Dikey ve yatay bara bükme

Yatay (yassı) ve dikey (yan) bükme, aynı operasyonun iki ayarı değildir. Farklı sınırlayıcı hata biçimleri, farklı takımları ve çoğu makinede farklı kapasite değerleri olan farklı şekillendirme problemleridir. Terminoloji bölgeye göre değişir: yatay bükmeye kolay yön, yassı büküm ya da düz büküm de denir; dikey bükmeye zor yön, kenar bükümü ya da yan büküm denir. Mekanik değişmez.

Yatay bir büküm barayı kalınlığı boyunca katlar, dolayısıyla küçük boyut belirleyicidir. Dikey bir büküm onu genişliği boyunca katlar, dolayısıyla büyük boyut belirleyicidir. Geri kalan her şey bu tek değiş tokuştan çıkar.

Her şeyi kesit modülü anlatıyor

Genişliği w, kalınlığı t olan dikdörtgen bir barada iki ana eksene göre elastik kesit modülü şöyledir:

• Yatay: Z = w·t² / 6
• Dikey: Z = t·w² / 6

Plastik modüller aynı oranı taşır — w·t²/4 ve t·w²/4 — ve şekillendirmeye başladığınızda önemli olan plastik değerdir. Her hâlükârda aralarındaki oran yalnızca w/t'dir.

Bu tek sayı, bükme momentindeki çarpandır. Birkaç somut durum:

Genişlik bağımlılığını dikkatle okuyun, çünkü insanları şaşırtan kısım orası. Yatay kesit modülü genişlikle doğrusaldır: genişliği iki katına çıkarın, kuvvet iki katına çıkar. Dikey kesit modülü genişliğin karesiyle gider: genişliği iki katına çıkarın, kuvvet dörde katlanır. 200 mm genişliğindeki bir barayı dikey bükmek, 100 mm'lik bir baradan iki kat zor değildir. Dört kat zordur.

Kalınlık tam tersi davranır. Yatay kuvvet t² ile gider, dikey kuvvet ise t ile yalnızca doğrusal olarak. Yani ince ve geniş bir bara, dikey bükme için her iki açıdan da olabilecek en kötü adaydır: yüksek kuvvet ister ve aşağıda anlatılan hata biçimine en az direnci gösterir. Belirli bir kesit için pres kuvveti değerleri istiyorsanız, bara bükme kuvveti hesaplayıcısı bunu geometriden çıkarıyor.

Sınırı kuvvetten önce kararlılık koyar

Makineler momentle sınırlıdır. İş parçaları kararlılıkla sınırlıdır ve dikey bükmede iş parçası sınırı önce gelir.

Dikey bir bükümün dışında lif, nötr eksenden yarım kalınlık değil yarım bara genişliği kadar uzakta durur. Dış lifteki mühendislik şekil değiştirmesi şudur:

ε = 1 / (2·(R/w) + 1)

Bara genişliğine eşit bir iç yarıçapta bu %33'tür. Genişliğin iki katında %20. Dört katında %11. Bunları EN 13601 temperlerindeki uzama değerleriyle karşılaştırın — R240 yarı sert asgari %8, R290 sert asgari %4 olarak belirtilmiştir — ve dikey bükme yarıçaplarının neden kalınlığın değil genişliğin katları olarak verildiği anlaşılır. Büküm şekil değiştirme toleransı çekme uzamasını gerçekten aşar; nedenleri bakır temperi ve minimum bükme yarıçapı yazısında ortaya konuyor. Ancak bu pay, R/w'yi yaklaşık 2'nin altına indirmeyi güvenli bir genel kural yapacak kadar büyük değildir.

Bükümün iç tarafında sorun farklıdır ve genellikle belirleyici olan odur. İç lif bir yay boyunca basıdadır ve o basıyı taşıyan malzeme yalnızca t kalınlığında ve w derinliğinde bir şerittir. Bu, kendi düzleminde yüklenmiş narin bir levhadır ve basıdaki narin levhalar düzlem dışına burkulur. Kritik gerilme narinliğin karesiyle düşer, dolayısıyla w/t yükseldikçe iç kenarı kırıştırmak giderek kolaylaşır. Gözle görülen sonuç dalgalı ya da tırtıklı bir iç kenardır; bazen kesitin tamamı dikliğini kaybederek yana devrilir.

Dikey kapasite değerlerinin yatay olanlardan bu kadar dar olmasının nedeni budur. SMART-603CNC-S üzerinde yatay bükme 260 × 20 mm, dikey bükme 125 × 15 mm olarak verilmiştir. Yalnızca genişlik değil, her iki boyut da düşer ve aynı örüntü bara bükme ekipmanlarında genel olarak görülür. Bu değer, takımın kesiti büküm boyunca artık dik tutamadığı noktayı işaret eder.

Pratik sınırlar

Şekil değiştirme hesabını olağan atölye uygulamasıyla birleştirmek bir çalışma zarfı verir. Bunları normatif sınırlar olarak değil, ilk numunede doğrulanacak gösterge başlangıç noktaları olarak ele alın.

Yumuşak ve yarı sert bakırda iç yarıçap en az bara genişliğinin 2 katı, sert temperde 3 katı ya da fazlası. Özel destek olmadan güvenilir sonuçlar için genişlik–kalınlık oranı yaklaşık 10'un altında; 12–15'in üzerinde, yarıçap ne olursa olsun iç kenar kırışması bekleyin. Bara genişliği, makinenin yatay değerinin kabaca yarısı içinde. En sık başarısız olan bileşim, geniş kesitlerde sert temperdir; çünkü hem dış lif şekil değiştirme sınırı hem burkulma sınırı aynı anda daralır.

Geri yaylanma da farklı davranır. Plastik bölge geometrisi, takımdan gelen kısıt ve etkin R/t'nin hepsi yatay durumdan farklıdır, dolayısıyla bir dikey ofset yatay olandan türetilemez. İki kayıt setini geri yaylanma telafisi tablosunda ayrı tutun.

Takım ve destek

Dikey bir büküm, kesitin kaçabileceği her yerde kısıtlanmak zorundadır ve bunu yapan takım, yatay büken takım değildir.

Bara, yalnızca girişte değil, büküm yayının tamamı boyunca her iki geniş yüzünden de kıskaçlanmalıdır. Desteklenmemiş geniş yüzler kesitin devrilmesine izin verir ve devrilmiş bir kesit, açı olarak olduğu kadar düzlem olarak da hatalı bir büküm üretir.

İç kenarın, bükümle birlikte hareket eden ve basıdaki kenarı burkulmaya karşı tutan bir izleyiciye ya da baskı bloğuna ihtiyacı vardır. Dikey bükebilen bir makineyi, yalnızca dikey bükme modu olan bir makineden ayıran bileşen budur.

Kalıbın, bara kalınlığına uyan bir kanala ihtiyacı vardır. Yatay bükmede bir kalınlık aralığı boyunca çalışan evrensel bir V, dikey bir kesiti tutmaz; çünkü ona esneklik veren boşluk, tam da kesitin içine devrileceği boşluktur.

Yağlama yataya göre daha çok önemlidir, çünkü kalıp yüzeyindeki temas basınçları daha yüksektir ve bara büküm sırasında takımın üzerinde daha uzun kayar.

Düz giriş boyunun da daha uzun olması gerekir. Kıskaçlama boyu, parça yerleşiminde boyutsal bir kısıttır ve ilkesel olarak bükülebilir ama onu üretecek makinede bükülemez bir tasarımın yaygın nedenlerinden biridir. Delikleri ve bindirmeli bağlantıları büküm bölgesinden uzak tutun; bir büküm ile bindirmeli bağlantı arasında en az 10 mm, büküm ile destek noktası arasında 20 mm bırakmak olağan pano atölyesi uygulamasıdır.

Tasarım alternatifleri

Bir dikey büküm zarfa sığmadığında bunun etrafından dolaşmanın üç yolu vardır ve bunlar birbirinin yerine geçmez.

Burma ve yatay büküm

Barayı kendi ekseni etrafında 90° burun; böylece geniş yüz, gereken yön değişiminin düzlemine döner. Sonra o değişimi sıradan bir yatay büküm olarak yapın. Şekillendirme kolaydır, takım standarttır, bükümdeki dış lif şekil değiştirmesini genişlik değil kalınlık belirler ve bara varış noktasına terminalin istediği düzlemde ulaşır. Bedeli boydur: bir burma kendi düz bara boyunu ister, tipik olarak bara genişliğinin en az iki katı ve çoğu zaman fazlası. Bara burma kılavuzu geometriyi ve ulaşılabilir açıları ele alıyor; burma ise ayrı bir makine değil, bara bükme kafalarında standart bir yetenektir.

Bağlantılı köşe

Yön değişimini iki düz bara ve cıvatalı bir bindirmeli bağlantıyla yapın. Hiçbir şekillendirme sınırı yoktur, dolayısıyla bu her genişlikte ve her temperde işler. Bedeli, akım yolunda bir bağlantıdır; yani temas direnci, bir tork şartnamesi, bir bakım yükümlülüğü ve bir muayene noktası. Pano uygulaması bindirmeyi, temas alanı bara kesitinin en az beş katı olacak şekilde boyutlandırır. Bir bağlantı aynı zamanda ısıl bir süreksizliktir, dolayısıyla sıcaklık artışı doğrulamasının onu karşılayabileceği bir yerde durmalıdır.

Parçalı ya da profilden kesilmiş levha

Köşeyi levhadan tek bir şekilli parça olarak kesin; böylece yön değişimi malzemenin düzleminde gerçekleşir ve hiçbir şekillendirme gerekmez. Bu, üçü içinde en düşük direnci verir, bağlantı yoktur ve köşe geometrisi üzerinde tam serbestlik sağlar. Bedeli, köşenin içindeki artık hurda olduğu için malzeme verimi ve çizimde artık standart bir kesit olmayan bir parçadır.

Aralarında seçim yapmak

Uygulamada tutan bir karar kuralı:

Bara makinenin dikey zarfının içindeyse ve çizim bara genişliğinin en az iki katı bir iç yarıçapa izin veriyorsa, dikey bükün. En az operasyon ve en az parça budur.

Genişlik ya da genişlik–kalınlık oranı bu zarfın dışındaysa ama güzergâhta yön değişiminden önce yeterli düz boy varsa, burun ve yatay bükün. Geniş ince baralar için varsayılan budur ve insanların beklediğinden genellikle daha ucuzdur, çünkü her iki operasyon da aynı bükme kafasında çalışır.

Burma için boy yoksa ve köşe zaten bir bağlantı için doğal bir yerse, cıvatalı köşe kullanın. Zaten bir branşman, kesitler arası bir geçiş ya da bir servis ayrımı gerektiren bir köşe, ne olursa olsun içinde bağlantı olması gereken bir köşedir.

Akım yoğunluğu ya da muhafaza geometrisi bir bağlantıyı olanaksız kılıyorsa ve burmaya yer yoksa, köşeyi levhadan profillendirin.

Sıra önemlidir. Listede aşağı inen her adım ya parça, ya operasyon, ya da hurda ekler; dolayısıyla aşağıdan başlamak yerine yukarıdan aşağı inin.

Bunun tasarım gözden geçirmesinde ortaya çıktığı yer

Dikey bükme sorunlarının çoğu, bara atölyeye ulaşmadan çok önce kararlaştırılmıştır. 160 × 10 bir barada, 100 mm yarıçapla, yanlış düzlemde 90°'lik bir köşeyle 3D'de çizilmiş bir güzergâh, daha fazla pres kuvvetiyle çözülecek bir imalat sorunu değildir. Hiçbir kuvvetin iç kenarı kırıştırmadan üretemeyeceği bir geometridir.

Ucuz müdahale, tasarım gözden geçirmesinde üç sayıyı kontrol etmektir: bara genişliğini makinenin dikey değerine karşı, iç yarıçapı bara genişliğine karşı ve genişliği kalınlığa karşı. Üçünden ikisinin kalması, güzergâhın değişmesi gerektiği anlamına gelir. 3D ve 2D geometriyi doğrudan okuyan EMAC-BB-H12 gibi makineler bu kontrolü otomatikleştirmeyi kolaylaştırır, çünkü büküm listesi zaten dosyadadır ve kapasite zarfı zaten kontroldedir.