Wissenschaftliche Anleitung: Messing-Biege-Techniken und-Prozesse
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Messing biegen ein zentrales element der meisten genaue Präzision in der Fertigung und Metallurgie-Prozesse. Der Prozess bezieht sich auf die Plastische Verformung von Messing-Legierungen, um eine einzelne Achse ohne änderung der material ' s volume. Die Hersteller wenden diese Methode zu ändern one-piece raw Materialien wie Drähte, Stäbe, Rohre, und Platten—in komplexe Formen für Industrie -, automotive-und Dekorative Zwecke.
Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink, und es hat mehrere einzigartige mechanische Eigenschaften. Das Metall hat ausgezeichnete Duktilität, akustische Eigenschaften, und Korrosion Widerstand. Aber, erfolgreiche Messing biegen hängt ein gründliches Verständnis der Spannungs-Dehnungs-Beziehungen. Der Bediener ist erforderlich, um zu üben eine Biege-moment, der größer ist als das material der Streckgrenze aber niedriger als seine Zugfestigkeit. Diese Bedingung ermöglicht, das material dauerhaft verformt, ohne zu brechen.
Erhalt präzise Biegungen beinhaltet die Verwendung bestimmter Werkzeuge und die strikte Einhaltung der metallurgischen Prinzipien. Kaltverfestigung, die minimalen Biegeradien und Rückfederung sind einige der Faktoren, die Einfluss auf den Prozess. Diese in-depth-Führer befasst sich mit den wissenschaftlichen Methoden und der Ausrüstung, die notwendig sind, um die Durchführung eine genaue Messing biegen Aufgaben in verschiedenen material zu Formen.
Die Metallurgie von Messing Biegen
Bevor jemand geht Voraus mit einer mechanischen Verformung, Produkt, Ingenieure haben ganz sicher sein, Sie haben das material wissen. Das Zink im Messing ist das, was zeigt, wie einfach es sein kann, geformt.
Alpha-Messing vs. Alpha-Beta-Messing
Alpha-Messing (mit weniger als 37% Zink): Solche Legierungen haben ein Gesicht-centered cubic (FCC) Kristallstruktur. Ihre Zähigkeit bei Raum Temperatur ist sehr hoch, fast bis zu dem Punkt des seins Kunststoff. Sie sind die beste Metall für die kalten ziehbiegen von Messing. Die typischsten sind C26000 (Patrone Messing) und dergleichen.
Alpha-Beta-Messing (37-45% Zink): Die Legierungen betroffenen haben ein zwei-Phasen-Struktur. Bei Raum Temperatur, die beta-phase ist, nicht nur härter, aber auch spröder. Deshalb werden diese Legierungen sind in der Regel beheizt (Warmumformung), bevor die Biege-so vermeiden Sie Risse.
Die Kenntnis dieser metallurgischen Phasen hilft dem Verarbeiter, um zu bestimmen, die genaue Temperatur-und Kraft-Level für seine Arbeit.
1. Mechanik Messing-Draht und Stab Biegen
Messing Drähte und Stangen sind verwendet als primäres Material für elektrische Geräte und Verzierungen von Gebäuden. In der Regel wird der Begriff "wire" ist verwendet für kleinere Durchmesser Metall, dass hat eine Runde Form. Während die Stangen sind in der Regel größer in Größe und kann haben quadratische, sechseckige oder Runde Formen.
Wesentliche Werkzeuge für Stangen und Drähte
Präzises biegen erfordert Drehmoment-Anwendung von Werkzeugen, die nicht Schaden die Oberfläche.
- Runde Nase Zangen: Diese Radial Kraft, die das Metall für die Schleifen und Kurven erstellen.
- Nadel-Nase-Zangen: Diese stellen einen Griff für eine sehr scharfe und gerade aus eckigen Kurven.
- Forming-Zange: Diese haben eine spezielle Backen, die nicht mangle der Oberfläche.
- Biegen Jigs: Diese Geräte ermöglichen für die Wiederholbarkeit und Konsistenz der Radien.
- Thermische Quellen: Glocks ermöglichen, den dicken Draht erhitzt werden, um den Punkt zu glühen.
Technik: Handbuch Für Die Kaltumformung
Hier, der Anwender nutzt das material der Duktilität bei einem thin-gauge-Kabel. Die Bedienung erfolgt durch die Sicherung von einem Ende des Drahtes so erstellen einer pivot-Punkt. Der Benutzer wendet eine Kraft auf das freie Ende. Das Metall Erträge und nimmt die Form des gewünschten radius. Diese Methode ist schnell, aber nicht sehr genau wie pro die industrielle Präzision standards.
Technik B: Mechanische Zange Manipulation
Mehr beständig zu Verformung, sind diejenigen, die höheren lehren. Zangen beitragen, um den Hebelarm, wodurch das Drehmoment angewendet wird größer.
- Gekrümmte Biegungen: Runde Nase Zange sind verwendet durch den Betreiber. Backen in der Form eines Kegels geben der Vorteil von Variablen Radien. Der Draht ist näher an den Drehpunkt, wodurch die Schleife kleiner.
- Eckige Kurven: Schärfsten Kurven erstellt werden, die durch flache Nase zangen. Der Betreiber greift in die Draht zwischen die Backen und dann gilt Kraft im rechten Winkel zum Kiefer Gesicht.
- Compound-Bögen: "S" - Kurven können erzielt werden, wenn man verwendet zwei Sätze von zangen Griff, die Draht. Eine Zange fungiert als Stationäres clamp, während die andere Zange ist verwendet für die Anwendung von Biege-moment.
Verfahren C: Jig-Assisted Bending
Biegen jig ist da, um zu bieten einen festen Drehpunkt und Stoppt. Begleiten Sie die Bodenplatte beschichtet, mit Bohrungen und Heringe ist das biegen jig.
- Installation: Schrauben oder schellen sind verwendet zu sichern die Betreiber die jig um die Werkbank.
- Prozess: Setzen die Messing zwischen dem zentralen pivot-Stange und die Anleitung peg erfolgt durch den Betreiber.
- Betätigung: Die Betreiber mit seiner Schulter Kraft, drückt die Stange gegen die pivot-Stange.
- Vorteil: Die Biege Maschine hält das material fest zwischen die zwei Punkte und verhindert so out-of-plane deformation. Es ist auch gewährleistet, dass die geometrische Form jedes Stück der gesamten Produktions-Chargen ist das gleiche.
Technik D: Thermische Erweichung (Glüh -)
Die kaltverfestigung ist, wenn die Metallgitter von Messing wird schwierig, Sie zu entfernen mit Versetzungen verursacht durch biegen. Als ein Ergebnis, das Metall spröde wird. So für größere Stangen, die Benutzer erhitzt das Metall mit einem gas Fackel.
- Temperaturbereich: Die Temperatur, die das Metall erreicht, ist überall von 500°C bis 650°C.
- Effekt: Diese reinigt die Korn-Struktur (Rekristallisation). Das Metall wird wieder weich und geformt werden kann leicht.
- Ausführung: Der Benutzer heizt den Bereich der Kurve, dann wird er/Sie biegt es, während es noch heiß oder nach Kühlung der Bühne (wenn vollständig geglüht). Die Menge an Kraft, die benötigt wird, drastisch reduziert werden, wenn der Prozess ist fertig durch hot-biegen.
- Schutz Hinweis: der Stahl ist härter als Metall Messing. Daher ist es in der Lage zu verlassen werkzeugspuren auf die Metall Oberfläche. Hersteller lösen dieses problem, indem Sie Klebeband auf das Werkzeug Backen oder beschäftigen nylon-jawed Zange.
2. Dynamik von Messing Rohr Biegen
Tubing ist eine besonders schwierige Aufgabe, die Messing biegen Prozess, erfordert viel Konzentration. In einfachen Worten, ein Rohr ist ein Metall-Zylinder, die können verwendet werden für Transport von Flüssigkeiten oder als dekoratives Stück. Im Gegensatz zu einer festen Stange, ein Rohr, hat eine hohle Mitte.
Die Physik der Schlauch minimiert wird, Wenn ein Rohr ist gebogen, die äußere Wand ist gestreckt (Spannung) und die innere Wand wird komprimiert. Die Zugkraft, ohne interne Unterstützung, bewirkt, dass die äußere Wand reduziert werden. Gleichzeitig ist die Druckkraft, die macht der inneren Wand Falten oder Schnalle. So, der Schlauch verliert seine strukturelle Integrität und die Fließeigenschaften sind auch geändert.
Methode A: Interne Unterstützung über Schraubenfedern
Diese Methode ist im Grunde ein cross-sectional Verzerrung Prävention Methode, die ist verwendet in low-tech-Umgebungen.
- Werkzeug: Stahl Frühling, die ist ein bisschen schwerer als sonst und hat einen Durchmesser, der etwas kleiner als der Rohr-Innendurchmesser (ID).
- Verfahren: Der Techniker schiebt die Feder in das Rohr an der Stelle, wo es gebogen werden.
- Bedienung: Die Federwindungen bieten Unterstützung für die Rohr-Wände, wie die Techniker biegt das Rohr. Als flexibles festen Kern, der Frühling hat die Funktion, einen festen Kern. Es nimmt die Druckkräfte auf und verteilt Sie gleichmäßig so, Knicken nicht Eintritt.
- Entfernung: Der Techniker leicht verringert sich der Durchmesser der Feder durch drehen und dann zieht Sie heraus.
Methode B: Rotary Draw Bending
Rotary draw benders sind verwendet in high-Präzision industrielle Anwendungen.
- Die Maschine: die Maschine klemmt das Rohr, um eine Kurve zu sterben. Ein Druck sterben, hält das Rohr gegen die Kurve zu sterben.
- Die Bewegung: Die Kurve sterben dreht, Zeichnung der Röhre entlang seines radius.
- Dorne: In Fall von dünnwandigen Rohren, die Maschine stellen ein Dorn im inneren der Röhre, die den internen tool und es bleibt an der Tangente Punkt der Kurve. Aktiv bügelt Falten und hilft, die Rundheit, während die Messing-Biege-Prozess.
- Schutz: Die Betreiber sollten das tragen von Schutzhandschuhen zu Schild Ihre Hände von Schnitte, wenn die Röhrchen wurden zu brechen, oder, wenn es sind Grate. Messungen genommen richtig sicherstellen, dass die Kurve, die ist in Linie mit die Rohrleitungen system layout.
3. Strukturelle Biegen von Messing Bars
Eine Messing-bar ist ein Metall, von der Kupfer-Zink-Familie. Es ist eine drei-dimensionale rechteckige Form. Die bar ist sehr steif und beständig gegen Biegung um die Längsachse. In der Regel, eine erhebliche Menge an Hebelwirkung oder mechanische Energie erforderlich ist, um die Balken biegen.
Methode A: Vise-Assisted-Kaltbiegen
Diese Methode ist für die Verwendung von dünnen Stäbe, die können behandelt werden durch direkte körperliche Gewalt.
- Markierung: Die Arbeiter Marken der neutralen Achse des Bogens durch die Verwendung von marker und Klebeband.
- Spann: Der Schraubstock hält die bar dicht. Die Biegelinie ist an der oberen Kante des vise jaws.
- Krafteinleitung: Der Arbeiter hat die Krafteinleitung auf den bar-Bereich, der coming-out. Wenn scharfe Biegungen gemacht, dann die Bediener kann den Takt schlagen mit einem Holzhammer für die Auswirkungen Kraft.
- Schutz: Holz-Stücke oder weiche Backen verwendet werden zur Abschirmung der Messing-Oberfläche vom Laster Zähne, die beißen hinein.
Methode B: Kerbe-Assisted Bending (Kerf Biegen)
Unflexibel bars, die Dicke kann sich entwickeln, ein Riss an der Außenseite des radius durch die übermäßige Spannung, wenn Sie versuchen, es zu biegen. Die Lösung ist Ergebnis der bar, so dass die Querschnittsfläche reduziert und damit weniger Spannung ausgeübt wird.
- Berechnung: Der Arbeiter berechnet die Menge des Materials benötigt für die Kurve.
- Scoring: Der Betreiber setzt das Gesicht der Biegelinie als guide und mit einem dreieckigen Datei oder eine Säge, er/Sie schneidet eine Nut auf der Innenseite.
- Tiefe Limit: Die Tiefe der Nut sollte die Hälfte der bar die Dicke am meisten.
- Mechanik: Der groove ist da, um zu entfernen material aus der Druckzone. Die bar kann nun Falten Sie sich zusammen.
- Verstärkung: Nach der Kurve, die Nut ist nicht sichtbar, denn es wurde gelötet, bieten mechanische Festigkeit und Kontinuität.
Warnung: Wenn die Nut zu tief ist, dann ist die bar wird schwächer. Daher ist diese Methode nur anwendbar für die Herstellung der show-Seite der bar biegen und nicht für tragende Strukturen.
4. Industrielle Messing Blatt Biegen
Heavy metal fabrication Messing-Blech, geht es um große Maschinen, macht Teile wie Halterungen, Gehäuse und Paneele. Die Ausrüstung verwendet wird, hängt von der Dicke des Blechs.
Methode A: V-Matrize Biegen (Abkantpresse)
Drücken Sie die Bremse ist das wichtigste tool in der Branche, wenn es um Messing Faltung.
- Teile: Einen oberen Teil (punch) und ein Unterteil (Matrize).
- Luft Biegen: Der Schlag zwingt das Metall in die V-sterben, aber die sterben nicht an der Unterseite. Die Tiefe der Bewegung bestimmt den Winkel. Weniger Energie ist erforderlich, in diese Methode.
- Bodenbildung: Der Schlag zwingt das Metall den ganzen Weg in die Matrize. Dadurch wird der exakte Winkel der Düse auf das Messing. Höhere Genauigkeit möglich ist.
- Tonnage: Die hydraulische system liefert Tonnen von Kraft, die ist genug zu brechen die Metall entlang der Biegelinie.
Methode B: Walzbiegen
Roll benders sind das tool der Wahl, wenn die Betreiber möchten, um große Kurvenradien oder Zylinder.
- Setup: Drei Rollen bilden ein Dreieck.
- Betrieb: Das Blatt zugeführt wird zwischen die Rollen. Die bewegliche Obere Walze gilt die abwärts Kraft.
- Ergebnis: Dies ersetzt die scharfen Winkel, mit eine kontinuierliche glatte Kurve. Es ist verwendet für die Herstellung von Messing-tanks oder architektonischer Verkleidung.
Die Auswahl der richtigen Legierung ist von größter Bedeutung für eine erfolgreiche Messing biegen. Die folgende Tabelle vergleicht die gängigen Legierungen.
| Legierungs-Bezeichnung | Common Name | Zinkgehalt | Biege-EIGNUNG (Kalt) | Biege-EIGNUNG (Hot) | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|---|---|
| C26000 | Cartridge Brass | 30% | Ausgezeichnete | Fair | Blechteile, Munition Gehäuse |
| C36000 | Freies Schneiden Messing | 35.5% | Arm | Gut | Maschinell bearbeitete Teile, Armaturen |
| C46400 | Naval Messing | 39% | Fair | Ausgezeichnete | Marine hardware |
| C23000 | Rot-Messing | 15% | Ausgezeichnete | Gut | Dekorative trim, Rohre |
Die Wissenschaft der Rückfederung
Ein sehr wichtiges Konzept in Messing biegen ist der Begriff des "Rückfederung." Nach dem biegen Kraft ist entfernt, das material ist noch "am Leben" mit der ursprünglichen Form. Die Ursache dafür ist, dass das material gewechselt wird sowohl elastisch und plastisch.
Nur der Kunststoff Teil von die Verformung beständig ist, während der elastische Teil ist wiederhergestellt. Messing ist ein material mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul als Stahl, so es zeigt eine sehr hohe Rückfederung.
Vergütung: Der Bediener muss "über-biegen" material. Zum Beispiel, um sich einen 90-Grad-Winkel, könnte der Betreiber beugen dem Messing bis 92 Grad. Nach dem entfernen der Kraft, die Messing-Federn-2 Grad zurück, damit es in der gewünschten 90 Grad.
Variablen: Kleinere Biegeradien und härtere Gemüter führt zu einem größeren Betrag der Rückfederung.
Faktoren, die den Biegeprozess
Viele Variablen interagieren, um zu bestimmen, die Qualität der letzten Kurve. Ingenieure müssen herausfinden, diese Parameter, bevor Sie mit der Produktion beginnen.
1. Material, Stärke und K-Faktor
Stärke ist das, was bestimmt den Biegeradius. K-Faktor-steht für das Verhältnis der neutralen Achse offset der materiellen Stärke. Wenn sich das Metall gebogen, die Teil des metal, die Gesichter der Innenseite wird komprimiert, die Teil des metal, die Gesichter außen wird gestreckt. Die Neutrale Achse ist die Linie, wo es ist keine änderung in der Länge. K-Faktor, der genau berechnet ist, was macht Sie sicher, dass die flache Muster auf die richtige Länge geschnitten.
2. Korn Richtung (Anisotropie)
Die Kornstruktur des gerollt Messing Blatt ist in Linie mit der Walzrichtung.
Transverse Bending: Biegen senkrecht zur Faserrichtung ist die stärkste. Sie können die Körner länglich, ohne zu brechen auseinander.
Longitudinal Bending: Biegen, parallel zur Maserung führt in der Regel zur Rissbildung des äußeren radius. Die Körner trennen anstatt zu dehnen.
3. Werkzeuge Radius
Der radius der Stempel oder die Matrize Tipp betrifft die Konzentration des stress. Einen scharfen radius konzentriert sich der stress, die in einem kleinen Bereich abgeschert, während der rest des Materials ist noch intakt. Ein radius, der gleich der Materialstärke (1t) wird allgemein als eine sichere radius für geglüht Messing. Im Falle von härteren Gemüter, größere Radien (2t oder 3t) werden verwendet, um vermeiden Bruch.
4. Reibung und Schmierung
Die Reibung zwischen dem Werkzeug und der Messing-gegen die Strömung des Materials. Hohe Reibung führt zu ziehen und Oberfläche Kratzer. Ein Schmiermittel zwischen den beiden Oberflächen reduzieren die Reibung und damit das Messing wird in der Lage sein, gleiten über das sterben Schultern. Dies wiederum resultiert ein sauberer bend und weniger Werkzeugverschleiß.
Fehlerbehebung Häufige Fehler
Messing biegen kann zu Fehlern führen, die schwer zu vermeiden, auch mit der richtigen Planung.
- Orangenhaut: Die Außenseite der Kurve zeigt eine grobe Oberflächenstruktur. Dies bedeutet, dass die Korngröße von Messing war zu groß, die meisten oft als Folge von über-glühen.
- Knacken: Frakturen des äußeren radius gesehen werden kann. Ein Biegeradius zu klein ist für die Härte der Legierung ist die Ursache dafür. Die Antwort ist die Verwendung einer größeren radius oder Tempern des Materials.
- Faltenbildung: Der innere radius der Röhre hat Wellen. Dies ist ein Zeichen dafür, dass die innere Unterstützung ist nicht genug, oder der Druck, die ist nicht dicht genug.
Fazit
Messing biegen ist in der Lage, fast alles zu tun-Prozess dient als Brücke zwischen den kreativen und den wissenschaftlichen Seite. Die gleichen Parameter gelten, wenn eine mit sehr feinen Draht für Schmuck aus Messing oder ein heavy-duty-Wärmetauscher für eine industrielle Anlage. Die Hauptsache ist, wie gut kann man die Kontrolle der Plastizität des Metalls.
Der Arbeiter sollte entscheiden Sie sich für eine richtige Bedienung—manuell, thermische oder hydraulische—nach den Querschnitt und das Temperament des Materials. Durch die Kenntnis der Metallurgie von Kupfer-Zink-Legierungen, wodurch die Berechnung der Rückfederung, und durch die genaue Werkzeuge wie jigs und Dorne, die Produzenten sind in der Lage, um das Ergebnis der Arbeit, die ist von hoher Qualität, und kann wiederholt werden. Der Befehl Messing biegen ist die Garantie für die Entwicklung von Messing Teile, die stark, praktisch und schön aussieht.
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