Projektowanie elementów blaszanych może być niezwykle satysfakcjonujące, ale wymaga równocześnie umiejętnego połączenia pomysłowości z rzeczywistymi możliwościami produkcji. Przybliżę dzisiaj ten wątek i przedstawię porady i zasady jakimi powinien konstruktor kierować się w procesie projektowania tzw. sheet metal. Dowiecie się, jak zaprojektować elementy blaszane, tak aby zachować ich pełną funkcjonalność, ograniczyć koszt produkcji oraz zabezpieczyć się przed typowymi błędami.
Jak projektować części z arkusza blaszanego ?
Odpowiednio zaprojektowane arkusze blaszane, szczególnie w formie CAD pozwalają zaoszczędzić pieniądze, przyśpieszają czas produkcji seryjnych sztuk, ale przede wszystkim zwiększają zapewniają spójność wymiarową.
Wymiarowanie części powinno odbywać się zawsze w jednym kierunku, ze względu na sekwencyjny proces gięcia. Takie wymiarowanie pozwoli kontrolować nakładające się z każdym gięciem tolerancje. Żeby nie przewyższać kosztów produkcji, staraj się nie narzucać tolerancji wyższej niż +- 0,5mm, z pewnością większe dokładności są osiągalne na prasach krawędziowych, jednakże zwiększą znacznie koszt produkcji.
Dla mniej wtajemniczonych prasa krawędziowa to maszyna używana do formowania i gięcia płaskich arkuszy metalu, tworząc na ich krawędziach różne kształty lub zakrzywienia. Wykorzystuje się ją głównie w przemyśle mechanicznym do produkcji elementów konstrukcyjnych, blacharskich i innych wyrobów z blachy.
Jeśli to możliwe – staraj się zachować jednakowy promień gięcia dla całej części, zminimalizuje to koszty związane z dodatkowym przezbrojeniem, ale również możliwości pomyłki.
Stosuj wymiarowanie zewnętrzne, chyba że krytyczną dla Ciebie odległością jest wymiar wewnętrzny. Pomiar wewnętrzny lub mieszany może wymusić na podwykonawcy zastosowanie odpowiednich przymiarów, które zmuszony będzie wykonać.
Wytłoczenia i przesunięcia
Wymiaruj w taki sposób aby znajdowały się po jednakowej stronie blachy, chyba że zależy Ci aby utrzymać zewnętrzny kontur. Bezsprzecznie utrzymanie tolerancji do miejsca przyłożenia stempla prasy krawędziowej jest dużo łatwiejsze i pozwoli w tym wypadku na jej zawężenie.
Unikaj nadmiarowych wymiarów oraz zbyt ciasnych tolerancji, które mogą wpłynąć bardzo drastycznie na całościowy koszt wykonania detalu. Elementy projektowanie z blachy, zazwyczaj nie wymagają dużych dokładności, czasem są to osłony, czasem konstrukcje spawane. W drugim przypadku, tolerancje lepiej uzyskać obróbką skrawaniem po całej operacji spawania.
Promień wewnętrzny
Aby uniknąć problemów związanych z płynięciem materiału lub jego pękaniem, ważne jest aby utrzymywać wewnętrzny promień gięcia odpowiadający grubości materiału projektowanego detalu. Stosowanie mniejszego promienia może wpłynąć na jego wytrzymałość i prowadzić do pęknięcia w trakcie pracy, ale też już w fazie produkcyjnej.
Odciążenie zagięcia
W procesie projektowym trzeba zwrócić uwagę na miejsce zagięcia krawędzi. Jeśli zagięcie wykonamy przy samej krawędzi, może to spowodować pękniecie materiału w okolicy promienia gięcia. Operacja powinna zostać wykonana w odległości minimum wartości promienia powiększonego o współczynnik 1,1, a w przypadku gięcia wewnątrz materiału zaleca się wykonanie odciążenia w postaci rowków, o głębokości dwukrotnie większej od promienia, a stosunek szerokości odciążenia do grubości materiału powinien oscylować w stosunku 1,2:1.
Formowanie w okolicy otworów
Aby zaoszczędzić na kosztach związanych z poprawkami lub skrawania otworów w wykonanych już elementach blaszanych, trzeba stosować się do założeń przedstawionych poniżej:
– Dla otworów lub slotów o średnicy mniejszym niż 20mm, minimalny dystans od płaszczyzny bazowej zagięcia powinien wynosić : D = 2T + R
– Dla średnicy powyżej 20 mm wymiar ten wygląda następująco D = 2,5T + R, gdzie:
D – Dystans minimalny
T – Grubość materiału
R – Promień gięcia
Minimalna długość zagięcia
Aby nie tworzyć dodatkowych operacji, a jednocześnie nie zwiększać kosztów, zaleca się aby stosunek wysokości zagięcia do grubości materiału był następujący:
L = 2,5T + R, gdzie:
L – Długość minimalna krawędzi
T – Grubość materiału
R – Promień gięcia
Odkształcenie krawędzi gięcia
Przy nie zachowaniu odpowiedniej proporcji promienia gięcia do grubości materiału, a co za tym idzie zwiększenia grubości przy proporcjonalnym zmniejszaniu promienia, na krawędzi może powstać zniekształcenie co pokazano na rysunku poniżej. Aby zminimalizować prawdopodobieństwo wystąpienia zniekształcenia zaleca się wykonanie odciążenia w postaci podcięcia górnej i dolnej części krawędzi gięcia.
Podsumowanie
Reasumując powyższe, proces projektowy jest bardzo ważny z punkty widzenia sekwencji wytwórczej. Niewątpliwie programy typu CAD przyjmują chętnie większość udziwnień projektanta, w przeciwieństwie do maszyn formujących, które mogą sobie z nimi nie poradzić. W związku z powyższym, staraj się projektować elementy w taki sposób aby zmaksymalizować ich możliwości wykonawcze oraz minimalizować niepotrzebne koszty wynikające z niedopatrzeń, przeoczeń oraz niekompetencji.
Chcesz kontynuacji i rozszerzenia tego tematu ? Daj znam znać w komentarzu !
A jeśli chcesz poznać tajniki bezpieczeństwa pracy z ładunkiem ręcznym to przeczytaj ten post