagy szilárdságú anyagok esetében.
• Figyelmesen számold ki a perimetrt: A bonyolult alkatrészek esetében a geometria kisebb szegmensekre kell bontani, hogy a teljes vágási hossz helyesen kiszámítható legyen.

A különböző bélyegző műveletek számításai

Bár a erőszámítás alapvető elvei megmaradnak, a képletet a különböző típusú tömési műveletekhez kell igazítani. Az elsődleges különbség abban rejlik, hogy a folyamat mely része fogyaszt energiát, és hogyan feszül a anyag. A téves számítás gyakori oka a szűrés, a szúrás és a rajzolás követelményeinek összekeverése.

Törés és kivágás: Ez mindkettő vágási művelet. A tömés a lyuk létrehozásához eltávolítja az anyagot, míg a törlés a nagyobb lapból levágja a rész profilját. Mindkét esetben a szabványos képlet (Tonnage = P × Th × SS) közvetlenül alkalmazandó. A kulcs az, hogy a vágandó elem körzetét és az anyag vágási erősségét használjuk. Például a porlasztásnál a "P" a porlasztás kerületét jelenti; a porlasztásnál a "P" a végleges alkatrész perimetrjét.

Húzás: Ez egy formáló művelet, nem egy borotválkozó. A rajz háromdimenziós formába teríti a lemezt, mint egy csésze vagy kagyló. A anyagot feszültségbe helyezik, nem vágás. Ezért a számítás módosításra szorul. Ahogy a következő magyarázta: A gyártó a rajzformulában a vágási erősség (SS) a Végső húzóerőtlenség (UTS) - Nem. Ezenkívül kiszámítani kell a nyomástartó vagy nyomáspárna által igényelt erőt, és hozzá kell adni a teljes erőhöz.

Progresszív sajtás: A folyamatos formázásban a sajtó minden egyes ütésével több művelet (pl. ütés, hajlítás, formálás) történik különböző állomásokon. A teljes tonnatartalom kiszámításához számolnia kell az egyes, egyidejűleg végzett műveletekhez szükséges erőt, majd össze kell számolni őket. Ez magában foglalja a lyukasztást, a formálást, a hajlítást, sőt a tavaszi lecsapoló és a nitrogénnyomáscsapoló által gyakorolt erőt is.

A következők a különböző műveletek fő szempontjainak összehasonlítása:

A helyes számítás kiválasztásához használja a következő ellenőrző listát:

• [ ] A műtét elsősorban anyagvágás? Ha igen, használja a vágási erő képletét.
• [ ] A műtét kiterjesztés vagy anyag 3D formába alakítása? Ha igen, használja a húzóerősség-formulát és adjon hozzá padnyomást.
• [ ] Több művelet történik egy nyomónyomással? Ha igen, számolja ki az egyes hajók tonnatartalmát, és adja össze.

Előrelevett megfontolások és a tonnatartalmat befolyásoló tényezők

Az alapszabály megbízható becslést ad, de a valós termelési környezetben számos más tényező befolyásolhatja a tényleges szükséges tonnatartalmat. Ha ezeket a részleteket figyelmen kívül hagyjuk, akkor pontatlan előrejelzésekhez és feldolgozási problémákhoz vezethetünk. A tapasztalt mérnökök ezeket a különbségeket figyelembe veszik, hogy finomabban számoljanak, és biztosítsák a folyamat stabilitását.

Az egyik legfontosabb tényező a szerszámok állapota. A szabványformátum gyakran pótolja a homályos szerszámkészüléket a teljes anyagvastagság használatával. A hegyes szerszámok azonban csak a vastagságának egy töredékét (gyakran 20-50%-át) áthatolva törik meg az anyagot, így csökkentik a szükséges erőt. Ezzel szemben a kopott vagy unalmas szerszámok jelentős mennyiséget igényelnek. Más tényezők között szerepel a szúrás és a formázás közötti távolság, az anyag keménységének következetessége és a nyomtatás sebessége.

Ezenkívül kritikus különbség van a tonnatartalom (csúcserő) és az energia között. A nyomtató elég nagy terhelésű lehet, de nem elég energia a munka befejezéséhez, különösen a mélyhúzó műveletekhez, amelyek a nyomtató ütésénél magasra veszik a anyagot. Ez a nyomtató leállását okozhatja a csapás alján. A modern megközelítések egyre inkább a véges elem elem elemzésre (FEA) és a szimulációs szoftverekre támaszkodnak, hogy leküzdjék a kézi számítások korlátait. Ahogy azt a A nyomtatás szimulációja , ezek az eszközök pontosan modellezhetik a komplex tényezőket, mint például az anyag keményedése, a visszalépés és a kötőanyag nyomása az egész formázási folyamat során. A komplex alkatrészek esetében, különösen az autóiparban, a fejlett CAE-szimulációk kihasználása már nem luxus, hanem szükségszerűség. A vezető beszállítók, mint Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. a Bizottság a következőképpen határoz:

A megbízhatóbb és biztonságosabb műveletekhez vegye figyelembe a következő tippeket:

• Alkalmazzon biztonsági tényezőt: Mindig adjon hozzá legalább 15–20%-ot a kiszámított tonnázishoz, hogy puffer legyen az anyagváltozásokhoz és az eszközkopásokhoz.
• Vegye figyelembe az összes erőt: Összetett sablonoknál ne feledje hozzáadni a nitrogénrugók, nyomólapok és mozgatott saruk erejét a teljes terheléshez.
• Vegye figyelembe az eszköz élességét: Ha nagyon éles szerszámokat használ, akkor alacsonyabb tonnázis is elegendő lehet, de tompa szerszámokra számolva biztonságosabb felső határ adódik.
• Terhelés kiegyensúlyozása: Nagy sajgóknál vagy progresszív sablonoknál ügyeljen arra, hogy a terhelés egyenletesen oszoljon el a sajgóágyon, hogy megakadályozza a dőlést és a sajgó illetve a sablon korai kopását.

Gyakran Ismételt Kérdések

1. Hogyan számítjuk ki a tonnázist kihúzásnál?

A leggyakoribb módszer a sajtolásnál (különösen döcögésnél és kivágásnál) használt tonnázs kiszámítására az alábbi képlet alkalmazása: Tonnázs = A vágás kerülete (hüvelykben) × Anyagvastagság (hüvelykben) × Az anyag nyírószilárdsága (tonna négyzethüvelykenként). A nyírószilárdság értéke kritikus fontosságú, és jelentősen változhat az alkalmazott fém típusától függően.

2. Hogyan számítjuk ki a szükséges tonnázst?

A teljes tonnázs-igény kiszámításához először azonosítani kell az összes munkafolyamatot, amely egyetlen sajtoló ütés során történik. Egyszerű kivágási művelet esetén alkalmazzuk a szabványos képletet (Kerület × Vastagság × Nyírószilárdság). Progresszív sablon esetén, több állomással, ki kell számítani az egyes munkavégző állomások tonnázsát (pl. döcögés, alakítás, hajlítás), amelyek egyszerre végeznek munkát, majd ezeket az értékeket összeadva kapjuk meg a szükséges össztonnázst.

3. Hogyan történik az űrsajtó tonnázsának kiszámítása?

A merőleges sajtológép tonnában mért teljesítményének kiszámítása alapvetően különbözik a kivágástól. A kerületi nyíróhatás helyett a kovácsolás anyagmennyiség összenyomását jelenti. A képlet bonyolultabb, és általában a kovácsolt darab vetített felületére, az anyag áramlási feszültségére a kovácsolási hőmérsékleten, valamint egy alakzati bonyolultsági tényezőre támaszkodik. Nem cserélhető fel a kivágási tonnás számításokkal.