כיצד להפחית את האביב בתהליכי מתכת

Springback הוא אחד האתגרים המתמשכים ביותר בתהליכי יצירת מתכת, החל מפעילות פשוטה לרישום מורכב וציור עמוק.זה קורה כאשר פריט עבודה, לאחר שהפך לעיוות פלסטי לצורה הרצויה, חלקית מחלים באופן חלקי, מה שגורם לגיאומטריה הסופית להתנתק מהטכניקה המיומנת - סטייה זו מפחיתה את הדיוק המעמיק, מגבירה את קצבי הגרד, ויוצרת משימות יקרות למהנדסים ולחתירה לטכניקות מתקדמות של יצירתיות, כדי לנתח ביעילות, כדי לנתח את הדיוקן של תהליך זה ביעילות, ולצמצם את הדיוקן של תהליך מדויק יותר ויותר, כדי להפחית את הדיוקן של שיטות בקרה מתקדמת ולפתח את הדיוקן של שיטות בקרה.

הבנת מכניקה של האביב

Springback נובע מההתאוששות האלסטית המתרחשת כאשר כוחות יוצרים מוסרים.בכל פעולת יצירת מתכת, החומר עובר הן אלסטי והן מפלסטיק עיוותציה. בעוד עיוות פלסטי הוא קבוע, החלק האלסטי – המוחזק על ידי חוק הוק – הוא הפיך.כאשר הכלים להרכיב נסוגים, הלחץ האלסטי בתוך החלק משוחרר, מה שגורם לחומר להירגע לקראת צורתו המקורית.

עבור חומר וגיאומטריה נתון, קפיצה עולה עם כוח תשואה גבוה יותר ומודולוס גמיש נמוך יותר. פלדה גבוהה סטרנגית, למשל, להציג יחס Y / E גבוה יותר מאשר פלדה קלה או סגסוגת אלומיניום, כלומר הם נוטים להתקפיץ בחזרה יותר. versely, חומרים עם כוח נמוך יחסית כדי מודולוס - כגון אלומיניום רך - להראות פחות התאוששות.

הגיאומטריה של כלי משחק גם תפקיד קריטי.רדיוס גדול יותר מקטין את כמות הזנים הפלסטיים בסיבים החיצוניים, הגדלת התרומה האלסטית ובכך קפיצה.הפך, רדיוס קטן יותר מעיוות פלסטי, צמצום השבריר האלסטית. בדומה, זווית הזווית הנדנדה משנה: זוויות גדולות יותר מאפשרות התאוששות יותר כי הפצת הזן היא הרחבה יותר של אורך קשת גדול יותר.

הבנת היסודות האלה היא הצעד הראשון לקראת הפחתה של האביב.על ידי התאמת בחירה חומרית, עיצוב כלי ופרמטרי תהליכים, יצרנים יכולים לשנות את האיזון מהחלמה גמישה לקראת עיוות קבוע ויציב.

אסטרטגיות מפתח למזער את האביב

הפחתה של האביב דורשת גישה הוליסטית המשלבת ברירה חומרית, פרמטר ריצוף, עיצוב כלי חכם.הסעיפים הבאים מפורטים את השיטות היעילות ביותר בשימוש בתעשייה כיום.

בחירה ואופי

בחירת החומר הנכון עבור יישום שנוצר נתון היא הדרך הפשוטה ביותר לנהל את המעיין.חומרים עם Y / E נמוך יותר להציג התאוששות גמישה באופן חד-משמעי פחות.לדוגמה, ⁇ אלומיניום רבים (במיוחד סדרת 5xxx ו 6xxx) יש Y / E יחס בערך מחצית של DP590 או DP780 פלדה גבוהה צמיחה.

במקרים בהם חומרים בעלי רגישות גבוהה הם בלתי נמנעים, מהנדסים יכולים להשתמש בריקות מותאמות - טרום-מוגבלים או סלקטיבית גלידות מחוות חום - כדי ליצור אזורי של כוח מגוון לאורך החלק. גישה אחרת היא לייעל את ההתנהגות של העבודה-קשה על חומרים הפועלים-קשה יותר במהירות (הערך הגבוה יותר) יכול לפתח מתחים מפלסטיק גדול יותר, אשר מסייע לייצב את הצורה שנוצרה ולהפחית את רמת ההחלמה טובה (a-A) עם חומרים מתקדמים עם יכולת-A-a-A-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-uptative) עם חומרים מתקדמים יותר (גמישות גבוהה יותר) עם חומרים מתקדמים יותר (גמישות) עם חומרים מתקדמים) עם חומרים מתקדמים יותר (שיפור יעיל יותר) עם יכולת-a-pen) עם חומרים מתקדמים יותר (גמישות גבוהה יותר) עם חומרים מתקדמים יותר (H-uppen) יכול לפתח ⁇ s-uptenstrating יעיל יותר (היירודפתגירודפתגירודפתגירודפת) יכול לפתח יותר) עם חומר יעיל יותר גבוהה יותר) עם יכולת גבוהה יותר (גמישות גבוהה יותר (גמישות גבוהה יותר (

סיווג החומר באמצעות מבחנים פילים ו bend לפני הייצור הוא קריטי. Accurate לחץ נתונים להזנה במודלים של יסוד סופי, המאפשר תחזיות מעיינות מדויקות יותר ותגמול.שותף עם ספקים חומריים כדי להשיג תכונות מאושרות ושימוש קופונים מבחן נציג מכל ייצור הרבה צמצום יכולת פנויה על רצפת החנות.

מעבד Parameter Optimization

גם עם חומר קבוע, מפעילי יכולים להתאים פרמטרים כדי להפחית את האביב.המנוף הישיר ביותר מגביר את הלחץ להרכיב.לחץ גבוה יותר כוח עיוות פלסטיק ליד ציר נייטרלי, העלאת שיעור המתח הקבוע.בבול, זה יכול להיות מושג על ידי העלאת החנקה על העיתונות, תוך כיפוף, החלת ניתוח מטבע או תחתית בסוף השבץ בצורת.

זמן דיוול בתחתית השבץ גם חשוב.אפשר למתכת להירגע תחת עומס עבור חלק שנייה (לעתים קרובות 0.5-2 שניות בפעילות לעיתונות) מאפשר רגיעה מתח וצמר, אשר עוד הופך את המתח לעיוות פלסטי.טכניקה זו יעילה במיוחד עם חומרים המציגים רגישות לקצב, כגון ⁇ אלומיניום מסוימים בטמפרטורות חמות.

יצירת רב-שלב היא שיטה מוכחת נוספת.במקום להרכיב את הגיאומטריה הסופית בכה אחת, עיצוב הדרגתי על פני שניים או שלושה פעולות מפחית את האנרגיה האלסטית המאוחסן בכל שלב.לדוגמה, ניתן לייצר כוס עמוקה שנמשכת עם נסיגה בינונית כדי להקל על הלחץ לפני שהתכונות הסופיות מתוספות.

לבסוף, ניהול סיכה משפיע על קפיצה בעקיפין.היתר מופרז יכול להפחית את החיכוך בממשק גליון הכלים, המאפשר המתכת לצייר בחופשיות רבה יותר ולשנות את הפצת הלחץ.converse, under-lubrication יכול לגרום דקינג מקומי או גירוד, שינוי הרגע ההפוך. A עקבי, אופטימיזציה אסטרטגיית סיכה עוזר לשמור על תנאים יציבים התנהגות צפויה.

עיצוב ותזונה מתה

גיאומטריה כלי היא המנוף החזק ביותר עבור פיזור האביב ללא שינוי חומרים או פרמטרים של תהליכים.טכניקה הנפוצה ביותר היא FLT:0overbendingFLT:1 - עיצוב זווית המוות או צורה אגרוף להיות חמור יותר מאשר זווית החלק הסופי הרצויה.חלק לאחר מכן מעיינות בדיוק המטרה. לדוגמה, אם 90 מעלות להיות מעיינות לאחור על ידי °, למות הוא לעתים קרובות מורכב של פעולה מדויקת או מדויקת.

עיצובים מתוחכמים יותר משלבים את ה-FLT:0. [01:2] הקצאת קצבאות מתוחכמים יותר ו[01]:0 [הההההבאות] כוללת סחף סופי המגדיר את החומר מעבר לנקודת התשואות באזור המדחוס, למעשה "להעמידה מחדש" את האזור הישבן, הם כלי חשוב נוסף: מונח אסטרטגי סביב המהנדסים על פני השטח המסולק, אשר יכול להתאים את החדירה לדרגה לדרגה לכדי רית של החדירה, לאחר שגורמת לדרגה לדרגה לדרגה לצמצום של החדירה לדרגה, לאחר שגורמת לצמצום של החדירה לצמצום של החדירה לצמצום של החדירה של החדירה לצמצום של החדירה של החדירה של החדירה של החדירה לדרגה לדרגה לדרגה, או לכדי מדרגה, לאחר החדירה של החדירה של החדירה של החדירה של החדירה לכדי שינוי החדירה של החדירה של החדירה של החדירה לכדי מדרגה, לאחר החדירה של החדירה של החדירה של החדירה של החדירה של החדירה של החדירה של החדירה לצמצום של החדירה של החדירה לצמצום של החדירה, כלומר, לאחר החדירה,

עיצוב רדינוס הוא גם קריטי.רדיוס חד (בדרך כלל פחות מ 5-6 פעמים עובי החומרי) מכריח רמה גבוהה של מתח פלסטיק דרך עובי, מצמצם את הליבה גמישה.עם זאת, רדיוני קטן מדי יכול לגרום דקירה או שבר. בחירת רדיוס אופטימל דורש איזון ירידה באביב נגד צורה. רבים למות ידניות ממליץ על יחס רדיוס-ל-לטיפול של 2-4 עבור פלדה 1-3 עבור אלומיניום.

בייצור גבוה כרכים, יצרנים משתמשים לעתים קרובות ב-FLT:0 ניכוי תיקון כלי תיקון כלי של 1FIRLT - קבוצה של מות משנית שמתה מחדש את החלק לאחר הפעולה הראשונית.זה מכה חל בדיוק לחץ מבוקר יכול לשלב פיצוי שהתגלה במהלך הנסיעות. בעוד הוספת עלות כלי, פעולות תקיפה יעילות מאוד עבור גיאומטריה מורכבת עם מספר רב של כתפויות, כגון לוחות רכב ורכיבים.

טכניקות מתקדמות ל- Springback Reduction

כאשר שיטות קונבנציונליות אינן מספיקות, טכנולוגיות להרכיב מתקדמות מציעות מסלולים נוספים כדי להפחית או לחסל את ה-Freback.

המונחים: white-Assisted Forming

העלאת הטמפרטורה של העבודה במהלך יצירתו מפחיתה את כוח התשואות ולעתים קרובות משפרת את צורתו של החומר, באופן ישיר מורידה את יחס Y / E. התחממות (150-350 מעלות צלזיוס לאלומיניום, 200–400 מעלות צלזיוס) יכולה לקצץ את האביב בחצי בהשוואה לרכיבה קרה (למשל, שטף חם של פלדה ב-900 מעלות עקב מעקב אחר סגסוגת) באופן יעיל במיוחד עבור חומרים מסגסוגת של חום-Fformם, אך הוא מוסיף באופן טבעי.

המונחים: sheet Forming

גיליון מצטבר (ISF) מאמת את העבודה באופן מקומי באמצעות כלי קטן, נשלט רובוטי כי הוא עקבות הדרך הרצויה על ידי נתיב. כי כל אחד מצטבר מפלסטיק משטח קטן, האנרגיה האלסטית הכוללת מאוחסן בריק הוא מבוזר יותר באופן כפול, צמצום המעיין הגלובלי המתרחש בבולציה קונבנציונלית.

תהליכי ייצור וגמישים

בה הידרוגנה, לחץ נוזלי מחליף צד אחד של המוות, החל לחץ אחיד על כל העבודה. לחץ אחיד זה דוחף את המתכת בחוזקה נגד פני השטח כלי, צמצום ⁇ הלחץ הגורם ל-Fast tube Tube hydroforming ו- גיליון הידרוגש תועלת שניהם מלמטה נמוך יותר בהשוואה לרכיבה סטנדרטית של כדור הארץ.התהליך מאפשר גם שימוש של מדללנים מאז נוזל תומך חומר נגד קריסה גמישה או מהפך של חומרים דומים, כמו ממות מתכת.

The Role of Finite Element Analysis (FEA)

הפחתת האביב המודרנית מסתמכת במידה רבה על ניתוח האלמנט הסופי כדי לחזות ולפצה על התאוששות גמישה לפני כלים חותכים.מודלים FEA משלבים תכונות חומריות מדויקות (מדפי הלחץ האמיתיים, משככי כאבים אאיזוטרופיים), חיכוך, ויצרו תנאים כדי לדמות את כל העומס ואת מעגל העומס.על ידי השוואת צורת האביב הצפויה למטרה, מהנדסים יכולים להתאים באופן תצורה של פני השטח כדי להשיג חלק מדויק.

תהליך פיצויי זה, הנקרא לפעמים FLT:0 ניכוי פיצוי פיצויי 1 או FLT:2die Surface OptimizationFLT 3, בדרך כלל משתמש בשיטה "התאמה להחלפה": טעות מעיין מדומה מוחלת כתיקון הפוך של מודולים של מערכת ההפעלה.

FEA גם עוזר בעיצוב של שואבות, קידוד כוחות בעלי חיים ריקים, ובחירת הרצף המאגד הנוח ביותר. יצרני רכב רבים ואווירפייס עכשיו דורשים הוכחה סימולציה לפני שפלדת הכלים מסודרת.סקירה מקיפה של פיצויי קפיצ'ר מבוסס סימולציה ניתן למצוא ב-ThisFLT:0 מדע ראשי סקירה כללית סקירה כללית של FLT:1 .

שיקולים מעשיים לייצור

גם עם העיצוב הטוב ביותר, זמינות האביב על קו הייצור חייב להיות מנוהל.חומר אגד-ל-בטן וריאציות (בשל הבדלים קלים בהרכב, כיוון מתגלגל או טיפול חום) יכול לגרום נדנדה של 1-2 ב Bending או 0.5-1 מ"מ בבוליגה. יישום תוכנית בקרת איכות חזקה - שימוש בסורקים אופטיים, לתאם מכונות, או מדמבק ייעודי - מאפשר זיהוי מוקדם של כלי שינוי מוקדם או הסתגלות.

גישה מעשית היא להגדיר טווח קבלה של האביב (למשל, ±0.2%) וכאשר סחף מזוהה, לתקן על ידי התאמת התחדשות העיתונות, סיכה, או זמן מגורים במקום לשנות את המוות.זה ממשיך הייצור ללא שינויים בכלי יקר. עבור חלקים גבוהים, מדידה עם משוב לבקר סגור יכול לשמור על עקביות.

שיקול נוסף הוא ההחלפה בין עלות ודיוק.Over-compensation (למשל, באמצעות רדיוני חד מאוד או לחצים גבוהים מאוד) עשוי להפחית את ה-Freback אבל להגדיל את ללבוש על כלי, סיכון של שבר, או זמן מחזור. בחירת אסטרטגיה העומדת בדרישות סובלנות תוך מיקסום חיי כלי ו- באמצעות חישוב הוא המטרה של תהליך הנדסי.

מסקנה

(הופנה מהדף "האביב" (בשיתוף מתכת) אינו פגם להתבטל אלא תופעה שיש להבין, לחזות, לפצות על ידי שילוב הידע של מכניקה חומרית עם תהליך מתחשב ועיצוב כלי, יצרנים יכולים להשיג סובלנות הדוקה אפילו עם חומרים מאתגרים גבוהים יותר, הגישה היעילה ביותר משלבת את FLT:0 סימולציה פינקלית 1 כדי להקל על סגסוגת נמוכה / E,LT2מעבדים:

אף שיטה אחת לא עובדת עבור כל חלק, האסטרטגיות המפורטות כאן מספקות ערכת כלים גמישה. להשקיע בסימולציה בשלבים המוקדמים, ביצוע סיווג חומרי יסודי, ושמירה על משמעת הייצור הן המפתחות להפחתת האביב, שיפור איכות החלק, והורדת עלויות הייצור הכוללות.לקריאה נוספת על פיצויי מעיינות מעשי בולים, מתייחס ל-FLT:0ASM International HandLTF, ו- 1 ספרות נרחבת על סימולציה נרחבת.