Pemulasan busbar: geometri, had dan alat

Satu pulasan memutarkan bar pada paksi memanjangnya sendiri tanpa mengubah arah perjalanannya. Ia operasi yang anda gunakan apabila larian sudah menuju arah yang betul tetapi muka lebarnya berada pada satah yang salah: penaik menegak yang membekalkan pemutus litar yang lugnya terletak mendatar, satu tindanan fasa yang perlu mengembang kepada orientasi terminal yang berbeza, satu turunan ke dalam peranti yang dipasang 90° terhadap ruang busbar.

Kebanyakan kilang mengendalikannya berdasarkan petua kasar, dan petua kasar yang beredar berbeza antara satu sama lain sebanyak faktor tiga. Ia berbeza atas satu sebab, dan sebab itu boleh dikira.

Panjang pulasan sebagai fungsi lebar

Panduan yang diterbitkan tentang panjang bar yang perlu diperuntukkan bagi pulasan 90° merentangi julat yang luas. Amalan pemasangan suis gear meletakkan panjang pulasan pada minimum dua kali lebar bar. Pembina mesin lazimnya menetapkan 2.5 kali lebar sebagai had bawah, dengan satu contoh yang diterbitkan memberikan panjang pulasan 50 mm bagi bar selebar 20 mm. Panduan fabrikasi lain menyebut 2.5 hingga 5 kali lebar. Amalan ragum bangku secara manual, di hujung bawah, menyebut 1.5 hingga 2 kali lebar, tetapi mengenakan had 6 mm ketebalan dan 60 mm lebar pada angka itu.

Angka-angka itu menjadi selaras sebaik sahaja anda melihat terikannya. Sudut keratan terletak lebih kurang setengah lebar bar dari paksi pulasan. Memutarkannya melalui sudut θ sepanjang jarak L mengenakan terikan ricih permukaan sebanyak:

γ = (w/2) · θ / L

yang bagi pulasan 90° menjadi γ = π·w / (4L). Menukarkannya kepada terikan sepaksi setara untuk dibandingkan dengan data pemanjangan, ε ≈ γ/√3:

Formula ini mengabaikan ketebalan, dan itu wajar bagi nisbah busbar: pada bar 100 × 10 mm, jejari sudut sebenar ialah 50.25 mm berbanding 50 mm yang diandaikan oleh formula.

Barulah panduan itu masuk akal. Pada 2.5 × lebar, sudutnya menerima sekitar 18% terikan setara, yang diserap tanpa kesukaran oleh tembaga lembut dan separuh keras. Pada 1.5 × lebar ia menerima 30%, yang hanya boleh bertahan pada bar lembut yang nipis dan sempit — tepat julat yang dilekatkan sendiri oleh petua ragum bangku itu. Pada 5 × lebar sudutnya menerima 9%, yang selesa walaupun pada temper keras.

Satu peraturan kerja: 2.5 × lebar untuk R220 dan R240, 4 × lebar untuk R290, dan jangan sekali-kali di bawah 2 × lebar apa pun tempernya. Sahkan pada artikel pertama, kerana angka pemanjangan EN 13601 ialah nilai minimum dan bahan yang dihantar biasanya mengatasinya.

Perhatikan arahnya, kerana ia bertentangan dengan bending: semakin panjang pulasan, semakin lembut terikannya. Panjang pulasan ialah peruntukan reka bentuk dan bukan tetapan mesin, jadi jika laluan tiada panjang lurus untuk dilepaskan, pulasan itu langsung tidak tersedia.

Tork, dan sebab memulas mengatasi bending tepi

Tork plastik yang diperlukan untuk memulas keratan segi empat tepat lebih kurang τy·(w·t²/2 − t³/6), yang didominasi oleh t² dan bertambah secara linear sahaja dengan lebar. Momen plastik yang diperlukan untuk bending keratan yang sama secara tepi ialah σy·t·w²/4, yang bertambah mengikut kuasa dua lebar.

Mengambil tembaga separuh keras pada kekuatan bukti 180 N/mm²:

Nisbahnya hampir kepada 0.87·w/t merentas keseluruhan julat. Setiap milimeter lebar tambahan menjadikan bending tepi lebih sukar secara tidak berkadar, sementara menjadikan pulasan lebih sukar secara berkadar sahaja, dan keratan lebar yang nipis — tempat bending tepi paling teruk — adalah tepat di mana kelebihannya paling besar.

Itulah hujah kuantitatif bagi alternatif pulas-dan-bending-rata yang dibincangkan dalam bending busbar tepi berbanding rata. Pulas bar 90°, kemudian lakukan perubahan arah sebagai bending rata biasa yang terikannya dikawal oleh ketebalan dan bukan lebar. Dua operasi mudah menggantikan satu operasi sukar.

Herotan, penipisan tepi dan apa yang berlaku kepada keratan

Aci bulat di bawah kilasan mengekalkan keratan rentasnya kekal satah. Aci segi empat tepat tidak. Di bawah kilasan Saint-Venant, titik pada keratan segi empat tepat teranjak secara sepaksi dalam corak pelana, dengan anjakan terbesar pada sudut. Itulah herotan, dan ia tidak dapat dielakkan pada keratan bukan bulat.

Dua akibat praktikal menyusul.

Zon yang dipulas tidak sama dari segi dimensi dengan bar induknya. Keratannya melendut sedikit, sudutnya mendahului atau ketinggalan berbanding muka tengah, dan ketebalan yang diukur di tepi kawasan yang dipulas keluar sedikit di bawah nominal. Pada nisbah busbar yang lazim pengurangan itu kecil, dalam lingkungan beberapa peratus, tetapi ia satu kenaikan rintangan setempat dan dengan itu bakal titik panas. Semaknya terhadap margin kenaikan suhu anda; kalkulator keupayaan arus busbar memberikan ruang lega yang ada pada larian itu sebelum pengurangan tersebut menjadi penting.

Herotan juga ditahan pada pengapit, kerana muka pengapit memegang keratan itu rata sementara bahan di antaranya mahu terherot. Herotan yang ditahan menjana tegasan sepaksi yang tertumpu pada tepi pengapit, dan itulah sebabnya keretakan dalam pemulasan hampir selalu bermula pada garis pengapit dan bukan di tengah pulasan. Jika pulasan anda retak pada pengapit, jawapannya ialah panjang bebas yang lebih panjang atau sisipan pengapit yang lebih lembut, bukan tork yang lebih besar.

Zon yang dipulas juga mengalami pengerasan kerja. Jangan letakkan bending di dalam pulasan atau betul-betul bersebelahan dengannya. Bahan di situ sudah menghabiskan sebahagian besar kemuluran yang ada padanya dan ia akan retak pada jejari yang masih boleh diterima oleh bar induk. Tinggalkan bar lurus yang bersih antara kedua-dua operasi.

Springback kilasan

Pulasan mengalami springback, dan springback-nya jauh lebih besar berbanding bending.

Pemulihan elastik ketika beban dilepaskan ialah Δθ = T·L/(G·J), dengan T ialah tork yang dikenakan, L panjang pulasan, G modulus ricih dan J pemalar kilasan keratan itu. Modulus ricih tembaga terbit daripada modulus elastiknya pada lebih kurang 46 kN/mm². Mengira bagi bar separuh keras 100 × 10 mm yang dipulas 90° sepanjang panjang bebas 250 mm memberikan pemulihan elastik kira-kira 5°. Bar yang sama dipulas sepanjang 400 mm pulih kira-kira 8°. Bar 160 × 10 mm sepanjang 400 mm pulih kira-kira 7.6°.

Ini anggaran tertib pertama daripada pelepasan beban elastik pada keratan yang plastik sepenuhnya. Sahkannya pada artikel pertama dan bukan memprogramkannya terus daripada halaman ini. Yang ditetapkannya dengan pasti ialah skalanya: pemulihan kilasan mencecah beberapa darjah, satu tertib magnitud lebih besar daripada springback pada bending rata bar yang sama.

Perhatikan juga bahawa pemulihan bertambah dengan panjang pulasan sedangkan terikan berkurang dengannya. Memanjangkan pulasan untuk melindungi sudutnya menjadikan pampasan sudut lebih besar. Tiada panjang yang mengoptimumkan kedua-duanya, jadi pilih panjang itu daripada keperluan terikan dan biarkan jadual pampasan menguruskan sudutnya. Disiplin jadual ofset yang sama seperti yang diterangkan untuk pampasan springback terpakai di sini, dikunci pada bahan, temper, keratan dan panjang bebas, dengan entri pulasan diasingkan sepenuhnya daripada entri bending.

Pengapitan dan alat

Kepala pemulas ialah dua pengapit: satu tetap, satu berputar. Rentang bebas antaranya ialah panjang pulasan, yang bermakna panjang pulasan ditetapkan oleh kedudukan pengapit dan tidak boleh dilaraskan secara berterusan pada setiap mesin. Semak inkremennya sebelum anda mengikat sesuatu reka bentuk kepada peruntukan tertentu.

Muka pengapit tidak boleh meninggalkan kesan pada bar. Tembaga itu lembut, dan tekanan pengapitan yang diperlukan untuk menghalang gelinciran pada tork penuh adalah tinggi. Sisipan gangsa, aluminium atau polimer keras adalah lazim. Rahang keluli bermuka bergerigi akan melakukan embossing pada bar, dan kesan embossing itu menjadi tapak permulaan retak di bawah terikan kilasan.

Satu pengapit mesti bebas bergerak secara sepaksi. Bar memendek sedikit sepanjang paksinya semasa dipulas. Pegang kedua-dua hujung dengan tegar dan anda menindankan tegangan sepaksi ke atas ricih kilasan, yang menambah terus kepada terikan sudut dan menghasilkan keretakan tepi pada aras terikan yang sebenarnya masih boleh ditanggung oleh pulasan itu sendiri. Pengapit terapung, atau sedikit keanjalan sepaksi yang disengajakan, menghapuskan masalah itu.

Keratan itu juga mesti dipegang tegak segi empat pada kedua-dua pengapit. Gelinciran putaran memendekkan panjang bebas berkesan, yang menaikkan terikan melebihi apa yang anda kira, dan ia menjadikan sudut siapnya tersasar.

Julat pulasan yang diterbitkan pada jentera bending busbar lazimnya berada sekitar 5 hingga 10 mm ketebalan dan 15 hingga 100 mm lebar, jauh lebih ketat berbanding kadaran bending rata mesin yang sama. Pemulasan ialah keupayaan yang tersenarai pada kedua-dua EMAC-BB-H12 dan SMART-603CNC-S, berjalan pada kawalan yang sama dan program bahagian yang sama seperti operasi bending, jadi satu bahagian yang mempunyai pulasan dan dua bending ialah satu persediaan dan bukan tiga. Angka ±0.1° yang disebut bagi kepala EMAC-BB ialah spesifikasi ketepatan bending; kebolehulangan pulasan pada mana-mana mesin sangat bergantung pada cengkaman pengapit dan wajar dicirikan pada bahan anda sendiri dan bukan diandaikan daripada angka bending itu.

Di mana pulasan berada dalam pelan proses

Tebuk dan potong sebelum memulas, bukan selepasnya. Bar yang dipulas tidak akan duduk rata di atas meja penebuk dan tidak boleh ditentududukkan dengan boleh dipercayai terhadap tolok belakang.

Susun pulasan sebelum bending jika geometri mengizinkan, kerana keratan yang dipulas lebih sukar diapit tegak segi empat dalam acuan bentuk bending berbanding keratan lurus.

Jauhkan lubang sepenuhnya daripada zon pulasan. Lubang di kawasan ricih kilasan yang tinggi ialah tumpuan tegasan di tempat yang paling teruk, dan bahan di sekelilingnya akan koyak sebelum pulasan itu selesai.

Peruntukkan panjang pulasan berasaskan terikan pada peringkat lukisan. Menyelitkan pulasan ke dalam laluan yang telah didimensikan tanpanya ialah sebab lazim sesebuah kilang akhirnya mencubanya pada 1.5 kali lebar dan membuang bar itu. Pemulasan dan bending kedua-duanya operasi yang memakan panjang, dan panjang terbentang mesti menampung kedua-duanya. Penerangan proses penuh berada di bawah pemulasan.