Guida tecnica: piegatura a rilievo della lamiera – come realizzare curve con raggio ampio

Sintesi

Nella lavorazione quotidiana della lamiera, gli operatori devono solitamente gestire angoli retti di 90 gradi o altre pieghe acute standard. Tuttavia, realizzare una parte in lamiera con una curva di grande raggio rappresenta una sfida unica, poiché le attrezzature standard per piegatrici sono progettate per pieghe V standard.

Il metodo più efficace per realizzare una curva di grande raggio senza attrezzature personalizzate è un processo noto come piegatura a gradini (o step bending). Questa guida illustra i calcoli teorici alla base della piegatura a gradini , inclusi la lunghezza dell’arco, il numero di pieghe e l’angolo per ogni singola piega, per aiutarvi a ottenere curve di grande raggio precise utilizzando una piegatrice CNC.

Il principio della piegatura a gradini

La piegatura a gradini utilizza una matrice V standard e un punzone standard per creare una curva ampia mediante una serie di pieghe multiple, ciascuna con un angolo ridotto. Controllando la distanza di avanzamento (passo) e la profondità di penetrazione del punzone ad ogni colpo, la piegatrice CNC approssima efficacemente un arco continuo di grande raggio.

Calcolo passo-passo della piegatura a gradini

Per comprendere il calcolo, utilizziamo un esempio pratico con i seguenti parametri (come indicato nel disegno CAD di riferimento):

· Spessore della lamiera (T): 2 mm

· Angolo totale di piegatura: 120° (ciò significa che il pezzo viene piegato di 60°, lasciando un angolo compreso di 120°)

· Raggio esterno: R30

· Raggio dell’asse neutro (R): R29 (per i calcoli dell’arco, si utilizza l’asse neutro, che si trova tipicamente a metà dello spessore del materiale rispetto al raggio interno. Raggio esterno R30 meno metà spessore di 1 mm = R29)

· Lunghezza dell’arco dell’asse neutro (L): 30,37 mm

Per programmare la piegatrice CNC, dobbiamo calcolare due valori fondamentali: il Numero di piegature e la Angolo per curvatura .

1. Calcolare il numero di curvatures

Innanzitutto, determinare la distanza di avanzamento (dimensione del passo) tra ogni punzonatura. Una dimensione del passo più piccola produce una curva più regolare, ma richiede più tempo. Supponiamo una distanza di avanzamento di 2 mm per passo .

FORMULA: Numero di curvatures = Lunghezza dell’arco sull’asse neutro / Distanza di avanzamento

Calcolo: 30,37 mm / 2 mm = 15,185

Arrotondando al numero intero più vicino, otteniamo 15 curvatures .

2. Calcolare l’angolo per curvatura (teorico)

Successivamente, dobbiamo calcolare l’angolo specifico che lo stampo deve raggiungere in ciascuno di quei 15 passi.

FORMULA: Angolo per piega = 180° - [ (Distanza di alimentazione / Lunghezza dell’arco) × (180° - Angolo totale di piega) ]

Nota: L’"Angolo totale di piega" qui si riferisce all’angolo compreso finale del pezzo (120°), quindi la deviazione effettiva di piega è (180° - 120°) = 60°.

Calcolo: Angolo per piega = 180° - [ (2 / 30,37) × 60° ] = 180° - [ 0,0658 × 60° ] = 180° - 3,95° ≈ 176°

Pertanto, la macchina deve eseguire 15 pieghe consecutive, ciascuna con un angolo di 176 gradi .

3. Una formula di stima rapida

Se non è possibile misurare facilmente la lunghezza esatta dell’arco in officina, è possibile utilizzare una formula semplificata basata direttamente sul raggio dell’asse neutro:

Formula semplificata: Angolo per piega = 180° - [ (Distanza di alimentazione / (3,14 × Raggio dell’asse neutro)) × 180° ]

Calcolo: Angolo per piega = 180° - [ (2 / (3,14 × 29)) × 180° ] ≈ 176°

(Se si decide di aumentare l’intervallo a 3 mm per accelerare la produzione, basta sostituire il valore ‘2’ nelle formule con ‘3’ e ricalcolare.)

L’importanza della precisione CNC nella piegatura a colpi

È importante ricordare che questi sono calcoli teorici. Nella fabbricazione reale, il rimbalzo del materiale e l’usura degli utensili richiedono all’operatore di affinare i risultati basandosi su queste formule.

Questo metodo dipende fortemente dalle capacità della moderna tecnologia CNC. Poiché la lunghezza totale dell’arco di una curva ampia supera significativamente la larghezza degli utensili standard, la macchina deve eseguire più passaggi automatizzati di posizionamento per completare l’intera curva.

Il compromesso:

· Meno piegature (intervallo maggiore): Produzione più rapida, ma provoca segni visibili di piega (segni di vibrazione) sulla curva.

· Più piegature (intervallo minore): Una curva esteticamente molto più uniforme, ma con ridotta efficienza di lavorazione.

Poiché la piegatura a colpi richiede regolazioni ripetute e minute dell’angolo di piegatura e della posizione esatta del dispositivo di arresto, richiede una piegatrice CNC ad alta precisione . Se la precisione della macchina è bassa, i piccoli errori generati da ciascuna delle 15 piegature si accumuleranno, provocando una distorsione grave dell’angolo e delle dimensioni finali.

Per produrre in modo costante componenti in lamiera con raggi grandi di elevata qualità, è necessario investire in una piegatrice CNC altamente precisa e stabile, come quelle progettate da DARDON , è essenziale.

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