Plaatwerk buigen

Buigen - ook wel flenzen of afkantpersen genoemd - is een van de belangrijkste en meest gebruikte technieken bij de fabricage van plaatwerk met hoge precisie.

Door het buigen van plaatstaal kunnen fabrikanten een recht stuk plaatstaal veranderen in een gebogen onderdeel, en dit kan veel kosteneffectiever zijn dan het lassen of het aan elkaar bevestigen van twee afzonderlijke stukken.

Het buigproces werkt meestal door buiggereedschappen te gebruiken om kracht op het plaatwerk uit te oefenen op een manier die permanente vervorming veroorzaakt. Er zijn echter veel verschillende buigmethoden en stukken buigmachines die kunnen worden gebruikt om het beste resultaat te bereiken. Complexe buigberekeningen zorgen ervoor dat aan nauwe toleranties kan worden voldaan.

Dit artikel dient als een inleiding tot het buigen van plaatstaal, waarbij wordt gekeken naar de basisprincipes van buigen, typische buigapparatuur, soorten buigen van plaatstaal en technische overwegingen zoals buigtoelagen en terugvering.

Wat is plaatwerk buigen ?

Het buigen van plaatstaal is een metaalbewerkingstechniek die wordt gebruikt om platte stukken plaatstaal om te zetten in V-vormen, U-vormen of kanaalvormen.

Het is een belangrijk en gemakkelijk fabricageproces, aangezien het buigen van een plat stuk plaatstaal in een nieuwe vorm aanzienlijk goedkoper is dan bijvoorbeeld het machinaal bewerken van een V-, U- of kanaalvorm uit een massief werkstuk of gieten in een gieterij. Bovendien levert buigen een sterker onderdeel op dan bijvoorbeeld twee platte stukken plaatwerk aan elkaar lassen tot een V-vorm.

Veel soorten plaatbuigen omvatten het gebruik van een machine die een rem wordt genoemd, ook wel een buigmachine of een plaatmetaalvouwer genoemd. Kracht kan handmatig of met bijvoorbeeld hydrauliek worden uitgeoefend. Een hydraulische pers kan hoge krachten uitoefenen en daardoor grotere plaatdiktes buigen.

Plaatwerk buigen apparatuur

Het belangrijkste stuk gereedschap voor het buigen van plaatwerk is de rem , die in verschillende vormen voorkomt:

• Een kroonlijstrem is een eenvoudige buigmachine - en de meest gebruikte plaatrem in de productie - die een stuk plaatmetaal op een plat oppervlak klemt en vervolgens, via beweging van een beweegbaar buigblad, kracht gebruikt om rechte bochten of eenvoudige vouwen te maken.
• Een kantpers is een buigmachine die een bewegende pons en een bijbehorende matrijs gebruikt. Tijdens de buigbewerking wordt plaatmetaal op de matrijs geplaatst en wordt de pons met kracht in het metaal bewogen, waardoor deze in de matrijsopening wordt geduwd. Afhankelijk van de vorm van de matrijs, kan een kantpers worden gebruikt om V-bochten, U-bochten en andere vormen te maken.
• Een bak-en-pan rem (ook bekend als een vingerrem) is een ander soort plaatwerkrem die een rij metalen "vingers" gebruikt om meerdere buiglijnen te maken. Zoals de naam al doet vermoeden, wordt de bak-en-pan-rem vaak gebruikt om dozen op maat te maken.
• Een balkmap is een kleine en eenvoudige buigmachine met een enkele handgreep die het plaatwerk vastklemt en in één beweging buigt.

Soorten plaatwerk buigen

Er zijn verschillende soorten buigingen die worden gebruikt om op verschillende manieren verschillende buigingen te maken. Drie van deze buigmethoden (luchtbuigen, bodemen en munten) gebruiken een kantpers, terwijl de andere verschillende machines gebruiken om de gewenste buigingen te maken.

Luchtbuigen

Luchtbuigen is een afkantpersmethode waarbij een pons plaatmetaal in een matrijs dwingt, maar niet zo ver dat het de wanden van de dobbelsteen raakt.

Deze methode is niet zo nauwkeurig als andere, maar het is zeer flexibel:het kan worden gebruikt om V-, U- en andere gevormde bochten te maken. Dit komt mede doordat de matrijsgeometrie niet exact hoeft overeen te komen met de gewenste plaatmetaalbocht, omdat er geen contact wordt gemaakt tussen de twee oppervlakken.

Bottoming

Dieptepunt is een andere methode voor het buigen van kantpersen. Tijdens het bodemproces dwingt de pons het plaatwerk volledig in de matrijs, waardoor een buiging ontstaat die overeenkomt met de geometrie van de binnenkant van de matrijs. Het maakte vroeger V-vormige bochten.

Munten

Munten is een duurdere vorm van het buigen van een kantbank, waarbij een pons met veel grotere kracht op het plaatwerk en in de matrijs wordt neergelaten, waardoor een permanente vervorming ontstaat met zeer weinig terugvering. (Dit betekent dat het metaal niet buigt zodra de pons is teruggetrokken.)

Opvouwen

Het vouwen kan worden uitgevoerd op machines zoals een kroonlijstrem of een barfolder. Het plaatwerk wordt op zijn plaats geklemd voordat een klembalk omhoog komt om het metaal rond een profiel te buigen. Vouwen zorgt voor een V-vormige buiging en maakt positieve of negatieve buighoeken mogelijk.

Wissen

Vegen (of kantbuigen of veegbuigen) is een andere buigmethode die geschikt is voor machines zoals kroonlijstremmen en staafmappen (en in sommige gevallen kantpersen). Het is sneller dan vouwen, maar kan meer schade toebrengen aan het oppervlak van het plaatwerk.

Rolbuigen

Rolbuigen is misschien wel het meest unieke proces voor het vormen van plaatwerk vanwege de gebruikte machines. Een rolbuigsysteem heeft drie cilindrische rollen om plaatmetaal in een boog te buigen en is daarom handig voor de fabricage van buizen, buizen en andere afgeronde onderdelen.

Stap buigen

Stapbuigen - ook wel hobbelbuigen genoemd - is een manier om een ​​gladde gebogen bocht (zoals die geproduceerd door rolbuigen) te benaderen met behulp van een kantpers. Door verschillende kleine V-vormige bochten achter elkaar uit te voeren, kan stapsgewijs buigen produceren wat lijkt op een gebogen bocht.

Springback uitgelegd

Wanneer plaatmetaal in een nieuwe vorm wordt gebogen, veert het natuurlijk tot op zekere hoogte terug nadat de buigkracht is verwijderd. Dit wordt "terugvering" genoemd.

Terugvering treedt op vanwege de druksterkte van het gebogen plaatwerk. Wanneer plaatmetaal wordt gebogen, wordt aan de ene kant getrokken en uitgerekt, terwijl de andere kant wordt samengedrukt; omdat het materiaal echter een hogere druksterkte heeft dan treksterkte, weerstaat de samengedrukte zijde met succes de vervorming en decomprimeert zichzelf wanneer de kracht wordt weggenomen.

Terugvering is geen groot probleem, maar het betekent dat fabrikanten de verwachte terugvering moeten compenseren door overbuigen het plaatwerk. Als het metaal opzettelijk iets te ver is gebogen, zal een kleine mate van natuurlijke terugvering resulteren in de juiste hoek.

Natuurlijk is het berekenen van de terugvering verre van eenvoudig, en er zijn verschillende variabelen die de ernst van de terugvering beïnvloeden, waaronder het type en de dikte van het materiaal. Ook resulteren grotere binnenradii in een grotere terugvering.

Berekeningen en toeslagen

Wanneer een stuk plaatstaal wordt gebogen, wordt de zijkant buiten de bocht langwerpig en worden de afmetingen daarom gewijzigd. Dit betekent dat bijvoorbeeld de totale lengte van de twee benen van een V-vormige bocht langer zal zijn dan het oorspronkelijke vlakke patroon.

Dus als de afmetingen worden gewijzigd, hoe ontwerpen we dan een onderdeel nauwkeurig, zodat het bij andere componenten past? Hoe bepalen we hoe lang het platte stuk plaatwerk moet zijn? Om veranderingen in afmetingen te compenseren, moeten we buigtoeslag . opnemen :het verschil tussen de lengte van de uitgevouwen plaat en de som van de lengtes van elke poot van het afgewerkte gebogen onderdeel.

Buigtoeslagberekeningen houden rekening met factoren zoals plaatdikte, buigradii, buighoeken en K-factor (verhouding tussen neutrale aslocatie en materiaaldikte). De benodigde buigtoeslag voor een plaatwerkdeel kan worden berekend met behulp van een buigtoeslagcalculator.

Beste plaatwerkmaterialen en kalibers om te buigen

Sommige plaatmaterialen zijn beter te buigen dan andere. Over het algemeen zijn de beste buigmaterialen kneedbaar en niet broos.

Populaire materialen voor het buigen van plaatwerk zijn onder meer:

• Zacht staal :Kan bij elke temperatuur worden gebogen.
• Verenstaal :Buigbaar na gloeien.
• Gelegeerd staal 4140 :Buigbaar na gloeien.
• Aluminium 5052 :Zeer buigzaam in vergelijking met andere aluminiumlegeringen.
• Koper :Zeer buigzaam.

Materialen die moeilijker (maar niet onmogelijk) te buigen zijn, zijn aluminium 6061, koolstofstaal, titanium, messing en brons. Roestvrij staal kan worden gebogen, waarbij de 300-serie taaier is dan andere.

Graanrichting

De richting plaatwerk graan — de richting waarin de kleine kristallen van het metaal zijn langwerpig vanwege het oorspronkelijke rollen van de plaat - beïnvloedt hoe het buigt.

De korrelrichting maakt plaatwerk sterker over de ene as en zwakker over de andere. Met de korrel mee buigen (in de lengterichting) kan de kans op barsten, scheuren of sinaasappelschil vergroten; tegen de stroom in buigen verkleint de kans dat deze problemen optreden.

Maar hoewel buigen tegen de korrel de kans op breuk verkleint, vereist het ook meer kracht, omdat het plaatwerk sterker is. Het kan daarom resulteren in meer terugvering en in dit opzicht een grotere compensatie vereisen.

3ERP is een expert op het gebied van plaatwerkprototyping met jarenlange ervaring in het buigen van materialen. Neem contact met ons op voor een gratis citaat op uw volgende plaatwerkproject.