Kampavimo tonlažo skaičiavimas: būtina formulė

TRUMPAI

Skaičiavimas reikiamo įspaudimo tonųžos yra būtina, norint tinkamai parinkti presą ir užtikrinti sėkmingą gamybos procesą. Pagrindinė formulė yra: Tonųža = Pjovimo perimetras (coliai) × Medžiagos storis (coliai) × Medžiagos skersinės jėgos stipris (tonos/col²) šio skaičiavimo tikslumas priklauso nuo tikslaus skersinės jėgos stiprio naudojimo konkrečiai medžiagai, kadangi ši vertė žymiai skiriasi tarp metalų, tokių kaip minkštas plienas, aliuminis ir aukštos stiprybės plienai.

Pagrindinė formulė įspaudimui apskaičiuoti

Bet kurios įspaudimo operacijos pagrindas yra kritiškai svarbus skaičiavimas, nustatant jėgą, reikalingą iškirpti ar suformuoti detalę. Ši jėga, matuojama tonomis, nulemia reikiamo preso dydį ir galia. Per mažo galingumo presas gali pažeisti įrangą ir sukelti gamybos sutrikimus, tuo tarpu per didelio galingumo presas yra neefektyvus ir brangesnis. Labiausiai pripažinta blankingo ir gręžimo operacijų tonųžos apskaičiavimo formulė yra paprasta, bet veiksminga.

Pagrindinė formulė išreiškiama taip:

Force (Tons) = P × Th × SS

Kiekvienas šioje lygtyje esantis kintamasis atitinka operacijos svarbiąją dalį:

• P (Perimetras): Tai yra bendras pjūvio ilgis, matuojamas coliais. Paprastam apvaliam skyliui tai yra apskritimo ilgis (π × skersmuo). Kvadratui ar stačiakampiui – visų kraštinių suma.
• Th (Storumas): Tai kalibras arba storis plokštelės, kurią kalibravote, matuojamas coliais.
• SS (Kirpimo stipris): Tai yra medžiagos būdinga savybė, nusakanti jos atsparumą kirpimui, išreiškiamą tonomis kvadratiniame colyje. Tai svarbiausias kintamasis tikslumui užtikrinti.

Pavyzdžiui, norint apskaičiuoti tonąžą, reikalingą išmušti 2 colių skersmens skylę 0,10 colio storio minkštojo plieno lakšte, kurio kirpimo stipris sudaro apie 25 tonas/col², skaičiavimas būtų toks: Tonažas = (2 col. × 3,1416) × 0,10 col. × 25 tonos/col² = 15,7 tonos. Dažnai pridedamas saugos koeficientas 15–20 %, kad būtų atsižvelgta į veiksnius, tokius kaip įrankių dėvėjimasis.

Norėdami taikyti šią formulę savo projekte, atlikite šiuos veiksmus:

1. Nustatykite perimetrą (P): Apskaičiuokite visų vienu spaudo ėlimu apkarpytų kraštų bendrą ilgį.
2. Išmatuokite medžiagos storį (Th): Naudokite kalibratorių, kad tiksliai nustatytumėte medžiagos storį coliais.
3. Nustatykite medžiagos skersinės stiprumo ribą (SS): Raskite konkrečios medžiagos skersinės stiprumo ribą tonomis kvadratiniame colyje. Šią vertę dažnai galima rasti medžiagų duomenų lapuose ar inžinerijos vadovuose.
4. Apskaičiuokite tonazą: Sudauginkite tris reikšmes, kad gautumėte reikiamą jėgą tonomis.
5. Pridėkite saugos koeficientą: Padidinkite apskaičiuotą tonažą 15–20 %, kad užtikrintumėte pakankamą jūsų preso talpą.

Pagrindinių kintamųjų išsamus nagrinėjimas: medžiagos savybės ir detalės geometrija

Jūsų toniažo skaičiavimo tikslumas priklauso nuo naudojamų duomenų kokybės. Nors perimetras ir storis yra paprasti matavimai, medžiagos skersinė stipris yra sudėtingas kintamasis, turintis didžiulę įtaką rezultatui. Šios savybės neteisingas supratimas yra dažna klaidos priežastis, ypač dirbant su šiuolaikiniais lydiniais.

Skersinė stipris nėra visuotinis pastovus dydis; ji žymiai skiriasi priklausomai nuo medžiagos. Pavyzdžiui, minkštam aliuminiui nupjauti reikia daug mažesnės jėgos nei kietintam nerūdijančiam plienui. Pažangieji aukštos stiprybės plienai (AHSS), kurie automobilių pramonėje vis dažniau naudojami dėl jų stiprumo ir svorio santykio, gali būti kelis kartus atsparesni nupjovimui lyginant su tradiciniu mažangrūdžiu plienu. Kaip minėta AHSS Guidelines , įprasti piršto taisyklės skaičiavimai, kurie tiko mažai legiruotam plienui, gali žymiai nepakankamai numatyti tonų kiekį, reikalingą šiems pažengtiesiems medžiagoms, dėl ko kyla rimtų problemų.

Detalės geometrija yra vienodai svarbi. Tiksliai turi būti apskaičiuotas perimetras pagal formą, kuri pjauta. Paprastoms formoms, tokioms kaip apskritimai (perimetras = π × skersmuo) ar stačiakampiai (perimetras = 2 × ilgis + 2 × plotis), tai paprasta. Sudėtingoms, netaisyklingoms formoms perimetras yra visų atskirų tiesių ir išlenktų linijų segmentų, kurie pjautomi vienu metu, suma.

Kad būtų pateikta medžiagų savybių skirtumų iliustracija, pateikiama lentelė su apytikslėmis šarminės stiprumo vertėmis dažnai naudojamoms metalams:

Pastaba: Tai apytikslės vertės. Tiksliai informacijai visada kreipkitės į savo medžiagos tiekėjo techninius duomenis.

Norėdami užtikrinti skaičiavimų tikslumą:

• Patikrinkite medžiagos charakteristikas: Niekada neprisakykite kirpimo stiprumo. Visada nustatykite teisingą reikšmę konkrečiai jūsų medžiagos lydinio rūšiai ir sukietinimui.
• Tiksliai išmatuokite storį: Net mažos medžiagos storio variacijos gali žymiai paveikti galutinį tonажą, ypač naudojant aukšto stiprumo medžiagas.
• Atidžiai apskaičiuokite perimetrą: Sudėtingoms detalėms geometriją suskirstykite į mažesnes dalis, kad būtų tiksliai apskaičiuota bendra pjovimo ilgis.

Skaičiavimai skirtingoms presavimo operacijoms

Nors pagrindiniai jėgos skaičiavimo principai lieka tie patys, formulę reikia pritaikyti skirtingų tipų presavimo operacijoms. Pagrindinis skirtumas yra tai, kuri proceso dalis sunaudoja energiją ir kaip apkraunama medžiaga. Dažna klaidingų skaičiavimų priežastis – painiojimas tarp iškirpimo, išspaudimo ir trašnijimo reikalavimų.

Šluostymas ir pušimas: Abu šie procesai yra pjovimo operacijos. Grąžinimas pašalina medžiagą, kad būtų sukurta skylė, o iškirpimas iš didesnio lapo iškerpa detalės kontūrą. Abiem atvejams tiesiogiai taikoma standartinė formulė (Tonos = P × Th × SS). Svarbiausia – naudoti pjovimo elemento perimetrą ir medžiagos kirimo stiprumą. Pavyzdžiui, grąžinant, 'P' yra grąžto apskritimas; iškirpant, 'P' yra galutinės detalės perimetras.

Ištraukimas: Tai formavimo operacija, o ne pjovimo. Gilinimas ištempta plokščią metalo lakštą į trimatę formą, tokią kaip puodelis ar kevalas. Medžiaga patirią tempimo apkrovas, o ne kirimo. Todėl skaičiavimą reikia modifikuoti. Kaip paaiškino Gaminantis įmonė , gilinimo formulė kirimo stiprumą (SS) pakeičia medžiagos Galutinis tempiamasis stipris (UTS) . Be to, būtina apskaičiuoti laikiklio ar slėgio pagalvės reikalingą jėgą ir pridėti ją prie bendros jėgos.

Progresyvusis plokštės formavimas: Progresyviame įrenginyje kiekvieną kartą paspaudus atliekama keletas operacijų (pvz., gręžimas, lenkimas, formavimas) skirtingose stotyse. Norėdami apskaičiuoti bendrą tonąžą, turite apskaičiuoti jėgą, reikalingą kiekvienai vienu metu atliekamai operacijai, ir tada jas sudėti. Tai apima perforavimą, formavimą, lenkimą ir net jėgą, kuria veikia spyruokliniai išstūmėjai bei azoto slėgio plokštelės.

Žemiau pateikiamas pagrindinių veiksnių, kuriuos reikia atsižvelgti, lyginimas skirtingoms operacijoms:

Norėdami pasirinkti tinkamą skaičiavimą, naudokite šią kontrolinę sąrašą:

• [ ] Ar operacija daugiausia susijusi su medžiagos pjaustymu? Jei taip, naudokite kirpimo stiprumo formulę.
• [ ] Ar operacija susijusi su medžiagos tempimu ar formavimu į 3D formą? Jei taip, naudokite temptinio stiprumo formulę ir pridėkite padėklo slėgį.
• [ ] Ar vienu presavimo ėmimu atliekama kelios operacijos? Jei taip, apskaičiuokite tonų skaičių kiekvienai operacijai atskirai ir sudėkite rezultatus.

Išplėstiniai apsvarstymai ir veiksniai, turintys įtakos tonų skaičiui

Pagrindinė formulė suteikia patikimą įvertį, tačiau realioje gamybos aplinkoje keletas kitų veiksnių gali paveikti faktiškai reikalingą tonažą. Šių detalių nepaisymas gali sukelti netikslius prognozavimus ir apdorojimo problemas. Patyrę inžinieriai atsižvelgia į šiuos niuansus, kad patikslintų skaičiavimus ir užtikrintų proceso stabilumą.

Vienas svarbiausių veiksnių yra įrankių būklė. Standartinė formulė dažnai kompensuoja prastai aštrius įrankius naudodama visą medžiagos storį. Tačiau aštrūs įrankiai sukelia medžiagos lūžį tik įsiskverbę tik dalį jos storio (dažnai 20–50 %), todėl reikalinga jėga sumažėja. Priešingai, nusidėvėję arba neaštrūs įrankiai reikalaus žymiai didesnio toniažo. Kiti veiksniai apima tarpą tarp stempio ir formos, medžiagos kietumo vientisumą bei preso greitį.

Be to, yra esminis skirtumas tarp tonos (maksimalios jėgos) ir energijos. Presas gali turėti pakankamą tonų reitingą, tačiau nepakankamai energijos darbui užbaigti, ypač giliam formavimui, kai medžiaga įtraukiama aukštai preso eigos metu. Tai gali sukelti preso sustojimą jo eigos apačioje. Šiuolaikiniuose požiūriuose vis dažniau remiamasi baigtinių elementų analize (FEA) ir simuliacine programine įranga, kad būtų įveiktos rankinių skaičiavimų ribos. Kaip pažymėjo SpaudimoSimuliavimas , šios priemonės gali tiksliai modeliuoti sudėtingus veiksnius, tokius kaip medžiagos įsitempimas, atšokimas ir laikiklio slėgis per visą formavimo procesą. Sudėtingiems komponentams, ypač automobilių sektoriuje, pažangias CAE imitacijas naudoti jau nebe prabanga, o būtinybė. Vieni iš pirmaujančių tiekėjų, tokius kaip Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. naudoja šias technologijas, kad užtikrintų tikslumą ir efektyvumą gaminant automobilių spaudimo formas ir komponentus.

Patikimesnėms ir saugesnėms operacijoms atlikti apsvarstykite šiuos profesionalius patarimus:

• Taikykite saugos koeficientą: Visada pridėkite bent 15–20 % prie apskaičiuotos tonos, kad būtų kompensuotos medžiagos svyravimai ir įrankių nusidėvėjimas.
• Atsižvelkite į visas jėgas: Sudėtingose formose prisiminkite pridėti azoto spyruoklių, slėgio plokštelių ir varomųjų kulisų jėgas prie bendros sumos.
• Atsižvelkite į įrankių aštrumą: Jei palaikote labai aštrius įrankius, galbūt galite naudoti mažesnę toną, tačiau skaičiavimai, atlikti remiantis bluntais įrankiais, užtikrina saugesnį viršutinį ribinį dydį.
• Išlyginti apkrovą: Didelėse presuose arba progresyvinėse formose užtikrinkite, kad apkrova būtų tolygiai pasiskirsčiusi per visą preso lovą, kad būtų išvengta pasvirimo bei ankstyvo preso ir formos nusidėvėjimo.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kaip apskaičiuoti toną kalnuose?

Dažniausias būdas apskaičiuoti tonų skaičių štampavimui (ypač gręžimui ir iškirpimui) yra naudoti formulę: Tonnos = pjūvio perimetras (coliais) × medžiagos storis (coliais) × medžiagos kirpimo stipris (tonomis kvadratiniame colyje). Kirpimo stiprio reikšmė yra labai svarbi ir labai skiriasi priklausomai nuo naudojamos metalo rūšies.

2. Kaip apskaičiuojamas tonų poreikis?

Norėdami apskaičiuoti bendrą tonų poreikį, pirmiausia turite nustatyti visus darbus, atliekamus vienu presavimo ėgiu. Paprastam iškirpimui taikoma standartinė formulė (perimetras × storis × kirpimo stipris). Jei naudojamas progresyvusis štammas su keliais stovais, turite apskaičiuoti tonų skaičių kiekvienam stovui, kuris tuo pačiu metu atlieka darbą (pvz., gręžimą, formavimą, lenkimą), tada sudėti visas tas reikšmes, kad gautumėte bendrą reikiamą tonų skaičių.

3. Kaip apskaičiuojamas kalimo preso tonų skaičius?

Kuodu kalimo preso tonų skaičiavimas yra esminiai skiriasi nuo štampavimo. Vietoje perimetro pagrįsto kirpimo veiksmo, kalimas apima medžiagos tūrio spaudimą. Formulė yra sudėtingesnė ir paprastai susijusi su kalimo paviršiumi, medžiagos tekos stipriu kalimo temperatūroje bei formos sudėtingumo koeficientu. Ji nėra keičiama su štampavimo tonų skaičiavimais.