Bara burma: geometri, sınırlar ve takımlama

Burma, baranın gittiği yönü değiştirmeden onu kendi uzunlamasına ekseni etrafında döndürür. Hat doğru yöne gidiyor ama geniş yüz yanlış düzlemdeyken kullandığınız operasyondur: pabuçları yatay duran bir şalteri besleyen dikey bir kolon barası, farklı terminal yönlerine açılması gereken bir faz dizisi, bara hücresine 90° konumda monte edilmiş bir cihaza yapılan iniş.

Atölyelerin çoğu bunu parmak hesabıyla yapar ve dolaşımdaki parmak hesapları birbiriyle üç kat fark eder. Bir nedenle uyuşmuyorlar ve o neden hesaplanabilir.

Genişliğin fonksiyonu olarak burma boyu

90°'lik bir burma için ayrılacak bara boyuna dair yayımlanmış rehberlik geniş bir bandı kapsar. Şalt montaj uygulaması burma boyunu bara genişliğinin en az iki katı olarak verir. Makine üreticileri genellikle taban olarak genişliğin 2,5 katını belirtir; yayımlanmış bir örnek 20 mm genişliğindeki bir bara için 50 mm burma boyu veriyor. Diğer imalat rehberlikleri genişliğin 2,5 ile 5 katı arasını veriyor. Alt uçtaki elle mengenede burma uygulaması genişliğin 1,5–2 katını veriyor, ama bu değere 6 mm kalınlık ve 60 mm genişlik sınırı iliştiriyor.

Şekil değiştirmeye baktığınızda bu sayılar uzlaşır. Kesitin köşesi, burma ekseninden kabaca yarım bara genişliği uzaklıktadır. Onu L boyu üzerinde θ açısı kadar döndürmek şu yüzey kayma şekil değiştirmesini dayatır:

γ = (w/2) · θ / L

90°'lik bir burma için bu γ = π·w / (4L) hâline gelir. Uzama verileriyle karşılaştırmak üzere eşdeğer tek eksenli şekil değiştirmeye çevirirsek, ε ≈ γ/√3:

Formül kalınlığı yok sayar; bara oranlarında bu meşrudur: 100 × 10 mm'lik bir barada gerçek köşe yarıçapı, formülün varsaydığı 50 mm'ye karşılık 50,25 mm'dir.

Şimdi rehberlik anlam kazanıyor. 2,5 × genişlikte köşe yaklaşık %18 eşdeğer şekil değiştirme görür; yumuşak ve yarı sert bakır bunu zorlanmadan soğurur. 1,5 × genişlikte %30 görür; bu yalnızca ince, dar, yumuşak barada atlatılabilir — mengene kuralının kendine iliştirdiği zarfın tam olarak bu olmasının nedeni budur. 5 × genişlikte köşe %9 görür; bu, sert temperde bile rahattır.

Kullanılabilir bir kural: R220 ve R240 için 2,5 × genişlik, R290 için 4 × genişlik ve temper ne olursa olsun asla 2 × genişliğin altına inmemek. İlk numunede doğrulayın; çünkü EN 13601 uzama değerleri asgari değerlerdir ve teslim edilen malzeme genellikle bunları aşar.

Yöne dikkat edin, çünkü bükmenin tersine işler: burma ne kadar uzunsa, şekil değiştirme o kadar yumuşaktır. Burma boyu bir makine ayarı değil bir tasarım payıdır; dolayısıyla rotada verilecek düz boy yoksa, burma hiç mümkün değildir.

Burulma momenti ve burmanın dikey bükmeyi neden yendiği

Dikdörtgen bir kesiti burmak için gereken plastik burulma momenti yaklaşık τy·(w·t²/2 − t³/6)'dır; buna t² hâkimdir ve genişlikle yalnızca doğrusal olarak büyür. Aynı kesiti dikey (yan) bükmek için gereken plastik moment ise σy·t·w²/4'tür ve genişliğin karesiyle büyür.

Yarı sert bakırı 180 N/mm² akma dayanımıyla alırsak:

Oran, aralığın tamamında 0,87·w/t'ye yakındır. Her ilave milimetre genişlik dikey bükmeyi orantısız biçimde zorlaştırırken burmayı yalnızca orantılı olarak zorlaştırır ve dikey bükmenin en kötü olduğu geniş, ince kesitler tam da avantajın en büyük olduğu yerlerdir.

Dikey ve yatay bara bükme yazısında tartışılan burma-ve-yassı-bükme alternatifinin nicel gerekçesi budur. Barayı 90° burun, sonra yön değişimini, şekil değiştirmeyi genişlik yerine kalınlığın belirlediği sıradan bir yatay büküm olarak yapın. İki kolay operasyon, bir zor operasyonun yerini alır.

Çarpılma, kenar incelmesi ve kesite ne olduğu

Burulma altındaki dairesel bir mil kesit düzlemini korur. Dikdörtgen bir kesit korumaz. Saint-Venant burulmasında dikdörtgen bir kesit üzerindeki noktalar eyer biçiminde eksenel olarak yer değiştirir; en büyük yer değiştirme köşelerdedir. Bu çarpılmadır ve dairesel olmayan bir kesitte kaçınılmazdır.

Bundan iki pratik sonuç çıkar.

Burulmuş bölge, ana barayla ölçüsel olarak birebir aynı değildir. Kesit hafifçe çanaklaşır, köşeler yüz ortasının önüne ya da arkasına geçer ve burulmuş bölgenin kenarlarında ölçülen kalınlık nominalin biraz altında çıkar. Normal bara oranlarında azalma küçüktür, yüzde birkaç mertebesindedir; ama bu yerel bir direnç artışıdır ve dolayısıyla aday bir sıcak noktadır. Bunu sıcaklık artışı payınıza karşı kontrol edin; bara akım taşıma kapasitesi hesaplayıcısı azalmanın önem kazanmasına kadar hattın elinde ne kadar pay olduğunu veriyor.

Çarpılma kıskaçlarda ayrıca engellenir, çünkü kıskaç yüzleri kesiti düz tutarken aradaki malzeme çarpılmak ister. Engellenmiş çarpılma, kıskaç kenarlarında yoğunlaşan eksenel gerilmeler üretir; burmada çatlamanın neredeyse her zaman burmanın ortasında değil kıskaç hattında başlamasının nedeni budur. Burmalarınız kıskaçta çatlıyorsa çözüm daha fazla moment değil, daha uzun bir serbest boy ya da daha yumuşak kıskaç lokmalarıdır.

Burulmuş bölge ayrıca pekleşmiştir. Bir bükümü bir burmanın içine ya da hemen bitişiğine koymayın. Oradaki malzeme mevcut sünekliğinin büyük bir kısmını zaten harcamıştır ve ana baranın tolere edeceği bir yarıçapta çatlar. İki operasyon arasında temiz düz bara bırakın.

Burulmada geri yaylanma

Burmalar geri yaylanır ve bükümlerden hatırı sayılır ölçüde daha fazla geri yaylanır.

Yük kalktığındaki elastik geri dönüş Δθ = T·L/(G·J)'dir; burada T uygulanan moment, L burma boyu, G kayma modülü ve J kesitin burulma sabitidir. Bakırın kayma modülü elastisite modülünden kabaca 46 kN/mm² olarak çıkar. 100 × 10 mm'lik yarı sert bir barayı 250 mm serbest boy üzerinde 90° burma hesabı yaklaşık 5°'lik bir elastik geri dönüş verir. Aynı bara 400 mm üzerinde burulduğunda yaklaşık 8° geri döner. 160 × 10 mm'lik bir bara 400 mm üzerinde yaklaşık 7,6° geri döner.

Bunlar, tam plastik bir kesitin elastik boşalmasından çıkarılmış birinci mertebe tahminlerdir. Sayfadan programlamak yerine ilk numunede doğrulayın. Güvenilir biçimde ortaya koydukları şey büyüklük mertebesidir: burulmada geri dönüş birkaç dereceye kadar çıkar; bu da aynı baranın yatay bükümündeki geri yaylanmadan bir büyüklük mertebesi fazladır.

Ayrıca geri dönüşün burma boyuyla birlikte artmasına, şekil değiştirmenin ise onunla birlikte azalmasına dikkat edin. Köşeleri korumak için bir burmayı uzatmak açısal telafiyi büyütür. İkisini birden optimize eden bir boy yoktur; dolayısıyla boyu şekil değiştirme gereksiniminden seçin ve açıyı telafi tablosuna bırakın. Geri yaylanma telafisi için anlatılan ofset tablosu disiplini burada da geçerlidir; malzeme, temper, kesit ve serbest boya göre indekslenir ve burma kayıtları büküm kayıtlarından tamamen ayrı tutulur.

Kıskaçlama ve takımlama

Bir burma kafası iki kıskaçtan oluşur: biri sabit, biri döner. Aralarındaki serbest açıklık burma boyudur; bu da burma boyunun kıskaç konumuyla belirlendiği ve her makinede sürekli ayarlanamadığı anlamına gelir. Bir tasarımı belirli bir paya bağlamadan önce kademe aralığını kontrol edin.

Kıskaç yüzleri barayı işaretlememelidir. Bakır yumuşaktır ve tam moment altında kaymayı önlemek için gereken kıskaçlama basıncı yüksektir. Bronz, alüminyum ya da sert polimer lokmalar olağandır. Tırtıllı yüzeyli çelik çeneler baraya ezme izi bırakır ve bu iz, burulma şekil değiştirmesi altında bir çatlak başlangıç noktası hâline gelir.

Kıskaçlardan biri eksenel yönde serbest hareket edebilmelidir. Bir bara burulurken ekseni boyunca hafifçe kısalır. İki ucu da rijit tutarsanız burulma kaymasının üzerine eksenel çekmeyi bindirmiş olursunuz; bu, köşe şekil değiştirmesine doğrudan eklenir ve burmanın tek başına atlatacağı şekil değiştirme düzeylerinde kenar çatlağı üretir. Yüzer bir kıskaç ya da küçük ve bilinçli bir eksenel esneklik sorunu ortadan kaldırır.

Kesitin ayrıca her iki kıskaçta da dik tutulması gerekir. Dönmeli kayma etkin serbest boyu kısaltır, bu da şekil değiştirmeyi hesapladığınızın üzerine çıkarır ve bitmiş açıyı kaçırır.

Bara bükme makinelerinde yayımlanan burma zarfları tipik olarak 5–10 mm kalınlık ve 15–100 mm genişlik civarındadır; aynı makinenin yatay bükme değerinden belirgin biçimde dardır. Burma hem EMAC-BB-H12 hem de SMART-603CNC-S üzerinde listelenmiş bir yetenektir ve bükme operasyonlarıyla aynı kontrolde, aynı parça programında çalışır; dolayısıyla hem burması hem iki bükümü olan bir parça üç değil tek bir bağlamadır. EMAC-BB kafaları için verilen ±0,1° değeri bir bükme hassasiyeti özelliğidir; herhangi bir makinede burma tekrarlanabilirliği büyük ölçüde kıskaç tutuşuna bağlıdır ve büküm değerinden varsayılmak yerine kendi malzemenizde karakterize edilmelidir.

Burmaların proses planındaki yeri

Burmadan önce delin ve kesin, sonra değil. Burulmuş bir bara delme tablasına düz oturmaz ve arka dayamaya karşı güvenilir biçimde konumlandırılamaz.

Geometri izin verdiğinde burmaları bükümlerden önce sıralayın, çünkü burulmuş bir kesiti bir büküm kalıbında dik kıskaçlamak düz olandan daha zordur.

Delikleri burma bölgesinin tamamen dışında tutun. Yüksek burulma kaymasının olduğu bir bölgedeki delik, olabilecek en kötü yerde bir gerilme yığılmasıdır ve çevresindeki malzeme burma tamamlanmadan yırtılır.

Şekil değiştirmeye dayalı burma boyunu çizim aşamasında ayırın. Burma düşünülmeden ölçülendirilmiş bir rotaya sonradan burma sığdırmak, bir atölyenin bunu genişliğin 1,5 katında denemeye kalkıp barayı hurdaya çıkarmasının olağan nedenidir. Burma ve bükme boy tüketen operasyonlardır ve açınım boyu ikisini birden taşımak zorundadır. Sürecin tam tanımı burma sayfasındadır.