Uốn cạnh so với uốn phẳng thanh cái

Uốn theo bề mặt phẳng và uốn theo cạnh không phải là hai thiết lập của cùng một thao tác. Đây là hai bài toán tạo hình khác nhau với các chế độ phá hủy hạn chế khác nhau, dụng cụ khác nhau và, trên hầu hết các máy, các chỉ số công suất khác nhau. Thuật ngữ thay đổi tùy theo vùng miền: uốn theo bề mặt phẳng cũng được gọi là uốn bề mặt, uốn phẳng hoặc uốn ngang; uốn theo cạnh được gọi là uốn cạnh, uốn thẳng đứng hoặc uốn chính diện. Cơ học không thay đổi.

Uốn theo bề mặt phẳng gấp thanh cái theo chiều dày của nó, nên chiều nhỏ là yếu tố quyết định. Uốn theo cạnh gấp nó theo chiều rộng, nên chiều lớn là yếu tố quyết định. Mọi thứ khác đều bắt nguồn từ sự hoán đổi đơn giản này.

Hệ số mô men quán tính là toàn bộ câu chuyện

Đối với một thanh hình chữ nhật có chiều rộng w và chiều dày t, hệ số mô men quán tính dẻo về hai trục chính là:

• Uốn theo bề mặt phẳng: Z = w·t² / 6
• Uốn theo cạnh: Z = t·w² / 6

Các hệ số mô men quán tính plastic mang tỷ lệ tương tự, w·t²/4 và t·w²/4, và giá trị plastic mới là giá trị có ý nghĩa khi quá trình tạo hình diễn ra. Tỷ lệ giữa chúng đơn giản là w/t.

Con số đơn lẻ này là hệ số nhân cho mô men uốn. Các trường hợp cụ thể:

Sự phụ thuộc vào chiều rộng đáng chú ý. Hệ số mô men quán tính uốn bề mặt tỷ lệ thuận với chiều rộng: gấp đôi chiều rộng thì gấp đôi lực cần thiết. Hệ số mô men quán tính uốn cạnh tỷ lệ với bình phương của chiều rộng: gấp đôi chiều rộng thì gấp bốn lực cần thiết. Một thanh có chiều rộng 200 mm cần lực gấp bốn lần để uốn cạnh so với thanh 100 mm, không phải gấp đôi.

Chiều dày hoạt động theo hướng ngược lại. Lực uốn bề mặt tỷ lệ với t², lực uốn cạnh chỉ tỷ lệ tuyến tính với t. Một thanh mỏng rộng là ứng viên uốn cạnh tệ nhất trên cả hai phương diện, cần lực cao đồng thời cung cấp khả năng chống lại chế độ phá hủy được mô tả tiếp theo thấp nhất. Các thông số trọng tải cho một tiết diện cụ thể có thể được xác định bằng máy tính lực uốn thanh cái.

Độ ổn định đặt giới hạn trước khi lực bị giới hạn

Các máy bị giới hạn bởi mô men. Chi tiết gia công bị giới hạn bởi độ ổn định, và trong uốn theo cạnh, giới hạn của chi tiết gia công đến trước.

Ở mặt ngoài của đường uốn theo chiều rộng, sợi nằm cách trung tính một nửa chiều rộng thay vì một nửa độ dày. Deformation engineering của sợi ngoài là:

ε = 1 / (2·(R/w) + 1)

Với bán kính trong bằng chiều rộng thanh, giá trị là 33%. Với gấp đôi chiều rộng, 20%. Với gấp bốn lần chiều rộng, 11%. Các giá trị này so với các giá trị kéo dài trong các độ cứng EN 13601 cho thấy tại sao bán kính uốn theo chiều rộng được trích dẫn theo bội số của chiều rộng thay vì bội số của độ dày. R240 half hard quy định độ kéo dài tối thiểu 8%, và R290 hard quy định 4%. Dung sai biến dạng uốn có vượt quá độ kéo dài kéo, vì các lý do được nêu trong bài viết về độ cứng đồng và bán kính uốn tối thiểu, nhưng biên an toàn không đủ lớn để làm R/w dưới khoảng 2 là quy tắc an toàn chung.

Ở mặt trong của đường uốn, vấn đề khác và thường là yếu tố quyết định. Sợi trong chịu nén dọc theo cung, và vật liệu chịu lực nén đó là một dải chỉ dày t và sâu w. Đây là một tấm mỏng chịu lực trong mặt phẳng của nó, và các tấm mỏng chịu nén sẽ bị uốn cong ra khỏi mặt phẳng.Ứng suất tới hạn giảm theo bình phương độ mảnh, nên khi w/t tăng, mép trong trở nên dễ bị nhăn hơn. Kết quả có thể thấy là mép trong có dạng sóng hoặc lượn sóng, đôi khi toàn bộ tiết diện bị cuộn lệch khỏi vuông góc.

Đây là lý do tại sao dung lượng uốn theo chiều rộng chặt chẽ hơn so với uốn phẳng. Trên SMART-603CNC-S, uốn phẳng được xếp hạng ở 260 × 20 mm và uốn theo chiều rộng ở 125 × 15 mm. Cả hai kích thước đều giảm, không chỉ chiều rộng, và mô hình tương tự có mặt trên các máy uốn thanh cái nói chung. Xếp hạng đánh dấu điểm mà tại đó dụng cụ không thể giữ tiết diện vuông góc trong suốt đường uốn.

Giới hạn thực tế

Kết hợp tính toán biến dạng với thực hành xưởng thông thường tạo ra một vùng hoạt động. Đây là các điểm khởi đầu mang tính chỉ dẫn để xác nhận trên mẫu đầu tiên, không phải giới hạn quy chuẩn.

Bán kính trong ít nhất 2× chiều rộng thanh cho đồng mềm và half-hard, và 3× trở lên cho độ cứng hard. Tỷ lệ chiều rộng trên độ dày dưới khoảng 10 để có kết quả đáng tin cậy mà không cần hỗ trợ chuyên biệt; trên 12 đến 15, nhăn mép trong xảy ra bất kể bán kính. Chiều rộng thanh trong khoảng xấp xỉ nửa dung lượng uốn phẳng của máy. Độ cứng hard trong các tiết diện rộng là tổ hợp thường thất bại nhất, vì cả giới hạn biến dạng sợi ngoài và giới hạn uốn cong đều thắt chặt cùng lúc.

Lực hồi cũng hoạt động khác. Hình học vùng dẻo, sự kìm hãm từ dụng cụ và R/t hiệu quả đều khác so với trường hợp uốn phẳng, nên độ lệch uốn theo chiều rộng không thể suy ra từ uốn phẳng. Việc tách riêng hai bộ dữ liệu trong bảng bù lực hồi là cần thiết.

Dụng cụ và hỗ trợ

Đường uốn theo chiều rộng phải được kìm hãm ở mọi nơi mà tiết diện có thể thoát ra, và dụng cụ thực hiện việc đó không phải là dụng cụ uốn phẳng.

Thanh phải được kẹp chặt vào cả hai mặt rộng trong suốt cung uốn, không chỉ ở điểm vào. Các mặt rộng không được hỗ trợ để tiết diện cuộn, và tiết diện cuộn tạo ra đường uốn lệch khỏi mặt phẳng cũng như lệch góc.

Cạnh trong cần có một con lăn hoặc khối ép di chuyển theo đường uốn và giữ cạnh nén không bị uốn cong. Thành phần này phân biệt máy có khả năng uốn theo cạnh với máy chỉ có chế độ uốn theo cạnh.

Máy uốn cần có rãnh phù hợp với độ dày thanh cái. Một rãnh vee đa dụng hoạt động trên một khoảng độ dày phẳng sẽ không giữ được phần uốn theo cạnh, vì khoảng trống tạo sự linh hoạt chính là khoảng trống mà phần uốn cần để cuộn vào.

Bôi trơn quan trọng hơn so với uốn phẳng, vì áp suất tiếp xúc trên bề mặt máy uốn cao hơn và thanh cái trượt xa hơn trên dụng cụ trong quá trình uốn.

Đường dẫn thẳng cũng phải dài hơn. Chiều dài kẹp là một giới hạn kích thước trên bố cục chi tiết, và đây là nguyên nhân phổ biến khiến thiết kế có thể uốn về mặt lý thuyết nhưng không thể thực hiện trên máy sẽ sản xuất nó. Các lỗ và mối nối chồng nên được giữ cách xa vùng uốn; cho phép ít nhất 10 mm giữa đường uốn và mối nối chồng, và 20 mm giữa đường uốn và điểm hỗ trợ, là thực hành tiêu chuẩn trong xưởng sản xuất tủ điện.

Các phương án thiết kế

Khi đường uốn theo cạnh nằm ngoài phạm vi, có ba phương án thay thế, và chúng không thể thay thế lẫn nhau.

Uốn xoắn và uốn phẳng

Xoắn thanh cái 90° quanh trục của chính nó sẽ quay mặt rộng vào mặt phẳng của hướng thay đổi cần thiết, sau đó thay đổi được thực hiện như một đường uốn phẳng thông thường. Việc tạo hình dễ dàng, dụng cụ tiêu chuẩn, biến dạng sợi ngoài trong đường uốn được kiểm soát bởi độ dày thay vì chiều rộng, và thanh cái đến đích đã nằm trong mặt phẳng mà đầu cuối yêu cầu. Chi phí là chiều dài: một đường xoắn cần một đoạn thanh cái thẳng riêng, thường ít nhất gấp đôi chiều rộng thanh cái và thường nhiều hơn. Hướng dẫn uốn thanh cái đề cập đến hình học và các góc có thể đạt được, và xoắn là khả năng tiêu chuẩn trên đầu uốn thanh cái thay vì một máy riêng biệt.

Góc nối

Sự thay đổi hướng có thể được thực hiện với hai thanh cái thẳng và một mối nối chồng bắt bulông. Không có giới hạn tạo hình, vì vậy điều này hoạt động ở bất kỳ chiều rộng và độ cứng nào. Chi phí là một mối nối trong dòng điện, có nghĩa là điện trở tiếp xúc, thông số mô-men xoắn, nghĩa vụ bảo trì và điểm kiểm tra. Thực hành sản xuất tủ điện xác định kích thước chồng sao cho diện tích tiếp xúc ít nhất gấp năm lần diện tích mặt cắt thanh cái. Mối nối cũng là một điểm gián đoạn nhiệt, vì vậy nó cần được đặt ở nơi xác minh tăng nhiệt có thể chấp nhận được.

Tấm cắt theo hình dạng hoặc phân đoạn

Cắt góc như một mảnh hình dạng duy nhất từ tấm đặt sự thay đổi hướng trong mặt phẳng của vật liệu, vì vậy không cần tạo hình. Điều này cho điện trở thấp nhất trong ba phương án, không có mối nối, và sự tự do hoàn toàn về hình học góc. Chi phí là hiệu suất vật liệu, vì phần cắt bỏ bên trong góc là phế phẩm, và một chi tiết không còn là phần tiêu chuẩn trên bản vẽ.

Lựa chọn giữa các phương pháp

Một quy tắc ra quyết định thực tế:

Đối với thanh cái nằm trong phạm vi uốn mép của máy và bản vẽ cho phép bán kính trong tối thiểu gấp đôi chiều rộng thanh, hãy uốn theo phương ngang. Đây là phương pháp ít thao tác nhất và ít chi tiết nhất.

Đối với chiều宽 hoặc tỷ lệ chiều rộng/dày nằm ngoài phạm vi đó, nhưng đoạn đường đi có đủ độ dài thẳng trước khi đổi hướng, hãy xoay và uốn theo phương phẳng. Đây là phương pháp mặc định cho thanh cái rộng và mỏng, và thường rẻ hơn dự kiến vì cả hai thao tác đều chạy trên cùng một đầu uốn.

Nếu không có đủ độ dài để xoay, và góc là vị trí tự nhiên cho mối nối, hãy sử dụng mối nối góc bolted. Một góc đã cần tap-off, chuyển tiếp giữa các phần, hoặc điểm ngắt dịch vụ là góc cần có mối nối bất kể.

Nếu mật độ dòng điện hoặc hình học tủ điện loại trừ mối nối, và không có không gian để xoay, hãy tạo hình góc từ tấm.

Thứ tự quan trọng. Mỗi bước xuống danh sách đều thêm chi tiết, thao tác hoặc phế liệu, vì vậy tiến trình nên đi xuống danh sách thay vì bắt đầu từ cuối.

Nơi xuất hiện trong thiết kế đánh giá

Hầu hết các vấn đề uốn mép được quyết định trước khi thanh cái đến xưởng. Một đường đi được vẽ 3D với góc 90° ở mặt phẳng sai, trên thanh 160 × 10, với bán kính 100 mm, không phải là vấn đề gia công cần giải quyết bằng lực ép lớn hơn. Đó là hình học mà không có lực nào có thể tạo ra mà không bị nhăn mép trong.

Can thiệp hiệu quả là kiểm tra ba số liệu tại thiết kế đánh giá: chiều rộng thanh so với xếp hạng uốn mép của máy, bán kính trong so với chiều rộng thanh, và chiều rộng so với độ dày. Hai trong ba số liệu không đạt nghĩa là đường đi cần thay đổi. Các máy như EMAC-BB-H12 đọc trực tiếp hình học 3D và 2D giúp kiểm tra này dễ tự động hóa, vì danh sách uốn đã có trong tệp và phong bì dung lượng đã có trong điều khiển.