Viele Leute glauben, dass die Abkantwerkzeuge ein unbedeutendes Zubehör in der Metallbearbeitung sind, wo das Gegenteil der Fall ist. Obwohl Abkantpressen mit hoher Präzision zu mehrachsigen Maschinen werden, sind es die Werkzeuge, die beim Biegen mit dem Metall in Kontakt kommen (siehe Bild oben).
Die Unterschiede zwischen den Werkzeugen von RFA, Euopean, American und New Art des Griffs verschwinden langsam. Viele Funktionen, die für ein hocheffektives Biegen benötigt werden, sind mittlerweile in den verschiedenen Werkzeugtypen implementiert. Welchen Werkzeug- und Griffstil Sie auch wählen, stellen Sie sicher, dass er die unten aufgeführten Mindestanforderungen erfüllt.
Hohe Präzision. Die Werkzeuge sind mit Toleranzen im Bereich von 0,01 mm herzustellen. Dies ist entscheidend, um eine hohe Detailgenauigkeit ohne Verzerrung oder Einklemmen während des Betriebs zu erreichen.
Geteilte Instrumente. Mit diesen Werkzeugtypen können Sie unterschiedliche Längen erreichen, indem Sie vorgewählte unterteilte Werkzeuge unterschiedlicher Breite kombinieren. Kleinere Teile sind sicherer und auch viel bequemer zu bearbeiten.
Abbildung 1
Schnellspannwerkzeuge
Das Werkzeugspannsystem muss in der Lage sein, eine unterschiedliche Anzahl von segmentierten Werkzeugen stabil zu halten, bis das Verriegelungssystem sie festzieht (siehe Abbildung 1).
Abbildung 2: Werkzeuge müssen bei geöffnetem Spannmechanismus festgehalten werden.
Frontlader (Typ Rol2).Sie sollten die Möglichkeit haben, Werkzeuge von der Vorderseite der Maschine zu laden. Dies verkürzt die erforderliche Zeit für deren Einrichten, da es nicht mehr notwendig ist, wertvolle Zeit zu verlieren, alle Werkzeuge vom seitlichen Ende der Abkantpresse zu schieben. Bei der Frontbeladung entfallen in den meisten Fällen auch Gabelstapler und Kräne.
Standardgrößen.Werkzeuge mit Standardhöhe können die Notwendigkeit weiterer Maschineneinstellungen beim Wechsel zwischen den Jobs reduzieren. Die vorderen Arme, die Höhen des Hinteranschlags und die Sicherheitssysteme bleiben in der gleichen Position. Und da die Werkzeuge auf gleicher Höhe hergestellt werden, können Sie fertige Teile hinzufügen und sicher sein, dass sie vollständig zu Ihren vorhandenen Werkzeugen passen.
Viele Abkantwerkzeuge von hoher Qualität werden nach metrischen Standards hergestellt. Diese Nenngröße beträgt 6,35 mm. V-Öffnung ist 6 mm. Alle Maße im aktuellen Artikel sind der Einfachheit halber als Wert gerundet.
Wie Sie feststellen werden, konzentriert sich der folgende Text hauptsächlich auf das Luftbiegen, und das aus gutem Grund. Der Trend geht heutzutage dahin, Prägungen und Bodenbildung (zwischen Stempel und Matrize) zu vermeiden und stattdessen mit Luftbiegen zu arbeiten, wenn dies möglich ist. Bedenken Sie jedoch, dass nicht alle Teile mit klassischen Luftbiegetechniken hergestellt werden können.
Operatoren in der gesamten Branche arbeiten mit verschiedenen Werkzeugen, um Details ähnlicher oder sogar identischer Qualität herzustellen. Viele Bediener stellen dafür Details mit den falschen Werkzeugen her, weil ihnen die richtigen Werkzeuge fehlen. Sie erreichen immer noch einen angemessenen Arbeitsprozess, aber oft geht dies auf Kosten der Produktivität und Wiederholbarkeit.
Best Practices bei der Auswahl von Abkantwerkzeugen müssen ein Hauptziel haben: die Produktion von Details mit der höchstmöglichen Qualität in kürzester Zeit.
Welche Werkzeuge benötigen Sie genau und warum?
Eine Produktionsabteilung für die Instandhaltung benötigt und verwendet eine breitere Palette von Abkantwerkzeugen als beispielsweise Unternehmen, die spezifische Details herstellen. Bevor Sie auf die Einzelheiten eingehen, sollten Sie daher zunächst Ihren Bedarf ermitteln und bestimmen, welches Budget Sie für die Tools ausgeben können.
Beispielsweise benötigen Sie möglicherweise zusätzliche Werkzeuge, um die Zeit für das Einrichten der Werkzeuge zu verkürzen.
Werkzeugauswahl
Damit Sie das Beste für Ihr Budget erhalten, wählen Sie eine Mindestanzahl von Werkzeugen, die den gesamten Blechdickenbereich abdecken, den Ihr Unternehmen verarbeitet. Firmen mit Grundkenntnissen, atypischen Aufträgen (Anträgen) und begrenztem Budget sollten untere Matrizen nach der 8×2-Regel wählen.
Bestimmen Sie zunächst den Bereich der Metalldicken, die Sie biegen möchten, da diese beispielsweise zwischen 0,5 mm und 20 mm liegen können.
Bewerten Sie dann die kleinste V-Matrize, indem Sie das dünnste Material mit 8 multiplizieren. Für Material von 0,5 mm ist die kleinste Matrize: 0,5 × 8 = 4 mm.
Bestimmen Sie schließlich die größte V-Matrize, die Sie benötigen, indem Sie das dickste Material mit 8 multiplizieren. In diesem Fall benötigt das dickste Material von 10 mm eine Matrize: 10 × 8 = 80 mm.
Sie haben nun die kleinste und auch die größte Matrize definiert, die Sie benötigen – jeweils 4 und 80 mm. Sie beginnen dann mit der kleinsten V-Matrix und verdoppeln deren Größe, um zwischen ihnen das zu füllen, was Sie brauchen. In diesem Fall erhalten Sie eine 8-mm-Matrix. Dann verdoppeln Sie es und Sie erhalten 16 mm, dann wieder 32 mm und so weiter. Am Ende haben Sie mindestens sechs verschiedene Löcher in der V-Matrize, um ein Material von 0,5 mm bis 10 mm Dicke zu biegen: 4, 8, 16, 32, 64, 80 mm.
Auswahl eines Stempels
Um die erforderliche Mindestanzahl an Stempeln zu bestimmen, verwenden Sie auch die Dicke des gebogenen Materials. Für Material 4,75 mm und dünner können Sie ein scharfes Offsetmesser mit einem Radius von 1,016 mm verwenden. Der scharfe Winkel ermöglicht ein Biegen über 90 Grad und der Versatz ermöglicht es Ihnen, das Material zu J-Formen zu biegen. Beim Umformen eines Materials zwischen 4,75 und 12,7 mm Dicke wird ein gerader Stempel mit einem Radius von ca. 3 mm empfohlen, um den höheren Druck zu bewältigen.
Denken Sie daran, dass bei einigen Anwendungen, einschließlich derjenigen, bei denen dickeres und hochbiegefestes Material verwendet wird, bei Anwendung allgemeiner Biegestandards das Detail dazu neigt, sich zu verbiegen, zu reißen oder sogar in zwei Teile aufzuspalten. Das hängt mit der Physik zusammen. Die schmale Spitze des Stempels übt mehr Kraft auf die Biegelinie aus; und wenn es mit einem engen Loch in der V-Düse kombiniert wird und der Druck steigt. Für spezifische Details und insbesondere bei Materialstärken über 12,7 mm wenden Sie sich am besten an Ihren Werkzeuglieferanten bezüglich des empfohlenen Stempelradius.
Die „by 8“-Regel
Normalerweise können Sie einen V-Würfel mit der richtigen Öffnung nach der Regel „by 8“ auswählen; Das bedeutet, dass die Matrizenöffnung das 8-fache der Dicke des zu biegenden Materials betragen sollte. Um sie zu bestimmen, multiplizieren Sie die Dicke mit 8 und wählen die Matrize mit dem nächsten Wert aus. Wenn das Material eine Dicke von 1 mm hat, muss die V-Matrize eine Öffnung von 8 mm (8 x 1 = 8) haben; für ein 1,25 mm dickes Material muss die V-Matrize 10 mm (1,25х8=10) betragen. Dieses Verhältnis liefert das bestmögliche Ergebnis beim Biegen. Die meisten der veröffentlichten Tabellen basieren auf dieser Formel.
Scheint einfach, nicht wahr? Ja, aber Plattenhersteller und Zeichner halten sich nicht immer an die Regel „bis 8“ und die Ausnahmen gibt es genug.
V-Die-Öffnung bestimmt den Radius
Beim Luftbiegen von Baustahl wird der Innenradius mit ungefähr 16% der V-Matrizenöffnungsgröße geformt. Wenn Sie also auf einer V-Düse mit 40 mm Öffnung Luft auf ein Material auftragen, beträgt der Innenradius etwa 6 mm.
Nehmen wir zum Beispiel an, die Zeichnung beschreibt ein 1,25 mm dickes Material. Es ist einfach, die Materialstärke mit 8 zu multiplizieren und zu dem Schluss zu kommen, dass Sie eine V-Matrize mit 10 mm Öffnung verwenden müssen. Viele Plattenhersteller und Konstrukteure ziehen es jedoch vor, den inneren Biegeradius durch Gleichsetzung mit der Materialstärke zu bestimmen. Was passiert, wenn die Zeichnung einen inneren Biegeradius von 1,25 mm erfordert?
Auch beim Luftbiegen beträgt der innere Biegeradius etwa 16% der Öffnung der V-Form. Dies bedeutet, dass eine V-Matrize mit einer Öffnung von 10 mm einen Innenradius von 1,6 mm erzeugt. Und dann? Verwenden Sie einfach eine V-Matrize mit einer schmaleren Öffnung. Eine Matrize mit einer Öffnung von 8 mm erzeugt einen inneren Biegeradius von ungefähr 1,25 mm (8 x 0,16 = 1,28).
Der gleiche Ansatz gilt, wenn die Zeichnung einen größeren Biegeradius erfordert. Nehmen wir an, Sie müssen ein Plattenmaterial mit einer Dicke von 1,25 mm mit einem inneren Biegeradius von 5 mm formen – mehr als die doppelte Dicke des Materials. In diesem Fall benötigen Sie eine V-Matrize mit einer Öffnung von 32 mm, die einen inneren Biegeradius nahe den Anforderungen (32 x 0,16 = 5,12) bildet.
Dieser Ansatz hat Grenzen. Wenn Sie beispielsweise eine V-Matrize mit einem Loch verwenden müssen, das fünfmal geringer ist als die Dicke des Materials, um den gewünschten inneren Biegeradius zu erreichen, opfern Sie die Genauigkeit des Winkels und beschädigen wahrscheinlich die Maschine und ihre Werkzeuge und bringen Sie sich in eine gefährliche Situation.
Mindestlänge des Flansches
Bei der Auswahl einer V-Matrize müssen Sie die Länge des Flansches berücksichtigen. Die minimale Flanschgröße, die eine V-Matrize bilden kann, beträgt etwa 77 % ihrer Öffnung. Daher muss ein Element, das mit einer V-Matrize mit einer Öffnung von 100 mm geformt wird, einen Flansch von mindestens 77 mm haben.
Viele technische Zeichner setzen Elemente mit kurzem Flansch um Material zu sparen. Zum Beispiel ein 12 mm langer Flansch für ein 3 mm dickes Material (siehe Abbildung 3). Nach der „by 8“-Regel erfordert ein 3 mm dickes Material eine V-Matrize mit einer Öffnung von 24 mm. Eine Matrize mit 24 mm Öffnung benötigt jedoch einen Flansch mit einer Länge von 18,5 mm. Was jetzt? Auch hier können Sie eine V-Matrize mit einer schmaleren Öffnung verwenden. Beispielsweise kann eine Matrize mit einer Öffnung von 15,6 mm Elemente mit einem Flansch von 12 mm formen. (15,6 x 0,77 = 12.012)
Auch dieser Ansatz hat seine Grenzen. Wenn der Flansch wie bei Elementen mit engem Innenradius eine Matrize mit einer Öffnung von weniger als der 5-fachen Materialdicke erfordert, werden Ungenauigkeiten im Biegewinkel beobachtet, Beschädigungen an der Maschine und ihren Werkzeugen sind möglich und Sie stecken sich ein eine gefährliche Situation.
Abbildung 3: Für die Umformung dieses Elements mit einer Dicke von 3 mm würden Sie eine Matrize mit einer Öffnung von 24 mm wählen. Aufgrund der Länge des Flansches müssen Sie jedoch eine Matrize mit einer engeren Öffnung wählen.
So wählen Sie den richtigen Stempel aus
Für L-Formen sind die Regeln nicht streng. Ein Stempel mit fast jeder Form wird die Arbeit erledigen. Daher sollten bei der Auswahl von Stempeln für das Formen mehrerer Details die L-Formen zuletzt berücksichtigt werden, da ein Stempel mit fast jeder Form mit ihnen funktioniert.
Beim Formen von L-Formen verwenden Sie Stempel, die auch andere Elemente formen können, anstatt dem Inventar unnötige Werkzeuge hinzuzufügen. Denken Sie bei der Auswahl eines Werkzeugsatzes daran, dass je weniger sie sind, desto besser. Um Kosten, Rüstzeit und Werkzeuganzahl rund um die Basis zu reduzieren (siehe Abbildung 4).
Abbildung 4
Andere Formen erfordern spezifischere Regeln für die Auswahl eines Stempels. Bei der Bildung von J-Formen gelten beispielsweise folgende Regeln (siehe Abbildung 5):
Wenn der obere Flansch länger als der untere ist, müssen Sie einen Schwanenhalsstempel verwenden.
Wenn der obere Flansch kürzer als der untere ist, funktioniert ein Stempel jeder Form.
Wenn der obere Flansch die gleiche Länge wie der untere hat, müssen Sie ein Werkzeug mit geeignetem Versatz verwenden.
Abbildung 5: Einige J-Formen erfordern spezielle Regeln für die Auswahl des richtigen Stempels. Wenn der obere Flansch die gleiche Länge wie der untere hat, müssen Sie ein Werkzeug mit geeignetem Versatz (links) verwenden. Ist der obere Flansch länger als der untere, müssen Sie einen Schwanenhalsstempel (rechts) verwenden.
Wie Sie sehen, ist der Hauptfaktor bei der Auswahl des richtigen Messers die Möglichkeit eines ungewollten Kontakts des Teils mit den Werkzeugen. Um dieses Problem zu vermeiden, kann eine Biegesimulationssoftware hilfreich sein. Falls Sie keinen Zugriff auf eine solche Software haben, können Sie die Zeichnungen des Werkzeugherstellers verwenden, in denen Sie deren spezifische Geometrie sehen und sich ein Bild von der Möglichkeit einer ungewollten Kollision zwischen Werkzeug und Detail machen können (siehe Abbildung 6) .
Abbildung 6
Regeln für die Verwendung von Werkzeugen zum Formen von Z-Formen
Falls Sie übliche Werkzeuge verwenden, sollte der obere Balken 2 Hübe ausführen, um Z-Formen zu bilden (siehe Abbildung 7).
Abbildung 7
Der mittlere Flansch muss größer als die halbe Gesamtbreite der V-Matrize sein. Nicht von der Breite seiner Öffnung, sondern von seiner gesamten Breite.
Der Seitenflansch muss kürzer sein als die Höhe der V-Matrize zuzüglich des Abstands zwischen den Werkzeugen.
Wenn der Mittelflansch kürzer als die halbe Gesamtbreite der V-Matrize ist, benötigen Sie ein Spezialwerkzeug, um die beiden Biegungen auf einmal am Oberbalkenstößel auszuführen. Der Vorteil dieser Werkzeuge besteht darin, dass Sie das Detail nicht drehen müssen. Der Nachteil ist, dass Sie etwa dreimal mehr Biegekraft benötigen (siehe Abbildung 8).
Abbildung 8
Regeln zum Biegen um Öffnungen und andere Verarbeitungsarten
Jedes nicht unterstützte Element in der V-Matrize unterliegt einer Verformung; bei Elementen mit Innenöffnungen und anderen Behandlungen wird diese Verformung als Quellung bezeichnet (Abbildung 9). Bei kleinen Öffnungen nahe der Biegelinie ist auch die entsprechende Quellung gering. Außerdem lassen die meisten Anwendungen kleine Verformungen zu, sodass es keine spezifische Regel gibt, welche V-Matrize für diese Situationen am besten geeignet ist.
Abbildung 8
Wenn Flansche, Öffnungen und andere Bearbeitungen nahe der Biegelinie liegen, können Werkzeuge mit zusätzlichen beweglichen Elementen verwendet werden. Sie drehen und stützen das Teil während des gesamten Biegeprozesses und eliminieren so Verformungen.
Fig. 9 identische Details mit Öffnungen nahe der Biegelinie zeigt; der im Vordergrund – mit den offensichtlichen Verformungen – wird von einer einfachen V-Matrize gebildet; der Hintergrund wird durch eine Matrize mit zusätzlichen beweglichen Elementen gebildet.
Höhe des Stempels beim Formen von Kartons mit bestimmter Größe
Bei Kartons mit 3 und 4 Seiten ist die Höhe des Stempels entscheidend. In einigen Fällen können kurze Stempel Kästen mit 3 Seiten bilden, wenn das Element ganz am Ende der Werkzeuge verlängert wird, so dass eine der geformten Seiten beim Biegen der letzten (dritten) Seite aus der Seite herausragt. Wenn Sie einen Kasten mit 4 Seiten formen, müssen Sie einen Stempel wählen, der so hoch wie die Diagonale des Kastens ist (Abbildung 10).
Minimale Stempelhöhe beim Biegen einer Kiste =
(Kastentiefe / 0,7) + (Oberträgerdicke / 2)
Abbildung 10
Eine Biege- und Saumkombination
Biegesaumwerkzeuge können Biegungen und Säume ohne Werkzeugwechsel formen, wie in Abbildung 11 zu sehen ist. Denken Sie daran, dass Sie bei einer Saumdicke von mehr als 3 mm spezielle Werkzeuge benötigen, um den höheren Kraftbedarf zu kompensieren.
Abbildung 11
Die Auswahl der Matrizenöffnung erfolgt hier nach den gleichen Regeln wie bei Standardwerkzeugen. Die 30-Grad-Vorbiegung für den Saum erfordert aufgrund des scharfen Winkels einen etwas längeren Flansch – 115% der Öffnung der ausgewählten Matrize. Wenn Sie beispielsweise ein Material mit einer Matrize mit einer Öffnung von 10 mm umformen, benötigen Sie einen Flansch mit einer Länge von 11,5 mm.
Kratzfreie Details
Fast alle V-Dies hinterlassen Kratzer im Detail, da das Metall beim Biegen in die Matrize gedrückt wird. In den meisten Fällen sind Kratzer minimal und akzeptabel, und die Verwendung einer Matrize mit einem größeren Radius der Öffnungswinkel (R) kann ihr Aussehen reduzieren (siehe Abbildung 12).
Abbildung 12
In Fällen, in denen selbst minimale Kratzer nicht akzeptabel sind, beispielsweise beim Biegen von lackierten oder polierten Materialien, können Sie diese mit speziellen Gummibändern vermeiden (siehe Abbildung 13). Bei der Herstellung von Details für die Luft- und Raumfahrt ist es äußerst wichtig, kratzfreie Details herzustellen, da es bei der visuellen Inspektion schwierig ist, zwischen Kratzern und Rissen zu unterscheiden.
Abbildung 13
Je einfacher, desto besser
Die Abkantpresse und ihre präzisen Werkzeuge können heutzutage ein hohes Präzisionsniveau erreichen. Und wenn Sie mit den richtigen Werkzeugen und Qualitätsmaterialien arbeiten, können Sie einen Flansch mit einem bestimmten Winkel und einem bestimmten Innenradius erzielen. Denken Sie daran, dass das Luftbiegen einen Innenradius als Prozentsatz der V-Matrizenöffnung bildet, daher ist die Verwendung der richtigen Werkzeuge sehr wichtig. Bei der Herstellung von Details mit mehreren Radien mit geringer Abweichungstoleranz steigen die Werkzeugkosten. Und bei Werkzeugen erhöht sich der Zeitaufwand für den Wechsel, was die Kosten noch weiter erhöht.
Vor diesem Hintergrund können Hersteller die Anzahl der erforderlichen Werkzeuge und Operationen begrenzen, wenn sie bei der Detailkonstruktion einige einfache Regeln beachten:
Der Innenradius sollte das 1,5-fache der Materialstärke betragen.
Die Länge der Flansche sollte mindestens das 6-fache der Materialstärke betragen. Dies gilt auch für Öffnungen im Detail. Dies liegt daran, dass die Öffnungen einen Abstand von der 6-fachen Dicke des Materials von der Biegelinie haben müssen.
Natürlich gibt es Ausnahmen von diesen Regeln und jede von ihnen bringt andere Komplikationen mit sich. Sie können eine V-Matrize mit einer engeren Öffnung verwenden, um einen engeren Radius oder einen kürzeren Flansch zu biegen, aber wenn Sie einen zu engen Radius biegen, besteht die Gefahr, dass entlang der Biegelinie Risse entsteht und die für das Werkzeug oder die Abkantpresse vorgesehene Tonnage überschritten wird. Sie können einen engeren Versatz biegen, aber auch dies erfordert ein spezielles Werkzeug und viel Kraft, um ihn zu erhalten.
Wenn die Details keinen kurzen Flansch, keine Z-Form oder einen engen Radius erfordern, warum dann den Prozess komplizierter machen?
Befolgen Sie diese einfachen Regeln und Sie werden die Qualität der Winkel verbessern, Sie reduzieren die Rüstzeit und die Preise der Werkzeuge.
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