A lemezalakítás kulcsfogalmai
A lemezalakítás során több tervezési szempontot is figyelembe kell venni a kész alkatrész méreteivel kapcsolatban. Mielőtt ezekre a kulcsfontosságú fogalmakra rátérnénk, hasznos megérteni néhány alapvető kifejezést:
Semleges tengely: Egy képzeletbeli vonal a fém belsejében, amely hajlítás közben sem nyúlik, sem nem sűrűsödik össze.
Húzott zóna: A hajlítás külső része, ahol az anyag nyúlik.
Nyomott zóna: A hajlítás belső része, ahol az anyag összesűrűsödik.
Hajlítási vonal: Az egyenes vagy íves vonal, amely mentén a hajlítás történik.
Perem hossza: A hajlítási vonaltól kifelé nyúló lapos szakasz hossza.
Az alábbiakban ismertetjük a fő tervezési és gyártási fogalmakat.
Kanyarozási sugár
A hajlítási rádiusz a lemez hajlításakor kialakuló belső görbületi sugár. Ez elsődleges tervezési változó, amely befolyásolja a méretpontosságot, szilárdságot, alakot és szerkezeti integritást.
Minden anyagnak és vastagságnak van egy minimális hajlítási sugár —egy határértéke, amely alatt a hajlítás sérülés nélkül lehetetlen. Általános szabály, hogy a minimális hajlítási rádiusznak legalább meg kell egyeznie az anyagvastagsággal.
Minimális hajlítási sugár (R min. ) = Anyagvastagság (t)
Hajlítási korrekció
Hajlítás közben az anyag a hajlított részen megnyúlik, emiatt az alkatrész teljes síkbeli hossza kissé rövidebb, mint peremeinek összege. Hajlítási korrekció az az összeg, amelyet le kell vonni a teljes kiterített hosszból ahhoz, hogy a hajlítás után a kívánt végső méretet elérjük.
Hajlítási korrekció = 2 × (Külső visszahúzódás – Hajlítási ráhagyás)
A hajlítási korrekció pontos figyelembevétele elengedhetetlen a megfelelő alkatrész-hossz és specifikációk eléréséhez. A korrekciós érték függ az anyag típusától, vastagságától és a hajlítási sugártól.
Hajlítási hozzáadás
A hajlítási ráhagyás a semleges tengely mentén hajlított ív részhez szükséges anyaghossz. Amikor egy lemezt hajlítanak, a belső oldal összenyomódik, a külső oldal nyúlik, de a semleges tengely hossza változatlan marad.
A hajlítási ráhagyás figyelembe veszi az anyagvastagságot, a hajlásszöget, a hajlítási módszert és a K-tényezőt. A két perem közötti semleges tengely ívhosszát jelképezi.
K-tényező
A K-faktor a lemezalkatrész-tervezés egyik kulcsparamétere, amelyet a semleges tengely eltolódásának és az anyagvastagságnak az arányaként definiálnak. Általában 0 és 1 között mozog (a gyakorlatban általánosan 0,25 és 0,5 között). Például egy 0,3-as K-faktor azt jelenti, hogy a semleges tengely a hajlított felülettől számított anyagvastagság 30%-ánál helyezkedik el.
A K-faktor segít becsülni, hogy az anyag mennyire nyúlik vagy sűrűsödik, és a hajlítási ráhajtás kiszámításához használják. Az ajánlott értékek az anyagtól és a hajlítási sugártól függően változhatnak.
Hajlításkönnyítő
A hajlítási kivágás (bend relief) egy kis bevágás vagy horony, amelyet a hajlítási vonal végén hoznak létre, hogy megakadályozzák az anyag szakadását vagy deformálódását. Különösen fontos a szerkezeti integritás és a méretpontosság fenntartása szempontjából, ha a hajlítás nem fut végig az egész alkatrészen.
A hajlítási kivágásokra nem szükség olyan hajlításoknál, amelyek teljesen az egyik széltől a másikig futnak. Akkor alkalmazzák őket, ha a hajlítás a lemezen belül ér véget, hogy elkerüljék a feszültségkoncentrációt.
Tervezési szabály:
Minimális kivágási szélesség ≥ Anyagvastagság (t)
Minimális kifúrás mélysége ≥ t + Hajlítási rádiusz (R) + 0,5 mm
Egy kapcsolódó fogalom a sarki kifúrás , amely egy vágás az egymást metsző hajlítási vonalak mentén, hogy tiszta sarkokat alakíthasson ki és megakadályozza a repedést.
Visszasugrás
A hajlítóerő megszüntetése után a fém részben visszatér az eredeti alakjába az rugalmas visszahatás miatt – ezt nevezzük visszasugrás . Hatással van a végső hajlítási szögre és rádiuszra, ezért a terveknek kompenzálniuk kell ezt a jelenséget a pontosság érdekében.
A rugalmas visszahajlás a anyag rugalmas tulajdonságaitól, a hajlítási rádiusztól és a hajlítási módszertől függ. A nagyobb folyáshatárú anyagok nagyobb rugalmas visszahajlást mutatnak.
Hajlítási sorrend
A hajlítási sorrend annak a sorrendje, ahogyan több hajlítást hajtanak végre egyetlen lemezen. A jól megtervezett sorrend elkerüli a szerszámok ütközését, az alkatrész deformálódását és a kezelési problémákat. Általában a hajlításokat kívülről befelé végzik, és az egyszerűbb vagy nagyobb hajlításokat hajtják végre először, mielőtt a bonyolultabbakat végeznék. A sorrendnek illeszkednie kell a rendelkezésre álló szerszámokhoz és a gép képességeihez is.
Szemcseirány
A fémek kristályos szemcseszerkezettel rendelkeznek, amely gyártási folyamatukból (pl. hengerlés) ered. Ezeknek a szemcséknek az iránya befolyásolja az anyag hajlíthatóságát.
A repedés kockázatának csökkentése érdekében, különösen éles hajtások vagy bizonyos anyagok esetén, a hajtás vonalát úgy kell irányítani, hogy a rostirányra merőleges a szemcseirányhoz képest merőleges legyen. A szemcseiránnyal párhuzamos hajlítás növeli a törések esélyét.
