Wie kontrolliert man die Qualität des Blechbiegens?
Die Blechverarbeitung wird in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilelektronik, bei Eisenbahnlokomotiven und im Maschinenbau. Das Biegen von Blechen ist ein Schlüsselprozess bei der Herstellung der meisten Teile, und die Qualität des Biegens wirkt sich direkt auf die endgültige Form und Leistung des Produkts aus.
Die Genauigkeit beim Biegen von Blechen wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, beispielsweise von der Genauigkeit der Entfaltungsmaße der Teile, der Auswahl der Formen und der Angemessenheit der Biegefolge.
Daher müssen bei der Untersuchung der Genauigkeit beim Biegen von Blech diese Faktoren einzeln analysiert werden, um zu bestimmen, wie die Biegequalität kontrolliert und eine umfassende Verbesserung der Biegequalität erreicht werden kann.
Berechnung der Blechabwicklungsmaße
(1) Beim Biegen des Beschlags wird das Material gebogen, wobei die abgerundeten Bereiche der äußeren Schicht gedehnt und die innere Schicht komprimiert werden. Bei einer bestimmten Materialdicke ist das Verhältnis von Spannung und Kompression des Materials umso größer, je kleiner die innere Ecke der Biegung ist. Wenn die Zugspannung der äußeren Ecke der abgerundeten Schicht die Zugfestigkeit des Materials überschreitet, entstehen Risse oder Brüche.
Deshalb sollte bei der Konstruktion von Biegeteilen vermieden werden, dass der Biegeradius zu klein wird.
Der minimale Biegeradius des Biegeteils hängt von den mechanischen Eigenschaften des Materials, der Oberflächenqualität, dem Härtungsgrad, der Faserrichtung und weiteren Faktoren ab.
Es muss nur der minimale Biegeradius im Produktdesign verwendet werden. Im Allgemeinen ist die innere Ecke der Biegung gleich oder etwas kleiner als die Dicke des Blechs.
(2) Produkte zur Berechnung des Biegekoeffizienten gewährleisten genaue Biegemaße zur Bestimmung der Ausdehnungslänge des Blechs, die der primäre Faktor ist.
Wenn die äußere Schicht des Blechs durch die Zuglänge und die innere Schicht durch die Kompression der Kurzzeit gebogen wird, bleibt nur die Länge der neutralen Schicht unverändert. Theoretisch ist die Länge der neutralen Schicht gleich der Länge des Materials.
In der Praxis ist bei gleicher Blechdicke aufgrund der unterschiedlichen Härte des Materials bei der Biegezugverformung die Härte der kleineren, neutralen Schicht außen bedingt;
Die Härte des Materials ist eine kleine Zugverformung, die neutrale Schicht liegt innen. Daher muss bei der Berechnung der Entfaltungslänge des Materials der Koeffizient angepasst werden, um die Korrektur auszugleichen.
Außer dem Blechmaterial beeinflussen auch die Blechdicke, der Biegewinkel und die Form der Matrize den Biegekoeffizienten.
Aufgrund des Einflusses der oben genannten Faktoren ist die Berechnung des Biegekoeffizienten schwierig.
Derzeit werden hauptsächlich PRO/E und andere dreidimensionale Softwareprogramme verwendet, um den Biegefaktor des Blechs zu berechnen, der mit dem Biegefaktor übereinstimmt.
Nachfolgend wird die Verwendung der dreidimensionalen Software PRO/E zum Berechnen des Biegefaktors des Blechs detailliert beschrieben.
Die Parameter sind in Abbildung 1 dargestellt.
Neutralschichtfaktor K = δ/T, Y = K × (π/2), die Länge der Biegezone L = (πR + 2YT)θ/180, der empirische Koeffizient a = L-2T. K = ｛a-2T + 2 (R + T) tan [(180-θ) × π/360]}×180/[( 180-θ)πT] – R/T.
Wenn θ = 90°, K = (2R + a) × 180/(πTθ) – R/T. Die entfaltete Länge L = L1 + L2 + π(R + KT)(180-θ)/180-2(T + R) tan [(180-θ)π/ 360]. L1, L2 stehen für die Biegegröße der Armaturen, R für den Biegeradius der Armaturen des inneren Kreises und T für die Plattendicke.
Biegeteile Lochrandabstand
Vorgefertigte Löcher im Rohmaterial: Wenn sich das Loch in der Biegeverformungszone befindet, wird die Form des Lochs in der Biegezone eine Dehnungsverformung aufweisen, die sich auch auf die Größe der Beschläge nach dem Biegen auswirkt.
Um eine Lochverteilung in der Biegeverformungszone zu vermeiden, ist grundsätzlich darauf zu achten, dass der Abstand b (kürzester Abstand von Außenkante zu Lochrand nach dem Biegen) ≥ 3 x Blechdicke ist.
Bei elliptischen Löchern parallel zur Biegelinie sollte der Abstand zwischen den Lochrändern im Allgemeinen ≥ dem 4-fachen der Plattendicke betragen, um die Biegegenauigkeit zu gewährleisten und Verformungen vorzubeugen.
Angenommen, die Löcher müssen in der Verformungszone verteilt werden, um Präzision zu gewährleisten. In diesem Fall besteht die Bearbeitung kleiner Löcher im Allgemeinen darin, sie zunächst zu biegen und dann aufzureiben, um die Anforderungen zu erfüllen. Je nach Ort des Biegevorgangs kann aber auch ein Loch gestanzt oder eingekerbt werden, um die Verformungszone zu übertragen.
Biegelineal-Kantenhöhe
Beim 90°-Biegen erleichtert die Linealhöhe h ≥ 2t (t für die Blechdicke) die Verformung des Werkstückes.
Wenn die Konstruktion eine Biegung der geraden Seite mit einer Höhe von h < 2t erfordert, muss zuerst die Höhe der Biegeseite vergrößert und nach dem Biegen geformt und dann auf die erforderliche Größe bearbeitet werden. Alternativ kann in der Biegeverformungszone eine flache Nut bearbeitet und dann gebogen werden.
Auf der Biegeseite mit abgeschrägten Biegeteilen, also dem Biegeverformungsbereich in der Diagonalen, kommt es aufgrund der geringen Höhe der Geraden am Ende der Diagonalen zu einer Verformung des Werkstückes nach dem Biegen.
Daher muss die Mindesthöhe der Biegeseite h > 2t betragen. Andernfalls muss die Höhe der geraden Seite der Biegeteile erhöht oder die Struktur der Teile geändert werden.
Biegerichtung der Biegeteile
Bei der Bestimmung der Biegerichtung ist darauf zu achten, dass die Bruchzone des Stanzteils so liegt, dass sie sich an der Innenseite des Biegeteils befindet. So wird vermieden, dass sich unter der Einwirkung der Zugspannung durch die Rissausdehnung Mikrorisse in der Bruchzone bilden.
Wenn die strukturellen Einschränkungen der Teile eine positive und negative Biegung in beide Richtungen erfordern, sollten Sie versuchen, den Biegeradius zu erhöhen oder andere Prozessmaßnahmen anzuwenden.
Auch die Anisotropie des Blechmaterials hat einen gewissen Einfluss auf die Biegeverformung, insbesondere aufgrund seiner schlechten Plastizität. Im Falle der Genehmigung sollte die Biegelinie des Werkstücks senkrecht zur Richtung der Blechmaterialfasern verlaufen. Andernfalls kann es bei einer parallel zur Faserrichtung verlaufenden Biegelinie an der Außenseite des Teils leicht zu Rissen kommen.
Wenn in mehrere Richtungen gebogen werden muss, sollte die Biegelinie in einem bestimmten Winkel zur Faserrichtung ausgeführt werden.
Das Zurückfedern der gebogenen Teile
Bei gebogenen Teilen der Rückfederung handelt es sich um die plastische Verformung des Blechmaterials, die dazu führt, dass die gebogenen Teile beim Entformen ihre Form und Größe verändern.
Der Rückfederungsgrad wird üblicherweise nach dem Biegen des tatsächlichen Biegewinkels des Werkstücks und des Formbiegewinkels verwendet, um die Differenz zwischen der Größe des Rückfederungswinkels anzugeben.
Zu den Faktoren, die den Rückprall beeinflussen, gehören die mechanischen Eigenschaften des Materials, der relative Biegeradius, die Form des Werkstücks, der Formspalt und der Biegedruck.
Da mehr Faktoren den Rückprall beeinflussen, wird die theoretische Analyse der Berechnung komplexer. Im Allgemeinen gilt: Je größer das Verhältnis des Radius der Innenecke des Biegestücks zur Plattendicke, desto größer ist der Rückprall.
Das Problem des Rückpralls beim Biegen von Teilen wird derzeit hauptsächlich durch die Formenhersteller gelöst, die die Formen entwerfen und dabei bestimmte Maßnahmen zur Reduzierung des Rückpralls ergreifen. Beispielsweise können sie den Rückprallwinkel in der unteren Form beibehalten, einen V-Winkel von 88 ° oder 86 ° verwenden oder den Korrekturdruck durch Biegen erhöhen.
Auswahl der Oberform für Blechbiegewerkzeuge
(1) Die Wahl des Typs der oberen Form. Die Auswahl der Art der oberen Form wird durch die Form des Werkstücks bestimmt, da sich der Biegevorgang zwischen der Form und dem Werkstück nicht beeinträchtigen darf. Bei der U-förmigen Biegung sollte sich die Auswahl der geeigneten oberen Form beispielsweise nach den Größenverhältnissen der drei Seiten richten.
Wenn die Unterkantengröße größer oder gleich der der beiden anderen rechtwinkligen Kanten ist, kann im Allgemeinen der Rahmen mit der oberen Form ausgewählt werden; wenn die Unterkante kleiner als die beiden anderen Seiten ist, sollte die obere Form mit einem Schwanenhals ausgewählt werden.
Um das Biegen von Teilen und Störungen der Form zu verhindern, die zu einer Verformung der Teile oder zu Ausschuss führen können, können Sie mithilfe der Anzeige des Betts der AMADA-Biegemaschine das Biegen dieses Zubehörs simulieren und feststellen, ob die Form zum Biegen und Formen des Zubehörs geeignet ist.
(2) Der obere Formeckenradius R. Die Auswahl des äußeren Eckenradius des Werkstücks wird hauptsächlich durch die Breite der unteren Form-V-Nut bestimmt. Gleichzeitig hat auch der obere Formeckenradius R einen gewissen Einfluss.
Der obere Eckradius R der Matrize wird beim Biegen von Duraluminium und anderen Kunststoffteilen im Allgemeinen mit der gleichen Dicke oder etwas kleiner gewählt, um Brüchen oder Rissen vorzubeugen; gleichzeitig sind der obere und untere Eckradius der Matrize und die Größe der V-Nut bei der Gestaltung der Biegelinie an beiden Enden der Rissstopp-Nut größer.
(3) Die Wahl des Winkels der Spitze des oberen Gesenks kann zusätzlich zu dem 90°-Winkel des oberen Gesenks beim Falten von SUS-Edelstahl, Aluminium oder mitteldicken Platten mit großem Rückprall je nach Größe des Rückpralls des Materials erfolgen. Das obere Gesenk kann mit 86° oder 88° gewählt werden. Gleichzeitig sollte der gleiche Winkel des unteren Gesenks mit dem dazu passenden Winkel gewählt werden.
Auswahl des Untergesenks für Blechbiegeformen
(1) Die Auswahl der V-Nutbreite des unteren Werkzeugs Die Auswahl der V-Nutbreite basiert hauptsächlich auf der Dicke der Platte. Je größer die V-Nutbreite, desto geringer ist der erforderliche Biegedruck. Im Allgemeinen wird V = 6t angenommen, je dünner das Plattenmaterial ist, wobei V die V-Nutbreite des unteren Werkzeugs und t die Dicke der Platte ist. Gewöhnliche V-Nutbreite des unteren Werkzeugs und Plattendicke der ausgewählten Tabelle 1.
Tabelle 1 Standard-Unterform V-Nut Breite und Plattendicke der ausgewählten
Berücksichtigen Sie außerdem die Größe des zu biegenden Teils. Wenn die Größe klein ist und die V-Nut des unteren Gesenks groß ist, kann die Oberseite des Blechs nicht gleichzeitig mit der Kontaktkraft der V-Nut-Schulter gebogen werden. Es rutscht in die V-Nut und kann nicht geformt werden.
(2) Auswahl der unteren Formform untere Form
Die Unterform wird im Allgemeinen in eine Unterform mit einem Schlitz und eine Unterform mit zwei Schlitzen unterteilt. Während die Unterform mit einem Schlitz flexibel und praktisch ist, ist die Unterform mit zwei Schlitzen stabiler. Die anwendbare Unterform wird entsprechend der tatsächlichen Situation bestimmt.
Darüber hinaus weist die untere Form einige Sonderformen auf, wie beispielsweise die Segmentdifferenzform, die Crimp-Shoot-Flachform, den Faltbogen der elastischen Gummi-Unterform und so weiter.
(3) V-förmige Nut, Winkel des Untergesenks V-förmige Nuten werden je nach Winkel in rechtwinklige Untergesenke und spitzwinklige Untergesenke unterteilt. Bei spitzen Winkeln im Untergesenk beträgt der üblicherweise verwendete Winkel 30 ° und 45 °, bei rechtwinkligen Untergesenken beträgt der üblicherweise verwendete Winkel 88 ° und 90 °. Der Standardwinkel des Untergesenks beträgt 88 °. Die Auswahl richtet sich nach der Art des Materials und der Menge der Rückfederung.
Wenn die Zugfestigkeit und Rückprallmenge des Materials höher sind, wie etwa bei Edelstahl oder dünneren Platten, sollte ein Winkel von 88 ° unter der Form gewählt werden; bei normalem Weichstahl, Kupfer und anderen weicheren Materialien kann ein Winkel von 90 ° unter der Form gewählt werden.
Faktoren, die den Rebound beeinflussen, werden wie folgt analysiert.
(1) hängt von der Art des Materials ab. Die Größe des Rückprallbetrags im Vergleich für SUS> Al> SPCC liegt in derselben Form und Materialdicke unter denselben Bedingungen.
(2) Unter gleichen Form- und Materialbedingungen ist der Rückprall der dünnen Platte größer als der Rückprall der dicken Platte.
(3) Bei gleichem Material ist der Biegebogenradius R größer und der Rückprallbetrag groß.
(4) Je größer der Biegedruck ist, desto geringer ist der Rückprall.
Über das Offsetbiegen
Wenn möglich, sollte das Werkstück so weit wie möglich in der achsensymmetrischen Biegemaschine platziert werden, damit der Vorgang genauer ist als beim versetzten Biegen des Werkstücks und die nachteiligen Auswirkungen der Maschine aufgrund der Vorspannung vermieden werden können. Wenn Sie versetzt biegen müssen, wird empfohlen, dass die Biegetonnage nicht mehr als 30 % der Gesamttonnage beträgt.
Gemeinsame Probleme und Lösungen
(1) Die Biegeabmessungen entsprechen nicht den Zeichnungsanforderungen. Die Gründe für die Analyse und die zu lösenden Maßnahmen sind in Tabelle 2 aufgeführt.
(2) Der Biegewinkel ist zu groß oder zu klein. Dies gibt Anlass zur Analyse und zu Maßnahmen gemäß Tabelle 3.
(3) Tabelle 4 zeigt die uneinheitliche Analyse des Biegewinkels sowie Maßnahmen zur Behebung der Ursachen.
(4) Inkonsistenz der Biegegröße bei der Analyse der Ursachen und Maßnahmen zur Behebung dieser Inkonsistenzen siehe Tabelle 5.
(5) Störungen bei der Teilebearbeitung, beim Biegen und Umformen können nicht vollständig behoben werden. Die Ursachenanalyse und die entsprechenden Maßnahmen sind in Tabelle 6 aufgeführt.
(6) Die Gründe für Risse an den Ecken der Blechbiegungen werden analysiert und Lösungen werden in Tabelle 7 gezeigt.
Schlussfolgerung
In diesem Dokument werden hauptsächlich der Biegeprozess und die damit verbundenen Prozessparameter aus der Perspektive des Blechbiegeprozesses analysiert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Berechnung der Entfaltungsgröße und des Biegekompensationswerts beim Blechbiegeprozess, der sinnvollen Auswahl der Form, der Bestimmung der Größe der Biegekraft und den Antworten auf häufige Probleme beim Biegeprozess sowie einigen Referenzen.