Effetto della direzione delle venature sulla piegatura della lamiera

Se gli operatori della pressa piegatrice piegano un piccolo raggio rispetto alla grana del materiale, ovvero la linea di piegatura corre parallela alla direzione della grana del materiale, dovrebbero fare attenzione alle crepe. Immagini Getty

Domanda: Un tuo precedente articolo suggerisce che formandosi "con" la direzione delle venature si manifesteranno delle fessurazioni. Potrei essere confuso dalla verbosità. Ciò significa che le venature corrono perpendicolari o parallele alla linea di piegatura?

Stavo facendo ricerche sull'argomento perché stiamo piegando alluminio 3003 H14 da 0,060 pollici (vedi Figura 1) e il mio attrezzista vuole che progetti le pieghe parallele alle venature, perché sarà più facile per lui lavorare sullo strumento. Non mi fa impazzire questa idea, ma penso che andrà bene. Si noti inoltre che questa è una piegatura offset che verrà eseguita in una pressa per stampaggio alimentata a bobina, non in una pressa piegatrice, ma presumo che si applichino almeno alcuni dei fondamenti della formatura dei metalli. Qualsiasi ulteriore indicazione su questo argomento sarebbe molto apprezzata.

Risposta: prima di approfondire questo argomento, vorrei iniziare con il tuo commento sulla verbosità. La confusione sulla verbosità è uno dei maggiori problemi che il nostro settore deve affrontare. Questa affermazione è vera sia che tu stia imparando in classe o discutendo di un progetto sul lavoro.

Pochissimi termini specifici del settore sono intercambiabili. L'indennità di piega di una persona non può essere il fattore k di un'altra persona, e un fattore k non è una detrazione di piega, anche se visito negozi dove questo è esattamente il caso. Poiché questi termini hanno significati e applicazioni esatti, il loro uso improprio rende complicata la comunicazione di idee complesse e la creazione di parti di qualità molto più difficile da realizzare. L'uso improprio della terminologia è spesso brutale da correggere e tutti daranno la stessa risposta sul motivo per cui usano i termini nel modo in cui li usano: perché è così che l'ho imparato.

Per mettere tutti sulla stessa lunghezza d'onda e utilizzare correttamente la terminologia, consiglio di pubblicare un semplice grafico a muro laminato o un volantino con tutte le definizioni pertinenti. Eccone alcuni che potresti includere:

Queste sono solo alcune definizioni rilevanti; ci sono più. Tuttavia, quando tutti usano la lingua correttamente, beh, hai capito.

Ora torniamo all'argomento in questione: la relazione tra la direzione delle venature e la linea di piegatura. Negli articoli precedenti, ho usato "piegare con la fibra" quando la linea di piegatura è parallela alla direzione della fibra, come mostrato nella Figura 1. Piegare "attraverso" o "attraversare" rispetto alla fibra è quando la linea di piegatura corre perpendicolare a la grana, che crea una curvatura più forte che ha meno probabilità di rompersi (vedere Figura 2).

La piegatura parallela alle venature creerà una piega più debole rispetto a una linea di piegatura che corre contro o trasversalmente alle venature. Inoltre, il raggio esterno della curvatura è più soggetto a fessurazioni quando si piega parallelamente alla direzione delle fibre. Quanto più piccolo è il raggio interno quando si piega parallelamente alla direzione delle venature, tanto maggiori sono le possibilità che si verifichino fessurazioni e tanto più grave può essere la fessurazione. L'utilizzo di un raggio di curvatura più ampio può aiutare a prevenire questi problemi.

È necessaria più forza per piegare un pezzo di materiale quando la linea di piegatura attraversa la fibra, ma la stessa curvatura trasversale può anche contenere un raggio di curvatura interno molto più piccolo. Inoltre, la profondità di penetrazione può cambiare da piegatura a piegatura, a seconda dell'orientamento della linea di piegatura rispetto alla grana del materiale.

Non tutti i materiali hanno una direzione delle venature. Il rame non ha grano; i laminati a caldo decapati e oliati (HRP&O) ne hanno alcuni; e nell'acciaio dolce laminato a freddo, la grana può essere piuttosto pronunciata. Nell'acciaio inossidabile può essere difficile e talvolta impossibile definire la grana e la direzione della grana. I materiali con una direzione delle venature che influenza l'angolo di piega sono considerati anisotropi. I materiali che non hanno questa proprietà sono considerati isotropi.

FIGURA 1. Le pieghe realizzate con la venatura (ovvero, la linea di piegatura corre parallela alla direzione della venatura) hanno una maggiore probabilità di fessurazione.

Uno dei modi migliori per alleviare le fessurazioni è rendere il raggio di curvatura interno il più vicino possibile allo spessore del materiale; ovvero, rendere il rapporto tra il raggio di curvatura interno e lo spessore del materiale il più vicino possibile a un rapporto uno a uno. Un raggio più piccolo tira saldamente il materiale attorno alla curvatura e quindi separa i grani, manifestandosi come crepe. Raramente si vedono crepe nelle curve in cui il raggio è maggiore dello spessore del materiale. Occasionalmente, i grani possono staccarsi perché si allungano o si estendono troppo il raggio esterno. Di solito, questo si riscontra nei materiali meno duttili o con tempra elevata, come l'alluminio T-6. Tuttavia, tali crepe non sono comuni.