Metal Şekillendirme Süreçlerinde Baharat Nasıl Azaltılır

Springback, metal şekillendirme süreçlerinde en kalıcı zorluklardan biridir, karmaşık bir damga ve derin çizim için basit bükme operasyonlarından.Bir iş parçası olduğunda, plastik olarak istenen bir şekile, kısmen elastik olarak geri döner, son geometriye amaçlanandan ve kapsamlı bir dizi stratejiye neden olur - yüksek hassasiyet ve üretim verimliliği için pahalı yeniden yapılanma tekniklerin belirlenmesi - yüksek hassasiyet ve üretim verimliliği için mühendisler ve üreticiler için nasıl azaltılır.Bu makale, ilkbaharın temel mekaniklerini araştırıyor.

Bahar gerisinde Mekanikleri Anlayın

Springback, güçler oluştururken meydana gelen elastik iyileşmeden doğar. Herhangi bir metal şekillendirme işleminde, malzemenin orijinal şekline doğru rahatlamasına neden olur.Kaynak deformasyonu kalıcı olsa da, elastik kısmı - Hooke'nin yasasına göre değişir - yeniden kopyalanırken, parça içindeki elastik stresler serbest bırakılırsa, malzemenin orijinal şekline doğru rahatlamasına neden olur.

Belirli bir malzeme ve geometri için, ilkbahar geri dönüş daha yüksek verim gücü ve daha düşük elastik modulus ile artar. Yüksek güçlü çelikler, örneğin daha yüksek bir Y/E oranı daha hafif çelik veya alüminyum alaşımları elde etmek için gereken, daha yüksek bir elastik güç oranına sahip malzemeler daha düşük bir şekilde depolanır - yumuşak alüminyum gibi - daha az elastik kurtarma gösterir.

Aracın geometrisi de kritik bir rol oynar. Daha büyük bir viraj yarıçası dış fiberlerde plastik su kullanımını azaltır, elastik katkıyı arttırır ve böylece ilkbahar gerisini arttırır. Tersine, daha küçük bir yarıçap kuvveti daha plastik deformasyon, elastik kesir. Benzer şekilde, viraj açısı önemlidir: daha büyük viraj açısı daha fazla geri dönüşe izin verir, çünkü elastik su dağılımı daha fazla yay uzunluğuna yayılır.

Bu temelleri anlamak, ilkbaharın geri çekilmesine yönelik ilk adımdır. Malzeme seçimi, araç tasarımı ve süreç parametrelerini ayarlayarak, üreticiler sürekli, stabil deformasyona doğru esnek kurtarmadan dengeyi değiştirebilirler.

Bahar geri çekilmek için anahtar stratejiler

Bahar gerisini azaltmak, malzeme seçimi, süreç parametre ayarını ve akıllı araç tasarımını birleştiren bütünsel bir yaklaşım gerektirir. Aşağıdaki bölümler bugün endüstride kullanılan en etkili yöntemleri ayrıntılı olarak detaylandırır.

Malzeme Seçimi ve Karakterizasyon

Belirli bir form oluşturma için doğru materyali seçmek, DP590 veya DP780 yüksek kuvvetli çeliklerin yaklaşık yarısına sahip olmak için en basit yoldur.Örneğin, daha düşük bir elastik kurtarma sergileyerek, birçok alüminyum alaşım (özellikle de 5xxx ve 6xxx serisi) Y/E oranına sahip olmak gerekir.

Yüksek güçlü malzemelerin kaçınılmaz olduğu durumlarda, mühendisler, daha hızlı (yüksek değerli) daha fazla plastik su geçirmez tabakalar geliştirebiliyor - oluşturulan şekli stabilize etmek ve bir şekilde kurtarmayı sağlamak. Başka bir yaklaşımla malzemenin iş gücü ve formability, yüksek çözünürlükte çelikler (AHSS) gibi, yüksek çözünürlükte bir dengede bulunan malzemelere sahip olmak, daha da fazla plastik su geçirmez gradyanlı bir uzlaşmaya yardımcı olabilir.

Üretimden önce malzemeyi aydınlatmak ve testleri tasarlamak kritiktir. Doğru stres-strain verileri sonlu elemanlar modellerine beslenir, daha kesin bahar tahminlerine ve tazminata izin verir. Malzeme tedarikçileriyle birlikte sertifikalandırılan özellikleri elde etmek ve temsilci test kuponlarını her üretim katından kullanmak.

Süreç optimizasyonu Optimizasyonu

Sabit bir malzeme ile bile operatörler, ilkbaharı azaltmak için parametreleri ayarlayabilirler. En doğrudan lever baskı oluşturmak için baskı oluşturur. Daha yüksek basınç güçleri tarafsız eksene yakın plastik deformasyon, kalıcı bir drenaj oranı yükselterek elde edilebilir.

Dwell zaman in the alt kısmında da önemli. Metalin ısıtılması için yük altında rahatlamasına izin verin (genellikle basın operasyonlarında 0,5-2 saniye) stres gevşemesi ve ürperticisi sağlar, bu teknik özellikle de ısıtımı azaltıcı malzemelerle etkili olur.

Çok aşamalı bir form, son özelliklerin eklendiği bir seriye kadar, son bir kalibrasyonu azaltan elastik enerjiyi her aşamada depolar. Örneğin, derin bir çizilmiş fincan eklenmiş bir orta kırmızı çizerek ile üretilebilir.Dövmede, bir ön adım daha büyük bir açıya doğru şekillendirilir, bir son kalibrasyonu ile takip edilebilir.

Son olarak, yağlanma yönetimi ilkbaharı dolaylı olarak etkiler. Aşırı yağdırıcı yağlar, aracı-form arayüzünde sürtünmeyi azaltabilir, metalin daha özgürce çizebilmesine ve stres dağılımını değiştirmesine izin verebilir. Tersine, alt-yaşlama yerelleştirilmiş inceleme veya galeteksiyona neden olabilir, bükme anısını değiştirir.

Tool ve Die Design Interventions

Tool geometrisi, materyali değiştirme veya işlem parametreleri olmadan en güçlü yaralayıcıdır. en yaygın teknik 3°'ye kadar geri dönerse, ölü açı veya yumruk şeklinin istenen son kısım açısına daha şiddetli olmasını gerektirir.

Daha sofistike ölü tasarımları, sıkıştırılmış bölgeye ait materyalin ötesine geçen son bir sıkıştırma içerir, “stress-relieving” viraj bölgesidir.Çalışkanlık arazileri). Parafing, metallerin sıkıştırılmış bölgeye daha dengeli bir şekilde yaydığı bir kontrol oranını içerir.

Radius tasarımı da kritiktir. keskin bir viraj yarıçap (özellikle de 5-6 kattan daha az malzeme kalınlığı) malzeme kalınlığında yüksek miktarda plastik su basıncı sağlar, elastik temel için miniz. ancak aşırı derecede küçük radii incelenebilir veya kırılmaya neden olabilir.

Yüksek hacimli üretimde üreticiler genellikle maliyetlerin artırılması sırasında keşfedilen tazminatı kullanırlar, ancak diğer birçok virajlı karmaşık geometriler için son derece etkilidirler. - ikincil kurullar ve bileşenlerden sonra kısmı da parçalanır.Bu restrike tam olarak kontrol edilen baskı uygular ve araç maliyetinin eklenmesi sırasında keşfedilen tazminatı içerir, restrike işlemleri çok etkilidir.

Springback Azalt için İleri Teknikler

Geleneksel yöntemler yetersiz olduğunda, gelişmiş form teknolojileri ilkbahar gerisini azaltmak veya ortadan kaldırmak için ek yollar sunar.

Heat-Assisted

Form sırasındaki çalışma sıcaklığının ısıtılması, malzemenin form edilebilirliğini azaltır ve doğrudan Y/E oranını azaltır. Iklim oluşturma (150-350°C for alüminyum, 200-400°C for çelik) ısıtılması için yarıda ısıtılabilir. Sıcak betonlar ısıtılabilirlik şeklinde yapılır.

Incremental Sheet

A) İş parçasını yerel olarak küçük, robotsal olarak kontrol edilen bir araç kullanarak, istenen şekli yolla doğrulayın. Çünkü her bir artış plastik olarak küçültülebilirken, boşta depolanan toplam elastik enerji daha da dağıtılır, geleneksel olarak damgalanan küresel bahar geri dönüşlerini azaltır ve araçlama maliyetlerinin bir sonraki artışta ayarlanabilir.

Hidroformasyon ve Esnek Die Süreçleri

Hidroformasyonda, bir sıvı basıncı, tüm iş parçasını kullanarak, normal baskı uygular. Bu üniforma basıncı, metali sıkı bir şekilde araç yüzeyine doğru itiyor, ilkbaharın şekillendirdiği veya sıvı- form oluşturma gibi stres gradientlerini azaltır.Tokyoformasyon şekline kıyasla hem de daha uygun şekilde şarj edilebilir.

Finite Element Analizinin Rolü (FEA)

Modern bahar gerileme, sonlu elemanlar analizine göre, araçlar kesmeden önce elastik kurtarma için telafi etmek için ağırlığa sahiptir. FEA modelleri doğru malzeme özelliklerini içerir (gerçek stres-strain eğrileri, anisotropic katlar), sürtünme katları ve yükleme döngüsünü simüle etmek için koşulları oluşturur. Hedef geometriye göre, mühendisler kesin bir son bölüm elde etmek için ölü yüzeyleri ayarlayabilirler.

Bu iteratif tazminat süreci, bazen “düşük ayarlama” yöntemi kullanılır: örneğin, 2 mm'nin dışındaki bir flange ilkbaharı ilerleyici bir şekilde yapılır ve simülasyon iki veya üç veya üç iterasyondan sonra tekrarlanır.

FEA ayrıca çizimleri tasarlamaya yardımcı olur, boş tutucu güçleri optimize eder ve en uygun form oluşturma dizisini seçmeye yardımcı olur. Birçok otomotiv ve havacılık üreticileri şimdi araç çelik sipariş edilmeden önce simülasyon kanıtı gerektirir. Simülasyon temelli bahar tazminatı hakkında kapsamlı bir inceleme bu şekilde bulunabilir:0)ScienceDirect konusu genel bakış).