Câu hỏi: Tôi đang gặp khó khăn trong việc hiểu bán kính uốn cong (như tôi đã chỉ ra) trong bản in liên quan như thế nào đến việc lựa chọn dụng cụ. Ví dụ, hiện tại chúng tôi đang gặp sự cố với một số chi tiết được làm từ thép A36 0,5 inch. Chúng tôi sử dụng mũi đột có đường kính 0,5 inch cho các chi tiết này. bán kính và khuôn 4 inch. Bây giờ, nếu tôi sử dụng quy tắc 20% và nhân với 4 inch. Khi tôi tăng độ mở khuôn thêm 15% (đối với thép), tôi sẽ được 0,6 inch. Nhưng làm thế nào người vận hành biết sử dụng mũi đột có bán kính 0,5 inch khi in ấn yêu cầu bán kính uốn cong 0,6 inch?
A: Anh đã đề cập đến một trong những thách thức lớn nhất mà ngành công nghiệp kim loại tấm đang phải đối mặt. Đây là một quan niệm sai lầm mà cả kỹ sư và xưởng sản xuất đều phải đối mặt. Để khắc phục điều này, chúng ta sẽ bắt đầu từ nguyên nhân gốc rễ, hai phương pháp tạo hình, và chưa hiểu rõ sự khác biệt giữa chúng.
Từ khi máy uốn ra đời vào những năm 1920 cho đến nay, người vận hành đã đúc các chi tiết bằng phương pháp uốn đáy hoặc mài đáy. Mặc dù uốn đáy đã lỗi thời trong 20 đến 30 năm qua, nhưng các phương pháp uốn vẫn hiện diện trong suy nghĩ của chúng ta khi uốn tấm kim loại.
Dụng cụ mài chính xác đã xuất hiện trên thị trường vào cuối những năm 1970 và đã thay đổi hoàn toàn mô hình. Vậy hãy cùng xem xét sự khác biệt giữa dụng cụ mài chính xác và dụng cụ bào, quá trình chuyển đổi sang dụng cụ mài chính xác đã thay đổi ngành công nghiệp như thế nào, và tất cả những điều này liên quan đến câu hỏi của bạn ra sao.
Vào những năm 1920, quá trình đúc đã thay đổi từ nếp gấp phanh đĩa sang khuôn hình chữ V với các đầu đục phù hợp. Một đầu đục 90 độ sẽ được sử dụng với khuôn 90 độ. Sự chuyển đổi từ gấp sang tạo hình là một bước tiến lớn đối với kim loại tấm. Quá trình này nhanh hơn, một phần là do phanh tấm mới được phát triển được kích hoạt bằng điện - không còn phải uốn thủ công từng lần uốn nữa. Ngoài ra, phanh tấm có thể được uốn từ bên dưới, giúp cải thiện độ chính xác. Ngoài các thước đo lùi, độ chính xác tăng lên có thể là do đầu đục ép bán kính của nó vào bán kính uốn bên trong của vật liệu. Điều này đạt được bằng cách áp đầu dụng cụ vào vật liệu có độ dày nhỏ hơn độ dày vật liệu. Chúng ta đều biết rằng nếu có thể đạt được bán kính uốn bên trong không đổi, chúng ta có thể tính toán các giá trị chính xác cho phép trừ uốn, dung sai uốn, giảm bên ngoài và hệ số K bất kể chúng ta đang thực hiện loại uốn nào.
Các bộ phận thường có bán kính uốn cong bên trong rất sắc nét. Các nhà chế tạo, nhà thiết kế và thợ thủ công biết rằng bộ phận đó sẽ đứng vững vì mọi thứ dường như đã được xây dựng lại - và thực tế là như vậy, ít nhất là so với ngày nay.
Mọi thứ vẫn ổn cho đến khi một thứ gì đó tốt hơn xuất hiện. Bước tiến tiếp theo đến vào cuối những năm 1970 với sự ra đời của các công cụ mài chính xác, bộ điều khiển số máy tính và hệ thống điều khiển thủy lực tiên tiến. Giờ đây, bạn hoàn toàn kiểm soát được máy ép thủy lực và các hệ thống của nó. Nhưng điểm then chốt là một công cụ mài chính xác có thể thay đổi tất cả. Mọi quy tắc sản xuất các chi tiết chất lượng đã thay đổi.
Lịch sử hình thành đầy những bước nhảy vọt. Chỉ trong một bước nhảy vọt, chúng ta đã đi từ bán kính uốn cong không đồng đều cho phanh đĩa đến bán kính uốn cong đồng đều được tạo ra thông qua dập, sơn lót và dập nổi. (Lưu ý: Kết xuất không giống với đúc; bạn có thể tìm kiếm trong kho lưu trữ chuyên mục để biết thêm thông tin. Tuy nhiên, trong chuyên mục này, tôi sử dụng từ "uốn cong đáy" để ám chỉ các phương pháp kết xuất và đúc.)
Những phương pháp này đòi hỏi khối lượng lớn để tạo hình các chi tiết. Tất nhiên, xét trên nhiều phương diện, đây là tin không vui cho máy ép thủy lực, dụng cụ hoặc chi tiết. Tuy nhiên, chúng vẫn là phương pháp uốn kim loại phổ biến nhất trong gần 60 năm cho đến khi ngành công nghiệp này chuyển sang phương pháp tạo hình bằng khí nén.
Vậy, hình thành không khí (hay uốn không khí) là gì? Nó hoạt động như thế nào so với uốn cong đáy? Cú nhảy này một lần nữa thay đổi cách tạo bán kính. Giờ đây, thay vì dập bán kính bên trong của chỗ uốn, không khí tạo thành một bán kính bên trong "nổi" theo tỷ lệ phần trăm của lỗ khuôn hoặc khoảng cách giữa các cánh tay khuôn (xem Hình 1).
Hình 1. Trong uốn khí, bán kính bên trong của chỗ uốn được xác định bởi chiều rộng của khuôn, chứ không phải đầu chày. Bán kính này "lơ lửng" trong chiều rộng của khuôn. Ngoài ra, độ sâu xuyên thấu (chứ không phải góc của khuôn) quyết định góc uốn của phôi.
Vật liệu tham chiếu của chúng tôi là thép cacbon hợp kim thấp với độ bền kéo 60.000 psi và bán kính tạo khí khoảng 16% lỗ khuôn. Tỷ lệ phần trăm này thay đổi tùy thuộc vào loại vật liệu, độ chảy, điều kiện và các đặc điểm khác. Do sự khác biệt trong bản thân tấm kim loại, tỷ lệ phần trăm dự đoán sẽ không bao giờ hoàn hảo. Tuy nhiên, chúng khá chính xác.
Không khí nhôm mềm tạo thành bán kính từ 13% đến 15% của lỗ khuôn. Vật liệu cán nóng, ngâm và tẩm dầu có bán kính hình thành không khí từ 14% đến 16% của lỗ khuôn. Thép cán nguội (độ bền kéo cơ bản của chúng tôi là 60.000 psi) được tạo thành bằng không khí trong bán kính từ 15% đến 17% của lỗ khuôn. Bán kính tạo hình bằng không khí bằng thép không gỉ 304 là 20% đến 22% lỗ khuôn. Một lần nữa, các tỷ lệ phần trăm này có phạm vi giá trị do sự khác biệt về vật liệu. Để xác định tỷ lệ phần trăm của vật liệu khác, bạn có thể so sánh độ bền kéo của nó với độ bền kéo 60 KSI của vật liệu tham chiếu của chúng tôi. Ví dụ: nếu vật liệu của bạn có độ bền kéo là 120 KSI, thì tỷ lệ phần trăm phải nằm trong khoảng từ 31% đến 33%.
Giả sử thép carbon của chúng ta có độ bền kéo là 60.000 psi, độ dày 0,062 inch và bán kính uốn cong bên trong là 0,062 inch. Uốn nó qua lỗ chữ V của khuôn 0,472 và công thức kết quả sẽ như sau:
Vì vậy, bán kính uốn cong bên trong của bạn sẽ là 0,075″ mà bạn có thể sử dụng để tính toán độ uốn cong, hệ số K, kéo vào và trừ độ uốn cong với độ chính xác nhất định, tức là nếu người vận hành máy ép thủy lực của bạn đang sử dụng đúng công cụ và thiết kế các bộ phận xung quanh các công cụ mà người vận hành sử dụng.
Trong ví dụ, người vận hành sử dụng 0,472 inch. Độ mở tem. Người vận hành bước vào văn phòng và nói, "Houston, chúng tôi có vấn đề. Đó là 0,075." Bán kính va đập? Có vẻ như chúng ta thực sự có vấn đề; chúng ta phải đi đâu để có được một trong số chúng? Giá trị gần nhất chúng ta có thể lấy được là 0,078. "hoặc 0,062 inch. 0,078 inch. Bán kính đục quá lớn, 0,062 inch. Bán kính đục quá nhỏ."
Nhưng đây là lựa chọn sai lầm. Tại sao? Bán kính đột không tạo ra bán kính uốn cong bên trong. Hãy nhớ rằng, chúng ta không nói về độ uốn cong đáy, đúng vậy, đầu của búa đập mới là yếu tố quyết định. Chúng ta đang nói về sự hình thành của không khí. Chiều rộng của ma trận tạo ra bán kính; đầu đột chỉ là một bộ phận đẩy. Cũng lưu ý rằng góc khuôn không ảnh hưởng đến bán kính uốn cong bên trong. Bạn có thể sử dụng ma trận nhọn, hình chữ V hoặc rãnh; nếu cả ba đều có cùng chiều rộng khuôn, bạn sẽ có cùng bán kính uốn cong bên trong.
Bán kính đột ảnh hưởng đến kết quả, nhưng không phải là yếu tố quyết định bán kính uốn. Bây giờ, nếu bạn tạo bán kính đột lớn hơn bán kính động, chi tiết sẽ có bán kính lớn hơn. Điều này làm thay đổi dung sai uốn, độ co, hệ số K và phép trừ độ uốn. Vậy thì đó không phải là lựa chọn tốt nhất, phải không? Bạn hiểu mà - đây không phải là lựa chọn tốt nhất.
Nếu chúng ta sử dụng bán kính lỗ 0,062 inch thì sao? Cú đấm này sẽ tốt. Tại sao? Bởi vì, ít nhất là khi sử dụng các công cụ làm sẵn, nó càng gần với bán kính uốn cong bên trong "nổi" tự nhiên càng tốt. Việc sử dụng mũi đột này trong ứng dụng này sẽ mang lại khả năng uốn cong đồng đều và ổn định.
Lý tưởng nhất là bạn nên chọn bán kính đột dập gần bằng nhưng không vượt quá bán kính của chi tiết nổi. Bán kính đột dập càng nhỏ so với bán kính uốn của chi tiết nổi thì độ uốn càng không ổn định và dễ dự đoán, đặc biệt nếu bạn uốn nhiều. Đột dập quá hẹp sẽ làm nhăn vật liệu và tạo ra các đường cong sắc nét, kém đồng đều và khó lặp lại.
Nhiều người hỏi tôi tại sao độ dày của vật liệu chỉ quan trọng khi chọn lỗ khuôn. Tỷ lệ phần trăm được sử dụng để dự đoán bán kính tạo khí giả định rằng khuôn được sử dụng có lỗ khuôn phù hợp với độ dày của vật liệu. Nghĩa là, lỗ khuôn sẽ không lớn hơn hoặc nhỏ hơn mong muốn.
Mặc dù bạn có thể giảm hoặc tăng kích thước khuôn, bán kính khuôn có xu hướng biến dạng, làm thay đổi nhiều giá trị hàm uốn. Bạn cũng có thể thấy hiệu ứng tương tự nếu sử dụng sai bán kính va đập. Do đó, một điểm khởi đầu tốt là chọn kích thước khuôn gấp tám lần độ dày vật liệu.
Tốt nhất, các kỹ sư nên đến xưởng và trao đổi với người vận hành máy ép thủy lực. Hãy đảm bảo mọi người đều nắm rõ sự khác biệt giữa các phương pháp đúc. Tìm hiểu phương pháp và vật liệu họ sử dụng. Lấy danh sách tất cả các loại chày và khuôn họ có, sau đó thiết kế chi tiết dựa trên thông tin đó. Sau đó, trong tài liệu hướng dẫn, hãy ghi lại các loại chày và khuôn cần thiết cho việc gia công chính xác chi tiết. Tất nhiên, có thể có những trường hợp bất khả kháng khi bạn phải điều chỉnh dụng cụ, nhưng đây chỉ là ngoại lệ chứ không phải là quy luật.
Các bạn vận hành, tôi biết các bạn đều rất tự phụ, bản thân tôi cũng từng là một trong số đó! Nhưng đã qua rồi cái thời bạn có thể tự chọn bộ công cụ yêu thích của mình. Tuy nhiên, việc được chỉ định sử dụng công cụ nào để thiết kế chi tiết không phản ánh trình độ kỹ năng của bạn. Đó chỉ là sự thật hiển nhiên. Giờ đây, chúng ta được tạo ra từ hư không và không còn lười biếng nữa. Các quy tắc đã thay đổi.
FABRICATOR là tạp chí hàng đầu về gia công kim loại và định hình kim loại tại Bắc Mỹ. Tạp chí này xuất bản tin tức, bài viết kỹ thuật và lịch sử tình huống giúp các nhà sản xuất thực hiện công việc hiệu quả hơn. FABRICATOR đã phục vụ ngành công nghiệp này từ năm 1970.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The FABRICATOR, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào Tubing Magazine, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị trong ngành.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The Fabricator en Español, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.
Myron Elkins tham gia podcast The Maker để chia sẻ về hành trình của anh từ một thị trấn nhỏ trở thành thợ hàn nhà máy…
Thời gian đăng: 04-09-2023