Calcolo forza di piegatura

Tonnellaggio della pressa piegatrice: cosa dice e cosa non dice quel numero

La forza necessaria per piegare una lamiera è dominata da un solo termine, e non è quello che la gente si aspetta. La forza cresce con il quadrato dello spessore del materiale: una lamiera da 4 mm non richiede il doppio del tonnellaggio di una da 2 mm, ne richiede all'incirca quattro volte tanto. È per questo che un lavoro che ieri girava tranquillamente oggi può sovraccaricare la macchina dopo quella che sembrava una piccola modifica di specifica. Conta anche la lunghezza, ma solo in modo lineare: raddoppia la lunghezza di piega e raddoppi la forza. Quindi, quando una piega non vuole saperne di andare, guarda prima lo spessore e poi la lunghezza.

L'apertura della matrice è la manopola che nessuno pensa di girare

L'apertura della matrice sta al denominatore, il che significa che una V più ampia riduce la forza necessaria in proporzione diretta. Il punto di partenza standard è un'apertura V pari a circa otto volte lo spessore del materiale, ed è un compromesso reale più che una legge: una V più ampia abbassa il tonnellaggio ed è più delicata con l'utensileria, ma produce un raggio interno più grande e richiede un'ala più larga su cui appoggiare. Una V più stretta dà un raggio più chiuso al prezzo di molta più forza e di più segni sulla superficie. Se una piega è al limite della capacità della tua macchina, allargare la V è di solito il rimedio più economico a disposizione, e non costa nulla se non un cambio utensile.

Piegatura in aria, a fondo stampo e coniatura sono tre lavori diversi

Il calcolo qui è per la piegatura in aria, in cui la lamiera tocca soltanto la punta del punzone e le due spalle della matrice e non arriva mai sul fondo della V. È così che si esegue la stragrande maggioranza delle pieghe di produzione, ed è il motivo per cui un solo set di utensileria copre molti angoli. La piegatura a fondo stampo preme il materiale dentro la matrice e richiede tipicamente da tre a cinque volte la forza. La coniatura schiaccia il materiale finché non scorre plasticamente per tutto il suo spessore e può richiederne da otto a dieci volte, o più. Se qualcuno cita un tonnellaggio molto più alto di quello di questo calcolatore, verifica a quale dei tre si riferiva prima di dare per scontato che uno dei due numeri sia sbagliato.

Il ritorno elastico, e perché l'angolo che pieghi non è l'angolo che ottieni

Il metallo è elastico prima di essere plastico, quindi ogni piega si rilassa leggermente quando il punzone risale. Piega a 90 gradi e ne misurerai 91 o 92, e quanto più il materiale è duro e spesso tanto più recupera — gli acciai ad alta resistenza ritornano indietro in modo marcato rispetto all'acciaio dolce, e l'alluminio si colloca a metà strada e varia a seconda della lega. È normale, e si compensa con la sovrapiegatura: mira un grado o due oltre il tuo obiettivo e lascia che si assesti dove vuoi tu. L'entità esatta è una proprietà del tuo lotto di materiale, della tua utensileria e della tua macchina, ed è per questo che la prima piega di qualsiasi lavoro dovrebbe essere un pezzo di prova e non un pezzo buono.

Direzione di laminazione e la crepa che compare all'esterno

La lamiera laminata ha una fibra, e non è un dettaglio estetico. Piegare trasversalmente alla fibra è il verso sicuro; piegare lungo di essa mette le fibre in trazione per il lungo e può far crepare la faccia esterna, soprattutto nell'alluminio e negli acciai a più alta resistenza. Se puoi scegliere quando disponi i pezzi sulla lamiera, orienta le pieghe trasversalmente alla fibra. Quando non puoi, i rimedi sono un raggio interno più grande oppure uno stato di fornitura diverso del materiale. Fai attenzione anche alla condizione del bordo: un bordo tagliato al laser o al plasma è indurito e leggermente intaccato, e una linea di piega che attraversa un bordo ruvido o rovinato troverà quell'intaglio e farà partire da lì una crepa. Sbavare prima di piegare non è una questione estetica.

Dallo sviluppo in piano al pezzo finito

Una piega consuma materiale, ed è per questo che uno sviluppo in piano è sempre più corto della somma dei lati finiti. Il materiale all'esterno della piega si allunga, quello all'interno si comprime, e da qualche parte tra i due si trova un asse neutro che non fa né l'una né l'altra cosa. È ciò che descrivono l'abbuono di piega e la detrazione di piega, e sbagliarli è il motivo più comune per cui un pezzo esce dalla piegatrice con gli angoli giusti e le quote sbagliate. Il CAD moderno lo calcola al posto tuo a partire da un fattore K, ma il fattore K è un'ipotesi sulla tua utensileria, non una costante universale. L'abitudine affidabile con un materiale nuovo o una matrice nuova è piegare una striscia di prova, misurare il risultato reale e correggere lo sviluppo in piano partendo dalla realtà anziché dalla teoria.

Come si calcola la forza di piegatura

Per la piegatura in aria, la regola pratica standard è F (kN/m) = (K × Rm × S²) / V — con K una costante di geometria della matrice (1,42 in questo caso, le fonti indicano un intervallo di 1,3–1,6), Rm la resistenza a trazione del materiale, S lo spessore della lamiera e V l'apertura della matrice. Moltiplica per la lunghezza di piega per ottenere la forza totale; dividi i kN per 9,81 per ottenere le tonnellate metriche mostrate sulla maggior parte degli indicatori delle presse piegatrici. Nota la S²: raddoppiare lo spessore quadruplica la forza — per questo la lamiera spessa richiede macchine così pesanti.