قابل اعتماد بودن یک سنگ بنای تولید با کیفیت بالا و مهندسین است که اولویت بندی طراحی برای شکل گیری (DFF) کاهش نرخ های ضایعات، کوتاه مدت زمان چرخه، و گسترش عمر ابزار با درک چگونگی رفتار مواد تحت تغییر شکل و استفاده از قوانین طراحی آگاهانه، تیم ها می توانند اشکال پیچیده بدون شکستن، چروک، و یا نازک شدن بیش از حد تولید کنند.

درک خواص مادی که بر فرم پذیری تأثیر می گذارد

انتخاب مواد مهم ترین تصمیم در طراحی مبتنی بر فرم پذیری است. Ductility، elongation و قدرت عملکرد معیارهای اولیه هستند، اما aisotropy ( وابستگی جهت دار خواص مکانیکی) و حساسیت به شدت مس نیز نقش های اساسی ایفا می کند. مواد رایج شامل فولادهای کم کربن، آلیاژهای آلومینیوم (به عنوان مثال، 5 و XXX سری)، و مواد آلیاژی و 6 (در صورت گرم شدن)

ویژگی های کلیدی مکانیک برای ارزیابی

  • بلند مدت در شکستن: [FLT 1] [در نظر می گیرد که چقدر یک ماده می تواند قبل از شکست گسترش یابد.
  • [در این میان] قدرت و قدرت کمتر از آن، نیروهای تشکیل دهنده و عقب نشینی لازم را کاهش می دهد، اما قدرت ناکافی می تواند منجر به سست شدن شود.
  • سخت گیر کردن (n-value): یک مقدار بالاتر n-value اجازه می دهد تا تغییر شکل یکنواخت و به تعویق انداختن گردن.
  • معمولاً aisotropy (R-value): مقادیر بالا R با مقاومت در برابر نازک شدن در جهت ضخامت، بهبود می یابد.

مفهوم مادی-تجاری

آلومینیوم آلیاژ

آلومینیوم سبک و مقاوم در برابر خوردگی است، اما دارای فرم پذیری پایین تر از فولاد است. سری 5xxx (Al-Mg) ارائه می دهد مجرای عالی، در حالی که 6xxx (Al-Mg-Si) نیاز به طراحی دقیق برای جلوگیری از خشن بودن سطح (شکل های Lüder).

فولاد درجه

فولادهای با کربن پایین، بدون درون (IF)، و فولادهای پیشرفته با قدرت بالا (AHSS) هر کدام دارای پروفایل های متمایزی هستند.اگر فولاد دارای مقادیر بالای n و R-values هستند، و آنها را برای ترسیم عمیق ایده آل می کند. AHSS، در حالی که قوی تر، ممکن است نیاز به طرح های مرگ تخصصی برای جلوگیری از شکستگی داشته باشد.

جوهر و جوهر آن

مس و برنج (به عنوان مثال، C26000) بسیار بی سیم هستند و اغلب برای تماس های الکتریکی و قطعات تزئینی استفاده می شوند، با این حال، نرخ های بالا کار سخت آنها خواستار کاهش متوسط در عملیات چند مرحله ای هستند.

قوانین طراحی برای بهبود فرم پذیری

هندسه دومین ستون فرم پذیری است که هر ویژگی – از گوشه تا سوراخ ها تا پیچ ها – باید با جریان مواد در ذهن طراحی شود. قوانین زیر به جلوگیری از نقص کمک می کند:

از شیب داخلی شارپ و رای کوچک شلی اجتناب کنید

گوشه های تیز، غلظت های استرس را ایجاد می کنند که باعث ایجاد ترک ها می شود، حداقل شعاع داخلی ۱٫۵ تا ۲ برابر ضخامت مواد یک قاعده خوب از شست است.در ترسیم عمیق، گوشه های تیز بر روی مشت یا مرگ منجر به پارگی می شوند.همیشه از مقادیر شعاع سازگار با کمک هزینه خم مواد استفاده می کنند (نگاه کنید به ASTM E290 [F:1 برای روش های استاندارد خم کردن].

حفظ یکنواخت دیوار ضخامت

انتقال ناگهانی از بخش های ضخیم به نازک باعث کشش ناهموار و نازک شدن می شود، جایی که تغییرات ضخامت اجتناب ناپذیر هستند، استفاده از شیب تدریجی با شیب حداقل 3:1 (طول به اندازه کافی) برای فنجان های عمیق کشیده شده، ضخامت دیوار باید به طور ایده آل در 10٪ از ضخامت سفید باشد.

پیش نویس های شرکت برای مولد آزاد

برای قطعات تشکیل شده که نیاز به حذف از مرگ دارند، پیش نویس زاویه های 1 تا 3 درجه مانع از چسبیدن و کاهش تغییر شکل در هنگام حذف می شود.

بهینه سازی مکان و امداد

حفره هایی که در نزدیکی خطوط خم قرار دارند مستعد تحریف هستند. منافذ حرکت حداقل دو برابر ضخامت مواد از هر شروع خم شده یا اسلات های تسکین دهنده را اضافه می کنند.در ترسیم عمیق، سوراخ های پیش از برش باید از دیوار قرعه کشی برای جلوگیری از بیضی زدایی دور شوند.

ساده سازی مجتمع Geometries

طرح های چند مرحله ای اغلب بیشتر از اشکال پیچیده یک شات قابل شکل گیری هستند.در نظر بگیرید که یک ویژگی دشوار را به دو یا چند عملیات تقسیم کنید: اول یک پیش فرم، سپس شکل نهایی کاهش سویه های اوج و استرس ابزار.

بهینه سازی فرایند برای مهر، شل، و Deep Portrait

حتی بهترین بخش طراحی شده می تواند شکست بخورد اگر فرآیند تشکیل بهینه سازی نشده باشد.در زیر استراتژی های خاص فرآیند هستند که قابلیت شکل گیری را افزایش می دهند.

دانلود بازی The Bowing

  • وضوح: 5 تا 10 درصد ضخامت مواد را به عنوان پاک کننده برای تولید لبه های تمیز که در طول شکل گیری بعدی شکسته است.
  • برلانک هندسه: استفاده از سفید شکل با فشار و عدم توانایی برای مدیریت جریان مواد.
  • ترکیب: ترکیب طرح برای کاهش اصطکاک و ایجاد گرما را اعمال کنید.

عملیات

  • خم شدن هوا در مقابل پایین: خم شدن هوا (با یک V-die) انعطاف پذیر تر است و کاهش بهار با اجازه دادن به بالا خم شدن می تواند دقت را بهبود بخشد اما ممکن است باعث ترک در رای تیز شود.
  • جهت نزدیک به دانه: همیشه در سراسر دانه خم شوید (به جهت چرخش) به حداقل رساندن تقسیم اگر خم شدن در امتداد دانه ضروری است، شعاع خم شدن را 50٪ افزایش دهید.
  • برای صفحات ضخیم؛ ضخامت مواد بالاتر از 6 میلی متر اغلب از قبل از گرم کردن محلی (100 -200 درجه سانتیگراد) برای کاهش نیرو و افزایش تحرک استفاده می شود.

Deep Draw

  • فشار دارنده Blank (BHP): BHP باعث چروک می شود؛ بیش از حد باعث پارگی می شود.استفاده از نیروهای دارنده سفید قابل تنظیم یا چشمه های نیتروژن برای فشار ریز در طول سکته مغزی.
  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۳] [۳] [۱] [۳] [۱]]] [۱]]]] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [به طور استراتژیک] [به طور استراتژیک]]] [به طور استراتژیک] [به طور استراتژیک] [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى] دانه های [براى
  • طرح چند مرحله ای: برای ترسیم عمق >0.6 بار قطر، استفاده از دو یا چند مرحله با متوسط برای مواد که به شدت سخت کار می کنند (به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ).

شبیه سازی و تجزیه و تحلیل پیشرفته برای فرم پذیری

تجزیه و تحلیل عنصر Finite (FEA) در مهندسی مدرن قابل شکل گیری است. Software مانند AutoForm یا DYNAFORM شبیه سازی جریان مواد، نازک شدن، و شکستگی در دقیقه به ساعت، صرفه جویی در هفته های امتحان آزمایشی و خطا می میرند.

ساخت یک مدل قابل اعتماد FEA

دقت بستگی به داده های ورودی دارد: منحنی های استرس واقعی، معیارهای عملکرد آنریکو (به عنوان مثال، هیل48 یا Barlat YLD2000)، و ضریب اصطکاک.برای بهترین نتایج، استفاده از داده های مواد از سیم پیچ واقعی یا فروشنده ورق، نه مقادیر عمومی مدل با استفاده از تست های ساده مانند (FLT:0Limit) تست (DH1) یا تست ال.

ایجاد محدودیت دیگرام (FLD) در تمرین

یک FLD فشار عمده در مقابل سویه کوچک که در آن یک ماده شکست می خورد را توطئه می کند.با نقشه برداری عناصر بر روی FLD، مهندسان می توانند مناطق شکستن و گردن زدن را پیش بینی کنند، اگر سویه ها به خط محدودیت نزدیک شوند، عمق قرعه کشی را کاهش دهند، شکل خالی را تغییر دهند یا تنظیم کنند.

جبران خسارت

پس از تشکیل، بازیابی الاستیک (بهار) می تواند هندسه نهایی را تحریف کند. FEA می تواند بهار را پیش بینی کند و فرم های مرگ را پیشنهاد کند.بیش خم شدن توسط 2 -5 درجه در مدل اغلب اصلاح زاویه ای برای فولادهای خفیف است.

ابزار سازی و روانکاری: عوامل عملی

مرگ و میر و پایان

درجه های فولادی ابزار مانند D2، A2 یا کاربید در برابر سایش ساینده قرار می گیرد. لهستانیینگ سطوح مرگ را به <0.2 μm Ra اصطکاک و تاشو ورق را کاهش می دهد.برای مهر آلومینیوم، اجتناب از گالن با نیتریک یا پوشش کروم سطح مرگ.

انتخاب حق

لوبریک ها به سه هدف خدمت می کنند: کاهش اصطکاک، خنک کردن قطعه کار و محافظت در برابر گالن. برای فولادهای کم قدرت، روغن های معدنی کافی هستند؛ برای فولادهای آلومینیوم و با قدرت بالا، استفاده از ترکیبات سنگین طراحی با فشار شدید (EP) مواد افزودنی مبتنی بر آب، دوستانه هستند، اما ممکن است نیاز به کاربرد مکرر بیشتری داشته باشند.

دستورالعمل های فرم پذیری مواد-Specific Formability

آلیاژهای منیزیم

منیزیم دارای ساختار Hexagonal است که نزدیک به شکننده در دمای اتاق است. تشکیل باید در 200-400 درجه سانتیگراد انجام شود (0.001 تا 0.01 s) ضروری است تا از ترک اتمسفر محافظ جلوگیری شود.

آلیاژ تیتانیوم

Ti-6Al-4V نیاز به تشکیل داغ (600 تا 800 درجه سانتیگراد) برای دستیابی به تحرک مناسب کانالی دارد.فریپ (تغییر شکل کم تحت استرس ثابت) اغلب برای پانل های هوافضا استفاده می شود.

نتیجه گیری

طراحی برای شکل گیری یک عمل سیستماتیک است که علم مواد، قوانین هندسی، کنترل فرآیند و شبیه سازی را تصویب می کند.با انتخاب مواد با تحرک مناسب و aisotropy، استفاده از قوانین طراحی ثابت شده مانند رادونی سخاوتمندانه و ضخامت پروژه، و بهینه سازی پارامترهای فرایند مانند فشار و روغن، مهندسان می توانند به طور چشمگیری خطرات تولید پیشرفته را کاهش دهند.