Naujienos ir įvykiai

Dažnos lenkimo kokybės problemos ir sprendimai

Gamybos ir apdirbimo proceso metu lenkiant lakštinio metalo detales gali kilti įvairių lenkimo kokybės problemų, kurios gali turėti įtakos gamybos efektyvumo gerinimui ir gaminio kokybės stabilumui. Šiame straipsnyje išsamiai aprašomos dažniausios lenkimo ir pjovimo kokybės problemos gamybos praktikoje, analizuojamos problemų priežastys ir siūlomi sprendimai, siekiant suteikti patirties ir nuorodų panašioms problemoms spręsti vėlesnėje gamybos praktikoje.

Įvadas

Lakštinio metalo lenkimas yra procesas, kurio metu naudojama universali (arba specializuota) forma, turinti CNC presavimo stabdžių staklės lenkti metalo lakštus į įvairias reikiamas geometrines ruošinių skerspjūvio formas. Lenkimo proceso racionalumas tiesiogiai veikia galutinį gaminio formavimo dydį ir išvaizdą. Protingas lenkimo formų pasirinkimas yra labai svarbus galutiniam gaminių formavimui.

Faktiniame gamybos procese dėl gaminio dydžio neapibrėžtumo ir gaminių tipų įvairovės, lenkiant šaltai apdorotus ruošinius, dažnai susiduriame su tokiomis problemomis kaip dydžių interferencija ir nesutampantys formos kampai, o tai sukelia didelių sunkumų gamybai. Dėl tokių veiksnių kaip gaminio dydis, forma, medžiaga, forma, įranga ir pagalbiniai įrenginiai lenkimo proceso metu gali kilti įvairių kokybės problemų, turinčių įtakos gamybos efektyvumui ir gaminio kokybės stabilumui. Todėl ypač svarbu spręsti šias lenkimo kokybės problemas ir jų išvengti. Šiame straipsnyje daugiausia apibendrinamos ir aprašomos dažniausios lakštinio metalo lenkimo kokybės problemos gamybos praktikoje, analizuojamos priežastys, remiantis gamybos patirtimi, ir siūlomi sprendimai.

Dažnos lenkimo kokybės problemos

Lenkimas ir įtrūkimas

Lenkimo įtrūkimas – tai reiškinys, kai po pjovimo, kirpimo ar štampavimo medžiagų kraštuose dažnai atsiranda šerpetojančių dalių arba mažų įtrūkimų, o lenkimo metu lengvai susidaro įtempių koncentracija, dėl kurios atsiranda įtrūkimų. Lokomotyvų dalių U formos armatūros griovelis kampuose įtrūksta po lenkimo, kaip parodyta 1 paveiksle.

1 pav. Lenkimas ir įtrūkimas

Pagrindinės lūžių ir įtrūkimų priežastys yra šios:

Nešvarūs šerpetojantys objektai detalių kraštuose.
Lenkimo kryptis yra lygiagreti metalo lakštų valcavimo krypčiai.
Lakštinio metalo lenkimo spindulys yra per mažas.

Gamybos ir gamybos proceso metu būtina spręsti lenkimo ir įtrūkimų reiškinius atsižvelgiant į konkrečias aplinkybes. 1 paveiksle pavaizduotai lenkimo ir įtrūkimų problemai spręsti galima pritaikyti proceso skylių arba proceso griovelių pridėjimo metodą, kaip parodyta 2 paveiksle.

2 pav.: Proceso skylių pridėjimas

Lenkimo trukdžiai

Lenkimo interferencija daugiausia skirta gaminiams su antriniu arba didesniu lenkimu, kai lenkimo kraštas susiduria su forma ar įranga, dėl ko negalima tinkamai suformuoti. Lenkimo interferencijai daugiausia įtakos turi detalių forma, dydis ir forma, o ją daugiausia lemia pačios lenkiamos detalės konstrukcijos struktūra, pasirinkta lenkimo seka ir pasirinkta lenkimo forma. Todėl pagrindiniai sprendimai apima:

naujų formų gamyba arba keitimas (pvz., peilių formų lenkimas).
Lenkimo formų transformavimas (pvz., vietinių dalių mechaninis apdirbimas).
Sureguliuokite lenkimo seką (pvz., atvirkštinės deformacijos metodą).
Pakeiskite detalių lenkimo dydį. Pavyzdžiui, Šanchajaus metro linijos 18 važiuoklės priedų kanalo montavimo laikiklis pagamintas iš U formos profiliuoto plieno, kurio vidutinis plotis yra 100 mm, briaunos aukštis – 80 mm, o lenkimo spindulys – 15 mm. Imituokite lenkimą, remdamiesi dirbtuvėse esančiomis formomis, kad sukurtumėte lenkimo interferenciją.

Reaguojant į šį interferencinį reiškinį, viršutinei lenkimo formai (žr. 3 pav.) buvo pritaikytas vietinis mechaninis apdorojimo metodas. Esamos R15 mm tiesaus peilio viršutinio formavimo formos (L = 800 mm) vidurio linijoje buvo išpjauta 140 mm × 48 mm įpjova (žr. 4 pav.). Įpjovos padėtis buvo nustatyta derinant ją su imituota lenkimo interferencine padėtimi, nepaveikiant jos pradinės funkcijos. Modifikavus lenkimo formą, lenkimo interferencinės problemos buvo sėkmingai išspręstos.

3 pav.: Lenkimas po viršutinės formos apdorojimo

4 pav.: Lenkimo interferencija, apdirbimo ploto nustatymas

Lenkimo įdubimas

Lenkimo įdubimas yra reiškinys, kai laipsniškai liečiant lakštinį metalą su įgaubto liejimo formos V formos griovelio vidiniu paviršiumi, atsiranda trintis, dėl kurios lakštinio metalo paviršiuje lieka akivaizdžių žymių. Kai kuriems priedams, kuriems keliami aukšti paviršiaus reikalavimai, tradicinis lenkimas negali atitikti gaminio kokybės reikalavimų, o lenkimo įdubimas (žr. 5 pav.) negali atitikti kito proceso reikalavimų.

5 pav.: Lenkimo įdubimas

Lenkimo įspaudą daugiausia lemia lakštinio metalo kietumas ir apatinės formos struktūra. Kuo didesnis lakšto kietumas, tuo didesnis jo atsparumas plastinei deformacijai, todėl medžiagai sunkiau deformuotis plastiškai ir lengviau susidaryti įspaudui. Dažniausiai naudojamų lakštinių medžiagų lenkimo įspaudo tikimybė yra: aliuminis > anglinis plienas > nerūdijantis plienas. Kuo didesnis lenkimo matricos angos plotis, tuo didesnis lenkimo įspaudo plotis ir kuo mažesnis įspaudo gylis. Kuo didesnis apatinės formos angos peties R dydis, tuo mažesnis įspaudo gylis.

Be medžiagos kietumo ir apatinės formos struktūros pagerinimo, įspaudimo neturinčios guminės pagalvėlės ir rutulinio tipo lenkimo apatinės formos taip pat gali būti naudojamos lenkimo įspaudimo problemai išspręsti. Įspaudimo neturinčios guminės pagalvėlės daugiausia remiasi fizine izoliacija, siekiant sumažinti įspaudimo atsiradimą, kaip parodyta 6 paveiksle. Rutulinio tipo lenkimo matrica tradicinėms lenkimo formoms reikalingą ekstruzijos trintį paverčia riedėjimo trintimi, sumažindama trintį ir gaminio pažeidimus, kaip parodyta 7 paveiksle.

6 pav.: Įspaudimui atsparus guminis padas

7 pav.: Apatinės formos rutulinis lenkimas

Lenkimo spyruoklė

Lenkimo proceso metu medžiagos vienu metu deformuojasi plastiškai ir elastingai. Kai ruošinys palieka lenkimo formą, vyksta elastingas atsigavimas, dėl kurio sulenktos detalės forma ir dydis neatitinka apkrovos, tai vadinama lenkimo atšokiu. Lenkimo spyruoklinė atrama yra viena iš pagrindinių nepakankamo lenkimo kampo priežasčių. Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką atšokimui, yra lakštinio metalo mechaninės savybės ir lenkimo deformacijos sąlygos. Atšokimo vertės dydis yra tiesiogiai proporcingas lakštinio metalo takumo ribai ir atvirkščiai proporcingas tamprumo moduliui. Kuo mažesnis santykinis lenkimo spindulys (lenkimo spindulio ir lakšto storio santykis R/t), tuo mažesnė lenkimo atšokimo vertė. Lenkimo dalies forma taip pat turi įtakos lenkimo atšokimo vertės dydžiui. Paprastai U formos dalys turi mažesnę atšokimo vertę nei V formos dalys.

Pagrindinis lenkimo spyruoklės įveikimo būdas yra kampo kompensavimo metodas, kai paprastai lenkimo formoje sukuriamas nuolydis, lygus spyruoklės kampui, taip efektyviai subalansuojant lenkimo spyruoklės poveikį. Kaip parodyta 8 paveiksle, naudojant lenkimo formą su 80° nuolydžiu, ruošinius galima sklandžiai sulenkti 90° lenkimo kampu.

8 pav.: Lenkimo spyruoklinio atatrankos kompensavimas

Dėl daugelio veiksnių, turinčių įtakos lenkimo spyruoklei, labai sunku tiksliai apskaičiuoti spyruoklės vertę. Veiksmingi metodai siekiant užtikrinti gaminio kokybę yra bandymų korekcija formoje ir patirties kaupimas, spyruoklės dėsnio įvaldymas, tinkamo kompensavimo taikymas ir priemonių imasi spyruoklei įveikti formos konstrukcijoje ir kiti aspektai.

Lenkimo slydimo medžiaga

Lenkimo slydimas reiškia reiškinį, kai lenkiamas ruošinys neturi pilno ir veiksmingo atramos taško apatiniame štampo griovelyje, dėl to ruošinys linkęs slysti ir lenkimo negalima tinkamai pozicionuoti.

Pagrindinės stumdomų medžiagų lenkimo priežastys yra šios.

Kai apatinės formos plotis yra per didelis, o lenkimo dydis yra mažesnis nei pusė apatinės formos pločio, atsiranda slydimas.
Kai ruošinį veikia jo forma ir dydis, o šablono padėties nustatymo dydis yra per trumpas arba nėra efektyvaus šablono padėties nustatymo krašto, gali atsirasti lenkimo ir slydimo reiškiniai.

Yra du pagrindiniai būdai, kaip išspręsti medžiagų lenkimo ir slydimo problemą.

1 metodas. Pasirinkite tinkamą lenkimo matricą, paprastai matricos plotį, kuris yra 4–6 kartus didesnis už lenkimui skirtos plokštės storį.
2 metodas. Naudojant šablonų arba proceso briaunų pridėjimo metodą, galima išspręsti medžiagos slydimo problemą, kurią sukelia netinkamas lenkimo metu atliekamas pozicionavimas. Paprastai lenkimas atliekamas tiesia ruošinio briauna, todėl norint nustatyti padėtį, reikia, kad du galiniai paviršiai liestųsi su lenkimo šablonu. Tačiau realiame gamybos procese pasitaiko situacijų, kai gaminio šablono briauna yra per trumpa arba nėra efektyvaus pozicionavimo briaunos, todėl neįmanoma visiškai nustatyti lenkimo padėties. Sprendimai yra šie:

Kai plokštės storis t ≤ 6 mm, pozicionavimui pridedamas proceso kraštas, kurio padėtis turi būti lygi su priedo galutiniu kraštu. Po lenkimo operacijos jungtis turėtų būti pjaustoma lazeriu, kad būtų lengviau šlifuoti ir pašalinti.
Kai plokštės storis t yra didesnis nei 6 mm, galima išpjauti šabloną pozicionavimui, o šablono storis gali būti lygus arba šiek tiek mažesnis už ruošinio storį. Abu pozicionavimo metodai gali išspręsti medžiagų lenkimo ir slydimo problemą.

Didelis lanko lenkimas

Gamybos ir apdirbimo procese dažnai susiduriama su situacijomis, kai ruošinio lenkimo spindulys yra didelis, o dirbtuvėse nėra atitinkamos didelio lanko formos. Tokiu atveju vientisų formavimo formų arba didelių lanko formų gamybos ciklas yra ilgesnis, o kaina per didelė, o mažo lanko daugiapakopio lenkimo formavimo technologijos naudojimas yra pigesnis ir platesnio pritaikymo. Pavyzdžiui, „Super Bus 2.0“ projekte yra komponentas su viena vertikalia plokšte ir trimis vertikaliomis plokštėmis, kurių lenkimo spindulys yra 125 mm, o lenkimo kampas – 90 °, kaip parodyta 9 paveiksle. Dėl atitinkamų lenkimo formų trūkumo dirbtuvėse galima naudoti kelis lenkimo procesus. Pirmiausia, naudojant 3D programinę įrangą buvo sumodeliuotas išdėstymas ir lenkimas R125 mm padėtyje. Po modeliavimo programinė įranga automatiškai išskleidė 2D plokščios plokštės diagramą. Įvedus į programinę įrangą 45 mm lenkimo spindulį ir palyginus kelis duomenų įėjimus, buvo patvirtinta, kad apskrito lanko segmentą galima užtikrinti sulenkiant 8 pjūviais. Tada kiekvienam pjūviui buvo sugeneruoti lenkimo duomenys (lenkimo kampas, lenkimo linijos padėties ilgis), kaip parodyta 10 paveiksle. Galiausiai, remiantis lenkimo duomenimis, buvo atliktas bandomasis lenkimas vietoje, kaip parodyta 11 paveiksle.

9 pav.: Lanko formos ruošiniai

10 pav.: Išskleidimo schema ir lenkimo linijos padėtis

11 pav.: Bandomasis liejimo formos lenkimas vietoje

Lenkimo iškyša

Lenkimo išsikišimas reiškia reiškinį, kai dėl medžiagos suspaudimo metalinė medžiaga išsikiša iš abiejų sulenkto lakštinio metalo kampo pusių, todėl plotis padidėja iki didesnio nei pradinis dydis. Lenkimo išsikišimo dydis paprastai susijęs su priedų plokštės storiu ir lenkimo spinduliu. Kuo storesnė plokštė, tuo mažesnis lenkimo spindulys ir tuo labiau pastebimas išsikišimas.

Siekiant išvengti šios lenkimo kokybės problemos, braižant lenkimo išskleidimo diagramą, abiejose lenkimo linijos pusėse galima pridėti proceso įpjovas, kaip parodyta 12 paveiksle. Proceso tarpas paprastai yra apskritimo lanko formos, kurio skersmuo yra bent 1,5 karto didesnis už ruošinio storį, siekiant kompensuoti lenkimo iškyšą ir efektyviai išspręsti lenkimo iškyšos problemą. Ruošiniams, kurie jau turi lenkimo iškyšas, apdorojimui paprastai naudojamas rankinis poliravimas.

12 pav.: Proceso spraga

Išvada

Reikėtų pažymėti, kad aukščiau išvardytos dažniausios lenkimo ir pjovimo kokybės problemos gamybos praktikoje neatsižvelgia į žmogiškųjų ar įrangos veiksnių įtaką (pvz., neteisingus išskleidimo matmenis, neteisingą lenkimo parametrų pasirinkimą ir įrangos senėjimą). Gamybos praktikoje tinkami lenkimo proceso parametrai turėtų būti parenkami atsižvelgiant į įrangos našumą, gaminio dydį ir medžiagos savybes, ir griežtai vykdomi pagal eksploatavimo specifikacijas. Turime ne tik išsamiai apsvarstyti įvairių veiksnių, tokių kaip projekto eiga, kaina ir kokybė, poveikį ir priimti tinkamus metodus lenkimo kokybės problemoms spręsti, bet ir sukaupti patirties, kad galėtume numatyti lenkimo problemų atsiradimą ir poveikį proceso analizės etape ir imtis tikslinių priemonių joms išvengti. Šiame straipsnyje išvardytos kelios dažniausios lenkimo kokybės problemos ir jų sprendimai, tikintis pateikti tam tikrų nuorodų ir rekomendacijų pramonės kolegoms.

Skaitykite daugiau:

Hidraulinis presavimo stabdžių aparatas

Kas yra K koeficientas, lenkimo tolerancija ir lenkimo atskaita?

Išsamus įvadas: Lakštinio metalo lenkimas