Tonaż wykrawania szyn prądowych CNC: wzór i dobór maszyny

Tonaż wykrawania zależy od długości materiału ciętego w jednym skoku, grubości szyny prądowej oraz wytrzymałości materiału na ścinanie. Sama szerokość szyny nie decyduje o sile. Szyna miedziana 120 × 12 mm może wymagać niewielkiego obciążenia przy jednym małym otworze albo znacznie większego przy długim otworze podłużnym lub kilku otworach wykrawanych jednocześnie.

Poniższe obliczenie jest odpowiednie do wstępnego doboru maszyny. Nie zastępuje wykresu dopuszczalnych obciążeń prasy, znamionowej nośności stempla i matrycy ani próby na rzeczywistym gatunku miedzi lub aluminium kupującego.

Stosuj jeden układ jednostek od początku do końca

Najczystsza forma inżynierska wygląda tak:

Siła wykrawania (kN) = obwód cięcia (mm) × grubość (mm) × wytrzymałość na ścinanie (N/mm²) ÷ 1 000

Dla otworu okrągłego obwód cięcia wynosi π × średnica. Dla otworu prostokątnego bez korekty promienia narożnika wynosi on 2 × (długość + szerokość). Jeśli kilka stempli tnie w tym samym momencie, zsumuj ich obwody przed obliczeniem siły.

Poradnik oprzyrządowania CONIC opisuje tę metodę w kN i podaje referencyjne wartości wytrzymałości na ścinanie: 300 N/mm² dla miedzi i 200 N/mm² dla aluminium. Wartości te są przydatne do wstępnej oceny, ale stan materiału, stop i dane dostawcy mogą zmienić wynik. Nie oznaczaj 300 N/mm² jako 300 kg/mm²; mieszanie tych jednostek daje błędne przeliczenie.

Przykład obliczeniowy: otwór 13 mm w miedzi o grubości 10 mm

1. Obwód: π × 13 = 40,84 mm
2. Powierzchnia ścinania: 40,84 × 10 = 408,4 mm²
3. Siła: 408,4 × 300 ÷ 1 000 = 122,5 kN
4. Odpowiednik w tonach-siły: 122,5 ÷ 9,80665 = 12,5 tf

Jeśli certyfikat walcowni lub dostawca oprzyrządowania podaje 250 N/mm² dla rzeczywistego stanu miedzi, ta sama geometria daje 102,1 kN, czyli około 10,4 tf. Właśnie dlatego kupujący powinien zachować założenie materiałowe obok każdego wyniku.

Grubość i obwód skalują obciążenie liniowo

Poniższa tabela wstępnej oceny wykorzystuje otwór okrągły 13 mm, miedź 300 N/mm² i aluminium 200 N/mm². Wartości są obliczonymi obciążeniami cięcia, a nie zalecanymi parametrami prasy.

Podwojenie grubości podwaja obliczone obciążenie. Podwojenie średnicy otworu okrągłego również je podwaja, ponieważ obwód jest proporcjonalny do średnicy. Długi otwór podłużny może wymagać większej siły niż większy z wyglądu otwór okrągły, więc decydującym parametrem zapytania ofertowego jest maksymalny obwód cięcia na skok, a nie sam maksymalny otwór.

Przełóż obliczenie na wymagania maszyny

Zacznij od najtrudniejszego planowanego skoku, a następnie sprawdź warunki, których prosta formuła nie obejmuje:

• liczba otworów ciętych jednocześnie;
• nośność stempla i matrycy na wybranej stacji;
• obciążenie mimośrodowe i wykres obciążeń producenta prasy;
• siła dociskacza i sposób usuwania odpadu;
• zmienność stopu i stanu miedzi;
• zużycie stempla i interwał ostrzenia;
• ciągły cykl pracy i temperatura układu hydraulicznego;
• wszelkie obniżenia parametrów stosowane do specjalnych kształtów lub grubego materiału.

Dowolny mnożnik 30–50% nie zastępuje tych kontroli. Projekt może stosować margines inżynierski, ale jego wartość powinna pochodzić od producenta maszyny, producenta oprzyrządowania i zakresu materiałów kupującego. Zapisz zarówno obliczone obciążenie, jak i zatwierdzone ustawienie prasy w karcie procesu.

Stanowisko wykrawania i cięcia DHCNC-BP-60 ma publikowaną znamionową siłę wykrawania 600 kN, maksymalny gabaryt przedmiotu 6 000 × 200 × 15 mm i dokładność rozstawu otworów ±0,20 mm/m. Te dane opisują gabaryt maszyny; każdy proponowany układ otworów nadal wymaga powyższego obliczenia obwodu i potwierdzenia oprzyrządowania.

Luz matrycy to decyzja oprzyrządowa, a nie stała reguła dla szyn

Luz wpływa na obciążenie cięcia, zadzior, zaokrąglenie krawędzi, powierzchnię przełomu, usuwanie odpadu i trwałość narzędzia. Musi być także jednoznacznie określony jako luz całkowity lub luz na stronę.

CONIC definiuje luz całkowity jako otwór matrycy minus wymiar stempla, przy luzie na stronę równym połowie tej wartości. Jej poradnik luzu matryc tnących podaje referencyjne współczynniki dla miedzi dla konkretnego oprzyrządowania pras wykrawających servo-hydraulicznych i mechanicznych. Zaleca też pomnożenie wartości referencyjnej dla blach grubszych niż 3,2 mm przez około 1,4 i sprawdzenie specyfikacji maszyny.

Ta tabela to punkt wyjścia, a nie uniwersalne ustawienie dla szyn prądowych. Luz całkowity 15% i luz na stronę 15% to dwa bardzo różne narzędzia. Umieść te pozycje na rysunku oprzyrządowania:

• gatunek i stan materiału;
• grubość nominalna i dopuszczalna zmienność;
• wymiar stempla;
• wymiar matrycy;
• luz całkowity i luz na stronę;
• dopuszczalna wysokość zadzioru i stan powierzchni cięcia;
• instrukcje smarowania i ostrzenia.

Rozstaw otworów i odległość od krawędzi wynikają z konstrukcji części

Reguły takie jak „odległość od krawędzi równa się dwóm średnicom otworu” mogą być przydatnymi heurystykami warsztatowymi, ale nie są uniwersalnymi wymaganiami IEC 61439. Rozerwanie krawędzi, naprężenia dociskowe złącza, powierzchnia styku, wymiary podkładki, odległości izolacyjne i zweryfikowana konstrukcja zestawu — wszystko to wpływa na dopuszczalną geometrię.

Maszyna powinna odtwarzać zatwierdzony rysunek; nie powinna wymyślać jego ograniczeń konstrukcyjnych. W pracach rozdzielnicowych rozdziel trzy pytania:

1. Czy konstrukcja szyny i złącza spełnia weryfikację elektryczną i mechaniczną projektanta zestawu?
2. Czy stempel i matryca mogą wykonać element bez nadmiernych odkształceń lub ryzyka dla narzędzia?
3. Czy maszyna utrzyma tolerancję z rysunku na całej długości szyny i w całej partii?

IEC 61439 reguluje rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe (zestawy). Nie określa ogólnego wymagania pozycji otworów ±0,1 mm dla każdej szyny. Zakres IEC 61439-1 należy zatem cytować jako ramy dla zestawów, a nie tabelę tolerancji obróbki.

Zbuduj powtarzalną warsztatową kartę obliczeniową

Dla każdej powtarzalnej rodziny części przechowuj geometrię otworu lub otworu podłużnego, liczbę jednoczesnych elementów, gatunek materiału, grubość, źródło wytrzymałości na ścinanie, obliczone kN, stację narzędziową, luz, zatwierdzone ustawienie maszyny i wynik kontroli. Przeliczaj ponownie za każdym razem, gdy zmieni się materiał, grubość, układ narzędzi lub liczba jednoczesnych otworów.

Kupujący porównujący klasy maszyn mogą skorzystać z szerszego przewodnika wyboru maszyny CNC do wykrawania szyn prądowych w kwestiach wieżyczki, gniazdowania i konserwacji. Arkusz tonażu powinien pozostać źródłem prawdy dla decyzji o obciążeniu.