Kanten / Zetten
Ons bereik:
• ≤10 mm x 7.200 mm lang
• ≤12 mm x 6.000 mm lang
• ≤15 mm x 4.000 mm lang
• ≤20 mm x 2.000 mm lang
• ≤25 mm x 1.300 mm lang
Uit het bovenstaande overzicht blijkt dat Tosec ook groot kantwerk (ook wel zetwerk genoemd) aan kan.
Het proces
Kanten, in de volksmond ook wel zetten genoemd, is het plastisch deformeren (blijvend vervormen) van het metaal, door middel van het buigmoment. Met deze bewerking kunnen constructeurs het aantal metalen onderdelen in een constructie beperken. Dit kan met het oog op de kostprijs een interessante bewerking zijn.
Tijdens het kanten wordt de buitenzijde van het metaal (vaak staal)gerekt en de binnenzijde gestuikt. De mate waarin dit gebeurt, is afhankelijk van de afmetingen van het product, en met name de buigradius. Het kanten is hiernaast schematisch weergegeven. Op de matrijs, ook wel groef genoemd, ligt de metaal plaat. Het bovenmes drukt de plaat vervolgens in de groef. Hoe verder er in de groef gedrukt wordt, hoe scherper de hoek wordt. Deze hoeft natuurlijk niet helemaal in de groef gedrukt te worden, dit is afhankelijk van de hoek. De radius van de hoek wordt bepaald door de geometrie van het mes en de groef. Hierbij dient opgemerkt te worden dat niet iedere combinatie van radius, plaatdikte en kanthoek mogelijk is. Welke combinaties wel mogelijk zijn is terug te vinden in dit hoofdstuk.
De krachten die nodig zijn bij kanten zijn enorm. De krachten meten we in tonnen per meter (breedte zetwerk). Soms wordt er ook gesproken over het tonnage van een kantbank. Hiernaast staat de grafiek van de benodigde drukkracht (ton / meter), uitgezet tegen de materiaaldikte (mm). Dit is de grafiek van staal S235, maar zoals te verwachten is voor hardere en sterkere staalsoorten het tonnage per meter aanzienlijk hoger.
De opbouw van de machine
Hiernaast staat schematisch een kantbank afgebeeld. Hierin zitten een aantal maten die van belang zijn voor de constructeur. Dit zijn;
L – totale zetlengte
A – de lengte tussen de wangen
b – maximale maat tot achteraanslag
c – maximale opening van de machine
Deze bovenstaande afmetingen zijn de hoofdafmetingen van een kantbank. Er zijn
methoden om het bereik van de machine te vergroten. Dit zal later behandeld worden.
Bombering
Het kantproces lijkt niet zo ingewikkeld. Bij nadere bestudering houdt het echter veel meer in. Zodra er gekant wordt, drukt het mes aan de uiteinden van de zetting dieper dan in het hart. Hierdoor is de zetting dus over de gehele lengte niet gelijk. Natuurlijk wordt dit probleem groter als het zetwerk groot is. Doormiddel van een bombering kan dit effect opgeheven worden. Deze drukt de matrijs in het hart omhoog, zodat de zetting over de gehele lengte gelijk wordt. Dit kan op verschillende manieren gerealiseerd worden. Dit verschilt per kantbank. Er zijn kantbanken die dit doen door het omhoog drukken van cilinders, maar het kan ook met behulp van spiewerking.
De achteraanslag
De achteraanslag is bij een aantal kantbanken helemaal vrij in te stellen, zowel in de X, Y als Z richting. Hierdoor kunnen voorgaande zettingen, die niet in het vlak zitten, door de aanslag in hoogte te verstellen toch aangeslagen worden. Zo kunnen complexe geometrieën met trefzekerheid gekant worden.
Varianten van het kanten
Vrijbuigen
Veruit de meest toegepaste variant van het kantproces is het vrijbuigen. Bij het vrijbuigen wordt de plaat niet helemaal in de groef gedrukt. De breedte van de groef is van belang. Deze bepaald namelijk de buigradius. Dit heet ook wel driepuntsbuiging.
Het nadeel van vrijbuigen is dat de radius minder goed controleerbaar is dan bij het zogeheten matrijsbuigen. Tevens moet er rekening gehouden worden met de terugvering die optreedt. Dit kan doormiddel van het iets door de haak te zetten (iets te ver zetten). Hier wordt dan rekening gehouden met de terugvering.
Matrijsbuigen
Bij matrijsbuigen wordt de plaat tot in de bodem van de matrijs gedrukt. Het verschil is dus dat de vorm van de matrijs de vorm van het product bepaald. De plaat wordt geheel in de matrijs gedrukt, waarna de kracht in de laatste fase over het gehele contactoppervlak uitgeoefend wordt. Dit proces kost beduidend meer kracht dan vrijbuigen (zeker twee keer zoveel). De terugvering is echter veel geringer.
Stapzetten (facetkanten) 
Bij radii groter dan behaald kan worden met de afmetingen van de aanwezige gereedschappen, kan er voor gekozen worden om het product doormiddel van facetkanten te produceren. Hierbij worden, afhankelijk van de hoek, lijnen op de plaat gegraveerd en wordt er per stap slechts een kleine hoek gekant. Hierdoor ontstaat het beeld dat hiernaast is weergegeven. Als een volmaakte ronding nodig is, zal er gewalst moeten worden. Het nadeel van walsen is, dat de afmeting sneller een probleem is. Vanwege de grote benodigde kracht is walsen niet altijd mogelijk.
De mate waarin de ronding overeenkomt met de ideale ronding hangt van verschillende factoren af. In principe wordt de mate van ronding bepaald door het aantal zettingen. Er dient echter wel rekening gehouden te worden met het gegeven dat het aantal zettingen mede afhankelijk is van de plaatdikte. Het bepalen van het aantal zettingen blijft een compromis tussen de prijs, tolerantie en het uiterlijk van het product.
(Technische) eigenschappen
Radius- / diktebeperking Het kantproces heeft grenzen wat betreft de radius van het product en de verhouding van lengte en dikte die gezet moet worden. De capaciteit van vele zetbanken wordt hierdoor snel overschreden. Tosec heeft een uitzonderlijk breed bereik met haar kantbanken.
Groef/mes beperking
Bij het bepalen van de buigradius en de wanddikte moet de ontwerper er rekening mee houden dat niet iedere combinatie mogelijk is. Deze beperking wordt voornamelijk veroorzaakt doordat er een compromis gezocht worden tussen de zetkracht en de beschadigingzone. Een smallere groef heeft een grotere kantkracht nodig bij dezelfde plaatdikte en radius. De kans op breuk of scheurvorming neemt bij een kleinere radius toe. Een richtlijn voor het kiezen van groef mes combinaties is de formule v = 8 * t , waarin t de plaatdikte is en v de groefbreedte.
Beperkingen als gevolg van scheurvorming
Als een plaat een kleine kantradius of een scherpe buighoek heeft, dan bestaat de kans dat de rek aan de buitenkant te groot is, en er scheurvorming ontstaat. De kans ontstaat wanner de rek groter is dan de rek die het materiaal aan kan. In dit verband moet rekening gehouden worden dat gestraalde plaat gevoeliger voor scheurvorming is dan ongestraalde plaat.
Effecten van schuine sneden en gaten op kanten 
Bij het kanten van schuine sneden en gaten die te dicht op de kantlijn liggen ontstaat de zogenoemde uitstulping. Tosec denkt graag met u mee om deze uitstulpingen te voorkomen, en heeft hierbij diverse tips.
Beschadigingen
Het gevolg van kanten is dat er, zonder aanvullende maatregelen, een zichtbare streep over het materiaal ontstaat. Dit komt door het materiaal dat langs de matrijs schuurt. Deze zone is normaliter niet groot, en zeker niet als de juiste groef gekozen is. Bij grotere krachten, kan de streepvorming toenemen.
Geometrische constraints
Restmaat
Dit aspect heeft eigenlijk meer betrekking op de toleranties dan de geometrische beperkingen. Het is voor dikkere plaatdiktes haast niet mogelijk de toleranties van alle afmetingen te controleren. Hierdoor is het gebruikelijk een zogenaamde restmaat aan te geven die als “minst belangrijk” geldt, met betrekking tot de gestelde tolerantie. Met de juiste volgorde van kanten kan dan het verschil in deze restmaat worden opgevangen.
Minimale beenlengte
De minimale beenlengte kan als volgt worden bepaald: (0,5 x de groefbreedte) + de minimale opleg die noodzakelijk is om de gewenste productvorm te kunnen zetten. Omdat dit een praktijk waarde is die afhangt van diverse factoren, is het bepalen van de minimale beenlengte een dienst die Tosec voor haar klanten verzorgt.
Technische kantbewerkingen
U-zetting
De afstand tussen de zettingen wordt mede bepaalt door de groefbreedte. Deze bepaalt namelijk de minimale aanslag (of minimale beenlengte), waardoor direct de afstand tussen de zettingen bepaald wordt. Dit geldt natuurlijk alleen als de overige delen daarbij de machine of de gereedschappen niet raken. Ook hier geldt weer dat de keuze van de groef weer afhankelijk is van de plaatdikte en de gevraagde zetradius. Voor het berekenen van de minimale afstand tussen de zettingen kan er vaak uitgegaan worden van de formule;
v = 8 * t
Waarin v is de groefbreedte, en t de plaatdikte.
Hiernaast staat een buigmodel afgebeeld die toepasbaar is voor het betreffende mes.
W-zetting
De W-zetting wordt gebruikt als de benen van de U de machine of de gereedschappen gaan raken. Dit wordt alleen gedaan als er niets anders mogelijk is, immers de extra zetting verhoogd de kosten. Het proces is hieronder afgebeeld.
Om ervoor te zorgen dat het product de kantbank niet raakt, wordt er bij een W-zetting in het midden van het product een hoek gemaakt (1), zodat de toekomstige wanden uit elkaar komen te staan. Na deze zetting kunnen de eigenlijke zettingen gedaan worden (2) en (3). Als de zettingen gereed zijn, moet het midden van de W weer naar beneden gedrukt worden (4). Uiteindelijk is een product verkregen dat normaliter niet mogelijk zal zijn. Genoemd moet worden, dat er een lijn zichtbaar is te zien kan zijn van de (hulp)zetting.
Z-zetting
Bij een Z-zetting zijn er twee componenten van de kantbank die in principe het proces kunnen belemmeren. Dit zijn de groef en de onderbalk. Bij de kleine beenlengten kan de plaat op de onderbalk komen, waardoor het niet mogelijk is om de zetting te maken. Het is dus afhankelijk van de ruglengte van de Z die het kanten mogelijk maakt. Is de ruglengte de belangrijkste maat, dan zal deze aangeslagen worden.
Doos-zetting
Bij de laatste zetting sluit de contour zich geheel. Verscheidene profielen kunnen op deze manier gemaakt worden, maar de hoogte van het mes is hier de bepalende factor in. Speciale (verlengde) messen zijn in omloop om extra beenlengte te krijgen. Onze werkvoorbereiders zijn van de mogelijkheden op de hoogte, en kunnen u hierin adviseren.
Tips en trucks
Minimale gatafstand
In de plaatuitslag zijn veelal gaten aangebracht. In sommige gevallen liggen deze binnen de zetlijn. Als de mogelijkheid er is om deze gaten verder van de zetlijn te houden dan is dat gewenst. De minimale afstand wordt bepaald volgens de formule:
Voor ronde gaten
Ymin= Ri + 2 x S
Voor rechthoekige gaten:
L ≤ 25: Ymin = Ri + 3 x S
L > 25: Ymin = Ri + 4 x S
Waarin:
Ri Inwendige radius
S Plaatdikte
L Gatlengte
Vanwege de variabele groefbreedte is de inwendige radius niet of moeilijk voor u als klant te achterhalen. Om deze reden moet u uitgaan van uw eigen Ri.
Radius aanduiding
Geef bij voorkeur de radius alleen aan als deze erg belangrijk is, zodat de werkvoorbereider het (standaard) gereedschap kan gebruiken.
Doosproducten
Doosproducten, of producten met twee opgezette randen die tegen elkaar aan moeten vallen, gaan het product in de hoekpunten knijpen. Door een kleine radius in de contour te tekenen kan de uitstulping opgevangen worden, en zo een perfecte hoek gezet worden.
Insnijding
Om schuine zijden netjes te kanten, dus zonder uitstulping, kan ervoor gekozen worden om de plaat in te snijden. Deze insnijding (met de lengte van de minimale opleg) zorgt er dan voor dat de plaat niet uitstulpt. Dit kan op twee verschillende manieren. Dit zijn óf een H/T insnijding, of een bredere insnijding met als breedte de halve dikte van de plaat.
Bij (sleuf)gaten die dicht bij de kantlijn liggen, kan de uitstulping tevens worden onderdrukt door gebruik te maken van een H of T insnijding. Zie hiernaast. Langs het sleufgat wordt een H/T gesneden, die voorkomt dat het gat uitstulpt. De ontstane gleuf kan vervolgens, mits dat benodigd is, dicht gelast worden.
De breedte van deze insnijding moet minstens 1.5x de plaatdikte bedragen. De lengte van de sleuf moet minstens 5 mm langer zijn dan de uiterlijke maat van het gat.
Uitslagberekening
De uitslagberekening is bij kanten van essentieaal belang om de juiste maatvoering te realiseren. Deze maatvoering berekenen is geen eenvoudige opgave. De theoretische formules sluiten ook niet altijd aan bij de praktijkwaarden. Daarom kiest Tosec ervoor om altijd de uitslagen zelf te bepalen, en niet blindelings de uitslagberekening van de klant over te nemen.
Kosten beïnvloedende factoren
Kanten is, vanwege het gewicht en de mogelijke omvang van de producten een variabel proces. Kleine producten, die nog zonder hulpmiddelen te handelen zijn, blijven hierdoor relatief goedkoop. Grootte en gewicht daarentegen verhogen de kosten aanzienlijk.
(Om)draaien
Vooral bij grotere producten is het draaien en/of omdraaien een behoorlijke inspanning. Veelal wordt dit niet door één man gedaan, en als gevolg lopen de manuren dus op.
Kraanwerk
Grote, onhandelbare of zware platen die gekant moeten worden, moeten veelal met de kraan opgelegd worden. Deze handeling kan bij eenvoudige producten door één machinebediener gedaan worden, maar zodra de afmeting van de plaat toeneemt wordt het positioneren een probleem, en is een tweede bediener nodig.
Contour
Veel producten hebben, dankzij de vrije mogelijkheden van het snijden, geen recht contour meer. Hierdoor is het voor de machinebediener soms nagenoeg onmogelijk om het product goed te kanten. Hulporen, of graveerlijnen kunnen hier een uitkomst bieden, maar dit is weer terug te zien in extra materiaal en extra snijtijd.
W-zetting
De W-zetting heeft als gevolg dat er (minstens) twee extra zettingen in het product zitten. Door deze extra kantbewerking neemt de prijs toe, en de constructeur moet zich dan ook afvragen of dit niet op een andere manier ondervangen kan worden.
Toleranties
Een niet te onderschatten factor die betrekking heeft op de kosten van het kantproces is de tolerantie. Constructeurs hebben in de praktijk vaak de neiging om een (on)nodig hoge tolerantie op te geven. Dit kan onbedoeld leiden tot vertraging in de productie, of zelfs afkeurproducten. Bij het vaststellen van de prijs werken scherpere toleranties vaak kostenverhogend. Hierbij komt nog dat hoge benodigde toleranties de extra controle op het product verhogen. Met extra zorg kunnen toleranties gegarandeerd worden tot ± 0.5 graad, standaard tot ± 1 graad.
