Įvadas
Turinys
Lakštinio metalo lenkimas yra labai svarbus gamybos procesas, naudojamas metalinėms plokštėms formuoti norimu kampu ir forma. Jis vaidina svarbų vaidmenį tokiose pramonės šakose kaip automobilių, aviacijos ir kosmoso, statybos ir elektronikos pramonė. Bet kodėl lenkiamos lakštinio metalo plokštės dažnai neišlaiko savo formos? Atsakymas slypi reiškinyje, vadinamame atšokimu. Vienas iš pagrindinių iššūkių, su kuriais susiduriama lenkimo proceso metu, yra atšokimas. Tai įvyksta, kai metalas po lenkimo iš dalies grįžta į pradinę formą, kurią lemia tokie veiksniai kaip medžiagos savybės, lenkimo spindulys ir veikianti jėga. Atšokimas lenkiant lakštinį metalą gali lemti netikslius galutinius gaminius. Šiame straipsnyje nagrinėsime atšokimo priežastis lenkiant lakštinį metalą, atšokimo įtaką tikslumui ir veiksmingas strategijas, kaip sumažinti atšokimą. Šių sąvokų supratimas gali gerokai pagerinti metalo apdirbimo darbų tikslumą ir kokybę.
Kas yra spyruoklinis lenkimas lakštinio metalo?
Kai metalinė plokštė po lenkimo negali išlaikyti numatyto tikslaus kampo ar išlinkio, įvyksta atšokis. Kai jėga sulenkia metalinę plokštę, ji patiria elastinę ir plastinę deformaciją. Plastinė deformacija yra nuolatinė, o elastinė deformacija yra laikina ir atsistato, kai išorinė jėga išnyksta. Šios elastinės deformacijos atsigavimas lemia, kad plokštė iš dalies grįžta į pradinę padėtį, todėl atsiranda atšokis.
Fizinis principas
Atraminio spyruoklio principas slypi lenkimo metu susidarančiuose vidiniuose įtempiuose. Kai lakštas sulenkiamas, išorinis lenkimo paviršius ištempiamas (tempimo įtempis), o vidinis paviršius suspaudžiamas (gniuždymo įtempis). Pašalinus lenkimo jėgą, šių įtempių elastinė dedamoji bando grąžinti medžiagą į nedeformuotą būseną. Atraminio spyruoklio laipsnis priklauso nuo medžiagos elastinės ir plastinės deformacijos pusiausvyros.
Veiksniai, darantys įtaką pavasario atsigavimui
Keletas veiksnių įtakoja atsigavimo greitį lakštinio metalo lenkimasŠių veiksnių supratimas gali padėti numatyti ir kontroliuoti atatranką projektavimo ir gamybos proceso metu.
1. Medžiagos savybės
- Takumo ribaMetalai, kurių takumo riba yra didesnė, yra labiau linkę į atšokimą, nes jie atsparūs liekamajai deformacijai ir turi didesnę tendenciją grįžti į pradinę formą. Didelio stiprumo plienai ir aliuminio lydiniai dažnai pasižymi didesniu atšokimu, palyginti su mažai anglies turinčiu plienu.
- Elastinis modulisMedžiagos tamprumo modulis arba standumas apibrėžia jos gebėjimą grįžti į pradinę formą po deformacijos. Metalai, turintys didesnį tamprumo modulį, pavyzdžiui, plienas, pasižymi didesniu spyruokliavimu nei minkštesnės medžiagos, tokios kaip aliuminis ar varis.
Atšokimo kampo dydis yra tiesiogiai proporcingas medžiagos takumo ribai αa ir atvirkščiai proporcingas tamprumo moduliui (E). Kitaip tariant, kuo didesnė medžiagos takumo riba, tuo mažesnis tamprumo modulis ir tuo mažesnis lakštinio metalo spyruoklumas. Priešingai, tuo didesnis atšokimas.
Norint sumažinti lenkimo tikslumą ir lenkimo metu susidarančius spyruoklius, vietoj tokių medžiagų kaip didelio anglies kiekio plienas arba nerūdijantis plienas reikėtų rinktis mažai anglies turintį plieną.
2. Lakšto storis
Storesni lakštai paprastai patiria mažesnį atšokimą nei plonesni. Taip yra todėl, kad storesni lakštai lenkimo metu patiria didesnę plastinę deformaciją, o tai sumažina elastingumo atsigavimo efektą. Ir atvirkščiai, plonesni lakštai yra lankstesni ir elastingesni, todėl atšokimas yra ryškesnis.
3. Lenkimo spindulys
Lakšto storio ir lenkimo spindulio santykis daro didelę įtaką atatrankiam spyruokliavimui. Kai lenkimo spindulys yra didelis, palyginti su lakšto storiu, vyksta didesnė elastinė deformacija, todėl padidėja atatrankumas. Mažesnis lenkimo spindulys lemia didesnę plastinę deformaciją ir sumažina atatrankumą.
Tai svarbi koncepcija. Kai medžiagos savybės leidžia, lakštinio metalo lenktų detalių užlaidai reikėtų pasirinkti kuo mažesnį lenkimo spindulį, kad būtų pagerintas apdirbimo tikslumas. Ypač verta paminėti, kad detalės su dideliais lenkimo spinduliais kelia tam tikrų iššūkių kontroliuojant apdirbimo tikslumą ir kokybę.
4. Lenkimo kampas
Kuo didesnis lenkimo kampas, tuo reikšmingesnis lakštinio metalo lenkimo atšokimo efektas. Pavyzdžiui, lenkiant lakštą dideliu kampu (pvz., 90 laipsnių ar daugiau), medžiaga patiria didesnį įtempį, todėl padidėja atšokimo tikimybė, kai lenkimo jėga nebeveikia.
Priešingai, mažesnis lenkimo centro kampas reiškia mažesnį deformacijos plotą, todėl sumažėja bendra elastinės deformacijos suma ir atitinkamai sumažėja bendras lakštinio metalo lenkimo spyruoklumas.
5. Lenkimo metodas
Įvairūs lenkimo metodai, pavyzdžiui, oro lenkimas ir lenkimas dugnu, turi įtakos atatrankos laipsniui. Oro lenkimo metu lakštas yra tik iš dalies prispaustas, todėl atsigauna elastingiau, o lenkiant dugnu (kai lakštas visiškai įspaudžiamas į matricą), metalas yra tvirčiau suspaudžiamas, todėl atatranka sumažėja.
6. Lenkimo jėgos F įtaka
Esant tam tikram lenkimo spinduliui, centriniam kampui ir medžiagos storiui, didesnė lenkimo jėga F lems mažesnį atatranką, o mažesnė lenkimo jėga – didesnį atatranką lenkiant lakštinį metalą.
Spyruoklinio vožtuvo apskaičiavimas lakštinio metalo lenkime
Skaičiuojant lakštinio metalo lenkimo spyruokliavimą, reikia nustatyti skirtumą tarp pradinio lenkimo kampo ir kampo, kuris atsiranda po to, kai medžiaga atgauna dalį savo pradinės formos dėl elastingo atsigavimo. Čia pateikiamas nuoseklus spyruokliavimo įvertinimo ir apskaičiavimo procesas.
Pagrindiniai parametrai
Atraminio spyruoklėjimo dydis priklauso nuo kelių veiksnių, tokių kaip medžiagos savybės, storis, lenkimo spindulys ir lenkimo būdas.
- Youngo modulis (E):Tai medžiagos elastingumo modulis, kuris matuoja jos standumą.
- Takumo riba (σ_y):Tai yra įtempis, kuriam esant medžiaga pradeda plastiškai deformuotis.
- Pradinis lenkimo spindulys (R_b):Perforatoriaus suformuoto lenkimo spindulys prieš atatranką.
- Lakšto storis (t):Lakštinio metalo storis.
- Galutinis lenkimo kampas (θ):Kampas po atšokimo.
Atgavimo koeficientas (Ks)
Vienas iš paprasčiausių būdų apskaičiuoti spyruoklinį koeficientą yra naudoti spyruoklinio koeficiento reikšmę. Ks, kuris yra galutinio lenkimo kampo po atšokimo ir pradinio lenkimo kampo prieš atšokimą santykis. Jį galima apskaičiuoti pagal šią lygtį:
Atgalinio kampo skaičiavimas
Atraminio spyruoklio kampą galima apskaičiuoti pradinį lenkimo kampą padauginus iš atraminio spyruoklio koeficiento:
Spyruoklinio atsigavimo įvertinimas pagal medžiagos savybes
Norint gauti išsamesnį metodą, ypač naudojant didelio stiprumo medžiagas, spyruoklinį spyruoklumą galima apskaičiuoti pagal šią formulę:
Skaičiavimo pavyzdys
Tarkime, kad turite šiuos duomenis:
Taigi, po atšokimo lenkimo kampas bus maždaug 89,2∘89,2^\circ89,2∘, o tai rodo nedidelį atsigavimą. Tai kompensuojama reguliuojant lenkimo kampą proceso metu.
Sprendimai, kaip sumažinti atšokimą
Nors lakštinio metalo lenkimo metu atatrankos visiškai pašalinti negalima, galima taikyti įvairias strategijas, siekiant kontroliuoti ir sumažinti jo poveikį lenkimo proceso metu.
Atšokimo valdymo taikymas ir svarba
Spyruoklinio atbulinės eigos valdymas yra būtinas pramonės šakose, kuriose tikslumas yra labai svarbus, pavyzdžiui, automobilių ir aviacijos pramonėje. Tokie komponentai kaip automobilių kėbulų plokštės, orlaivių apmušalai ir konstrukciniai rėmai turi atitikti griežtus tolerancijos nuokrypius. Per didelis spyruoklinis atbulinės eigos poveikis gali lemti brangų pakartotinį apdirbimą, medžiagų švaistymą ar net konstrukcijos vientisumo pažeidimus.
Masinėje gamyboje atatrankos sumažinimas padeda išlaikyti pastovią kokybę didelėse partijose, sumažinant medžiagų sąnaudas ir pagerinant efektyvumą. Tikslus atatrankos valdymas taip pat leidžia gamintojams naudoti didelio stiprumo medžiagas nepakenkiant produkto kokybei.
Pagerinti lenktų dalių dizainą
- Pagerinus lenkiamųjų dalių konstrukcinį projektą, galima sumažinti atatrankos kampą nepaveikiant jų funkcionalumo. Pavyzdžiui, sumažinus sutvirtinimo briaunų skaičių lenktoje srityje arba naudojant suformuotas briaunas, galima padidinti lenktos dalies standumą ir plastinę deformaciją, taip sumažinant atatranką.
- Naudojant medžiagas, pasižyminčias dideliu elastingumo moduliu, mažu takumo stipriu, mažu kietumu ir geru plastiškumu, galima sumažinti atšokimą ir palengvinti atšokimo kontrolę, tuo pačiu laikantis naudojimo reikalavimų.
Tobulinti proceso matavimus
1. Per didelis lenkimas
Perlenkimas – tai skardos lakšto lenkimas šiek tiek didesniu nei pageidaujamas kampu, siekiant kompensuoti atšokimą. Šiai technikai reikia patirties ir tikslių skaičiavimų, kad būtų galima nustatyti tinkamą perlenkimo kiekį skirtingoms medžiagoms ir storiams.
2. Lenkimo jėgos reguliavimas
Padidinus lenkimo jėgą arba atlikus antrinę lenkimo operaciją, galima padidinti medžiagos plastinę deformaciją. Tai sumažina elastingumo atsigavimą ir sumažina atatranką. Ši technika ypač veiksminga mažinant didelio stiprumo medžiagų atatranką.
3. Naudojant mažesnį lenkimo spindulį
Suprojektavus mažesnį lenkimo spindulį, medžiaga patiria didesnę plastinę deformaciją, o tai sumažina elastinį atsigavimą, atsakingą už atšokimą. Tačiau reikia stengtis, kad spindulys nebūtų per mažas, nes tai gali sukelti medžiagos įtrūkimą ar pažeidimą.
4. Medžiagų parinkimas ir apdorojimas
Pasirinkus medžiagas su mažesne takumo riba arba naudojant terminį apdorojimą medžiagos kietumui sumažinti, galima sumažinti atšokimą. Pavyzdžiui, atkaitinimas gali būti naudojamas metalams suminkštinti, kad jie taptų plastiškesni ir mažiau linkę atšokti.
5. Baigtinių elementų analizės (FEA) modeliavimas
Šiuolaikinės programinės įrangos priemonės, tokios kaip baigtinių elementų analizė (FEA), leidžia gamintojams imituoti lenkimo procesą ir numatyti atgalinio spyruoklėjimo laipsnį prieš fiziškai sulenkiant lakštą. Šios simuliacijos padeda inžinieriams koreguoti lenkimo parametrus, kad būtų užtikrinti tikslūs rezultatai ir sumažintas bandymų bei klaidų skaičius gamybos etape.
Lenkimo formų tarpo reguliavimas
Sumažinus tarpą tarp formų, galima sumažinti atšokimą. Kai tarpas tarp išlenktų formų paviršių yra mažesnis už medžiagos storį, atšokimas gali būti gerokai sumažintas ir netgi sukelti nedidelį neigiamą atšokimą. Per mažas tarpas gali lemti medžiagos suplonėjimą, ruošinio paviršiaus įbrėžimus ir sutrumpinti formos tarnavimo laiką. Kai plokštės storis nukrypsta neigiamai, per didelis tarpas, susidaręs tarp perforatoriaus ir formos, taip pat gali sukelti atšokimą. Sprendimas – suprojektuoti reguliuojamo tarpo lenkimo formas.
Pagerinti lenkimo formų dizainą
Remiantis apskaičiuotomis arba eksperimentinėmis atšokimo vertėmis, galime kompensuoti (arba atskaityti) liejimo formos dalių formos ir dydžio diapazoną, kad sulenktos dalys atitiktų gaminio brėžinio formos ir dydžio reikalavimus.
1) Minkštų medžiagų, tokių kaip 0215, 0235, 08, 10, 20 ir H2 minkšto žalvario, lenkimo atšokimo kampas yra mažesnis nei 5°. Kai medžiagos storio nuokrypis yra mažas, ant perforatoriaus arba formos galima suprojektuoti nuolydį (atšokimo kompensavimo kampą). Tarpas tarp perforatoriaus ir formos turi būti lygus minimaliam medžiagos storiui, o neigiamas tarpas gali būti naudojamas atšokimui įveikti.
2) Minkštoms medžiagoms, tokioms kaip Q215, Q235, 08, 10, 20 ir H62 minkštas žalvaris, kai medžiagos storis viršija 0,8 mm, o lenkimo spindulys yra didelis, perforatoriaus darbinė dalis gali būti suprojektuota su vietiniais išsikišimais. Tai sutelkia perforatoriaus darbinį slėgį į išlenktus kampus.
Padidindami įtempį lenkimo vietoje, padidinome plastinės deformacijos komponentą deformacijos zonoje, pagerinome įtempių pasiskirstymą, taip sumažindami elastinę deformaciją ir kiek įmanoma labiau sumažindami atšokimą.
3) Kietoms medžiagoms, tokioms kaip Q275, 45, 50, H62, kai lenkimo spindulys r>t, ant formos arba perforatoriaus galima suprojektuoti atšokimo kompensavimo kampą, remiantis iš anksto įvertintomis arba eksperimentiškai gautomis atšokimo vertėmis, kad būtų išvengta atšokimo.
Arba formos viršus gali būti suprojektuotas kaip lanko formos paviršius (U formos lenkimui), dėl kurio apačioje atsiranda vietinis atvirkštinis lenkimas. Tai reiškia, kad išimant detalę iš formos, atvirkštinio lenkimo atšokimas sukels neigiamą atšokimą abiejose pusėse, kompensuodamas teigiamą šoninių sienelių atšokimą.
4) Z formos lenkimo atveju du Z formos lenkimo kampai gali turėti skirtingas atšokimo vertes, todėl Z formos detalių viršutinis ir apatinis paviršiai gali būti nelygiagretūs. Siekiant išvengti šio reiškinio, perforatorius ir forma turėtų būti pakreipti į išorę Δφ kampu. Šalto valcavimo plokščių, kurių storis mažesnis nei 1 mm, polinkio kampas paprastai laikomas 2°–3°.
5) Minkštesnėms medžiagoms vietoj standžių formų galima naudoti gumos formas, kaip parodyta 1-10 paveiksle. Kadangi guma gali perduoti slėgį įvairiomis kryptimis kaip skystis standžioje talpykloje, lenkimo procesas patiria teigiamų pokyčių, palyginti su standžių formų naudojimu.
Lenta visiškai remiasi į gumą, viduryje ji yra stipriau paremta nei šonuose. Todėl, kai dvi tiesios lentos sienelės sulenkiamos aplink užapvalintus perforatoriaus kampus, jos visiškai priglunda prie perforatoriaus paviršiaus, o tiesios sienelės yra mažiau linkusios per daug sulinkti, todėl sumažėja atšokimas.
Jei naudojami didelio kietumo gumos elastomerai, efektas yra dar geresnis. Be didelio tikslumo, gumos formų naudojimas nepalieka įbrėžimų ant sulenktų dalių paviršiaus, o gumos ir gumos elastomero formų universalumas yra labai geras.
Išvada
Atšokimas yra neišvengiamas lakštinio metalo lenkimo iššūkis, kurį lemia medžiagos elastinis atsistatymas po plastinės deformacijos. Tokie veiksniai kaip medžiagos savybės, lakšto storis, lenkimo spindulys ir lenkimo būdas turi įtakos atšokimo laipsniui. Tačiau, taikydami tokias strategijas kaip per didelis lenkimas, lenkimo jėgų reguliavimas ir modeliavimo įrankių naudojimas, gamintojai gali efektyviai kontroliuoti atšokimą ir gaminti aukštos kokybės, tiksliai suformuotas detales. Kadangi lengvų, tvirtų ir tikslių komponentų paklausa tokiose pramonės šakose kaip automobilių ir aviacijos pramonė ir toliau auga, atšokimo valdymo įvaldymas išliks svarbiu lakštinio metalo gamybos aspektu.
SC Mašinos yra profesionalas CNC presavimo stabdys ir perforavimo staklių gamykla, teikianti lenkimo sprendimus klientams jau daugiau nei 25 metus. Jei jums reikia lenkimo staklių, nedvejodami susisiekite su mumis.
Lithuanian 
English 
Spanish 
Portuguese 
Russian 
Arabic 
French 
Italian 
German 
Polish 
Thai 
Vietnamese 
Czech 
Japanese 
Chinese