プレスブレーキでのバンプ曲げとエアフォーミング板金

フェルトニヒ/E+/ゲッティイメージズ

今月は、バンプ曲げの複雑さを掘り下げ、エアフォーミングの基本に立ち返り、ダイの開口部、内側の曲げ半径、材料の厚さの関係を確認します。

どちらのトピックも、曲げがいかに微妙で複雑であるかを明らかにします。 バンプの曲げに関しては、ゲージ材料で機能することがプレートでは機能しない可能性があります。 また、エアフォーミングでの内側の曲げ半径を予測する場合、サプライヤーが異なれば材料が異なると、結果も大きく異なる可能性があります。

質問: 最近、あなたの著書「Bending Basics」を購入しました。 バンプ半径の曲げについて質問があります。これについては第 44 章で説明していますが、特にワークピースへのおおよその侵入深さを計算する式に関して質問があります。

厚さ 0.125 インチの材料を 26 インチの工具で 30 度の角度 (曲げの外側から測定) でバンプ成形する必要があります。 半径。 あなたの本に詳しく書かれている方程式を適用するのに苦労しています。内半径の円弧の長さ = 2πr × (曲げ角度の度/360)、r はバンプ形成の内半径に等しい。 数字を代入すると、16.613 インチになります。 弧の長さ。

曲げごとに 2 度だと仮定すると、30 度の外角を達成するには 15 個のバンプが必要です (30/2 = 15)。 これは、バンプ間の距離 (半径ピッチ) が 1.107 インチ (16.613/15 = 1.107) である必要があることを意味します。 これを 2 倍にして、理想的なダイ幅 2.214 インチを取得します。最後に、おおよその侵入深さを計算します: [(ダイ幅/2) + 材料の厚さ – 0.02。 数字を代入すると、侵入深さは 1.212 インチになります。この侵入深さは私には意味がありません。 私の何が間違っているのか教えていただけると幸いです。

回答: これがうまくいかない理由はいくつかあります。 まず、このプロセスは 16 ga の材料に最適に機能します。 そしてそれより薄い - 作業している材料の厚さには実際には当てはまりません。 これは、厚い材料ではバンプ半径の曲げが不可能であるという意味ではありません。 これらは機能しますが、必要な型開口部が大きいため、通常はあまりうまくいきません。

2 番目の最も重要な理由は、内側半径のサイズ (26 インチ) です。半径が大きいと、プレス ブレーキでバンプ フォームを形成するよりも回転するのに適しています。 なぜ？ すべての「バンプ」曲げラインでの曲げがわずか 2 度であっても、個々の曲げ間の距離 (半径ピッチ) が大きすぎるためです。 バンプ形成半径には、曲げ線の間の距離がどれほど近いかに関係なく、各曲げの間に一連の小さな平坦部が含まれます。 それにもかかわらず、曲げの外側の表面は滑らかに見え、滑らかに感じられるはずです。 曲げ線間の距離が大きいバンプを形成すると、滑らかな外観を実現するのが難しくなります。

この場合、曲げ線の間が 1.107 インチなので、外側の表面は滑らかではありません (図 1 を参照)。 代わりに、1.107 インチ離れた一連のフラットが作成されます。 半径 26 インチのバンピングでは、滑らかな外面を得るためにさらに多くの曲げが必要になります。 各曲げを 2 度ではなく 0.5 度バンプさせた場合、30 度のバンプ角度を生成するには、60 個の個々の曲げをバンプする必要があります。 ただし、各曲げ間の半径ピッチは、妥当な値である 0.223 インチに減少します。

ダイの幅については、通常、半径ピッチを 2 倍にすることになります。 半径ピッチを 2 倍にすると、最適な開口部よりわずかに小さいダイ開口部が得られます。 この小さなダイ開口部により、成形中の材料が両方の肩を横切るようになり、曲げ位置が安定します (図 2 を参照)。 先ほど引用した例では、ダイの開口部は 0.446 インチなので、0.472 インチのダイ開口部を使用する選択肢が与えられます。 または0.394インチ。 オープニング。

材料の厚さが 0.125 インチであることを考慮すると、最適なダイ開口部は 0.709 インチで、60,000 PSI の引張強度鋼の場合、1 インチあたり約 1.07 のトン数が必要になります。 ダイの開口部を 0.394 インチに下げると、トン数はほぼ 2 倍になり、1 インチあたり 1.959 トンに跳ね上がります。この増加したトン数が問題になるかどうかはわかりませんが、必要な部分に折り目をつけて材料をマークアップすることは間違いありません。滑らかな外面であること。

図 1. 半径ピッチ (曲げ線の間の距離) によって、バンプの曲げがどの程度途切れ途切れになるか、または滑らかになるかが決まります。

0.394 インチの 4 倍以上大きい。 死ね、あなたの2.214インチ。 ダイの開口部は、バンプ半径の曲げに必要なサイズよりもはるかに大きくなります。 おおよその侵入深さの数値が大きく外れているように見えるのもそれが理由です。

このプロセスがどのように機能するかを例で説明する前に、重要な点を 1 つ考慮してください。計算している値は、ゼロ点がダイの底にある場合の貫通値を表しています。

このタイプの操作に適した材料の厚さに対してこれらの計算がどのように機能するかを見てみましょう。 ここでは16画について計算してみます。 4インチの素材。 曲げ角度 90 度の内側の曲げ半径。

内半径の円弧の長さ = 2πr × (曲げ角度の度/360)

内半径での円弧の長さ = 2π4 × (90/360) = 6.238 インチ

曲げの度数/曲げごとの度数 = バンプの数

90/2 = 45 バンプ

半径ピッチ（バンプ間の距離）＝内側半径の円弧の長さ／バンプの数

半径ピッチ = 6.238/45 = 0.139

理想的なダイ幅 = 半径ピッチ × 2

図 2、ワークピースは、ゲージストップに対して部品を直角に保つために、ダイのショルダーを横切って直角に配置する必要があります。

理想的なダイ幅 = 0.139 × 2 = 0.278 インチ

おおよその侵入深さ = (ダイ幅/2) + 材料の厚さ – 0.02

約侵入深さ = 0.139 + 0.062 - 0.02 = 0.181 インチ

ご覧のとおり、計算は正しかったものの、バンピングしようとしている製品では機能しませんでした。 理論的には、各バンプで 2 度の曲げ角度を計算したデータを使用して 30 度のバンプ半径を作成できますが、それは滑らかではありません。 また、60 回の曲げを使用して、より小さいダイで 0.5 度の曲げ角度を適用した場合、アプリケーションには非常に時間がかかり、おそらく非現実的になります。 さらに、過度のトン数荷重により部品の表面が損傷する可能性があります。

質問: 型開きと内側半径の関係を知りたいです。 たとえば、0.472 インチの厚さの材料の上に 0.060 インチの厚さの材料を成形するとします。 90度まで死ぬ。 私の半径はどれくらいになるでしょうか？

回答: 空気成形による内側の曲げ半径を概算するために使用できる 20% ルールを探しています。 これは単なる経験則、出発点のタイトルであり、エラーに対処する準備をしておく必要があります。 私たちが遭遇するエラーのほとんどは素材に起因しています。 最新のプレス ブレーキの再現性はミクロン単位、100 万分の 1 メートル単位で測定されますが、材料にはあらゆる種類の許容範囲があります。 A36 16画を一枚取ります。 材料。 16 ga の厚さ許容範囲。 降伏強度は 0.053 インチから 0.067 インチの間で、変動は 0.014 インチです。降伏強度は 36,000 PSI から始まりますが、最大 43,000 PSI に達する可能性があり、その差は 13% です。 なぜ私がこんなことを言うのですか？ 20% ルールを見ると、計算した答えは決して完璧ではないことを認識する必要があるからです。

さて、ルール自体について説明します。 20% ルールは、さまざまな素材で空気形成半径がどのように作成されるかを説明します。 エアフォーミングでは、半径はダイ開口部のパーセンテージとして形成されます。

304 ステンレス鋼: ダイ開口部の 20% ～ 22%

60-KSI 引張強度冷間圧延鋼（ベースライン材料）：15% ～ 17%

5052 H32 アルミニウム: 10% ～ 12%

中央値のパーセンテージ (304 ステンレスの場合は 21%、60-KSI 冷間圧延鋼の場合は 16%、5052 H32 アルミニウムの場合は 11%) から開始して、そこから調整できます。 異なる材料を形成する場合はどうなるでしょうか? それは簡単です。 新しい材料の引張強度を、ベースラインである 60,000 PSI 引張強度の材料に使用されている割合 (16%) と比較してください。 たとえば、引張強度が 120,000 PSI の材料を成形しているとします。 この場合、パーセンテージは次のように決定します。

エアフォーミング半径のダイ開口率 = 0.16 × (材料引張強度 (PSI/60,000))

エアフォーミング半径のダイ開口率 = 0.16 × (120,000/60,000) = 0.32、または 32%

ここで、厚さに適した型開口部を使用していると仮定して、内側曲げ半径と型開口部の関係が確立されます。 (編集者注: これについて詳しくは、TheFabricator.com で「プレス ブレーキのダイの選択」を検索してください。) ダイの選択が可能な限り最適に近いと仮定すると、ダイの開口部に材料の中央値のパーセンテージを掛けます。 A36 の例では、それは 16% です。 これは、0.472 インチに適用する方法です。 ダイ開口部:

0.472 × 0.16 = 0.075 インチ内側の曲げ半径

数値が小さいか大きい場合は、計算のパーセント値を変更します。 特に材料の供給元が 1 社だけの場合は、パーセンテージの値がかなり正確であることがわかります。 複数の供給会社を使用する場合は、計算に中央値のパーセント値を使用することをお勧めします。 適切なパーセンテージを見つけて、それにダイ開口部を掛けたら、その値を使用して曲げ許容値と曲げ控除を計算します。

最後にもう 1 つ: 20% ルールはエアフォーミングにのみ適用されます。 底部曲げとコイニングでは、パンチノーズの半径を材料に打ち込むため、ダイの開口部は内側の曲げ半径に影響を与えません。