
Científico Guía de Aluminio de Flexión de los Procesos y Aleaciones
Tabla de Contenido
Conclusión
De aluminio de flexión es un ejemplo significativo de la fabricación de precisión.
En esencia, es el proceso donde el metal (aluminio) es deformado plásticamente en torno a un solo eje. El procedimiento cambia el metal del metal de trabajo manteniendo el volumen casi a la misma. Las personas directamente aplicar una fuerza mecánica sobre la hoja de aluminio. La fuerza debe ser mayor que el material de la producción de la fuerza, pero todavía inferior a su resistencia a la tracción. Esto es lo que hace que el metal se dobla de forma permanente en lugar de romper o de volver a su forma original.
Los diseñadores y fabricantes de elegir aluminio, principalmente debido a su bajo peso y alta resistencia. Sin embargo, usted necesita tener un profundo conocimiento metalúrgico si desea hacer que precisa en las curvas. Usted debe saber cómo el estrés y la tensión afectan al entramado metálico del cristal. La composición de aleación, temperamento y espesor, junto con otros factores, determinan el proceso de curvado de aluminio del resultado. Este manual se profundiza en los conceptos de la ciencia de los materiales involucrados en la metalurgia de las láminas de aluminio y perfiles para crear geometrías complejas.
La Física de la Conformabilidad en Aluminio
La conformabilidad es la capacidad de un metal para ir a través de una deformación plástica sin un desglose de su estructura. En aluminio de flexión, la conformabilidad depende principalmente de la particular de la aleación de la serie. El aluminio no es el mismo en la forma en que se comporta bajo el estrés.
Aluminio puro tiene una cara cúbica centrada (FCC) de la estructura cristalina. Tiene muchas deslizamiento de las dislocaciones a mover. Así, de aluminio puro se deforma sin mucho esfuerzo. Sin embargo, los elementos de aleación tales como el magnesio, silicio, manganeso o distorsionar la red. Aumentan la fuerza, pero la mayoría del tiempo la ductilidad disminuye.
Elongación y resistencia a la Tracción de los Límites de
La elongación es el principal parámetro que indica la conformabilidad. Es la medida del porcentaje de un material puede estirar antes de que se rompa. El mayor de los valores de alargamiento más fácil las operaciones de curvado de ser. Los ingenieros deben considerar la diferencia entre el punto de fluencia y la resistencia a la tracción. Una mayor distancia entre estos dos puntos normalmente indica un seguro de flexión de la gama. En caso de que el porcentaje de elongación es pequeño, el material se comporta como un frágil uno. Se fisura bajo la fuerza de un estrecho radio.
El espesor y el Radio de Curvatura Proporciones
El espesor del material es el principal factor que limita la flexión de la operación. El Radio Mínimo de Curvatura (MBR) es dependiente de espesor. Cuando la placa se vuelve más gruesa, las fibras exteriores de la curva se extendía más. El interior de las fibras, por otro lado, están comprimidos. El eje neutro no cambia. Si el radio es demasiado pequeño para el grosor, el exterior de las fibras se rompa. Usted debe encontrar el derecho de radio con el fin de eliminar el riesgo de fracturas por estrés. De acuerdo a una regla estándar, el radio debe ser igual a 1x espesor de suave aleaciones. Más difícil aleaciones pueden necesitar 3x a 4x espesor.
El análisis de las Aleaciones de Aluminio para la Flexión
La viabilidad de un proyecto depende de si el derecho composición química es recogido. Podemos diferenciar las aleaciones de aluminio, basándose en los elementos que se utilizan principalmente para la aleación. Cada una de las series responde de manera diferente a la de aluminio de proceso de curvado.
3003 De La Serie: El Manganeso Ventaja
La aleación 3003 los cambios desde el primer es el contenido de manganeso. La adición de este elemento planteó la fuerza en un 20%. Sin embargo, la aleación se mantiene muy buena trabajabilidad. Los fabricantes el uso de calor para la flexión 3003 sólo en casos raros. 3003 tiene una fuerza moderada y buena resistencia a la corrosión. Esta propiedad hace que sea adecuado para la producción de equipos químicos y el general fabricación de metal de hoja de la industria. La aleación no es un calor tratable producto. Sólo es reforzada por la capacidad de endurecimiento por deformación.
5052 De La Serie: De Magnesio De Refuerzo
La aleación 5052 se ha mejorado con la adición de magnesio. Como resultado, el elemento proporciona un número considerable de fuerza de mejoras sobre el 3003 de la serie. La aleación ofrece la mayor fuerza de la que no tratables térmicamente grados. Conserva buena conformabilidad a pesar de su rigidez. La aleación es resistente a la sal de la corrosión del agua. Este atributo ha hecho que el material estándar para aplicaciones marinas, así hidráulico de fabricación de tubos. El material se endurece muy rápidamente. Por lo tanto, un control muy estricto de la curva de velocidades es necesario.
6061 de la Serie: el Silicio y el Magnesio Estructurales Mezclas
La aleación 6061 es una combinación de magnesio y silicio. Así, la aleación puede ser tratada con calor. Durante la etapa de endurecimiento, forma de siliciuro de magnesio precipitados. Estos precipitados son los lugares en la red cristalina donde las dislocaciones no se puede mover, por lo que la aleación se vuelve muy fuerte. Sin embargo, esta fuerza es a expensas de la conformabilidad. Si usted dobla 6061 T6, usted es probable conseguir un crack. Los fabricantes suelen llevar a cabo un proceso de recocido para la 'O' mal genio antes de doblar. Debido a su integridad estructural, es ampliamente utilizado en la automotriz de prototipos de la industria.
Datos Comparativos: Aleación De Características
La siguiente tabla compara la flexión de las características comunes de aluminio grados.
| De Aleación De Serie | Elemento Principal | Trabajabilidad | El Rendimiento De La Fuerza | Resistencia A La Corrosión | Aplicaciones Comunes |
|---|---|---|---|---|---|
| 3003 | Manganeso | Excelente | Moderado | Alta | Los tanques de almacenamiento, Techos, Revestimientos |
| 5052 | Magnesio | Bueno | Alta | Excelente (Marina) | Chasis, piezas Marinas, Señalización |
| 6061 | Mg + Silicio | Pobres (T6) | Muy Alta | Bueno | Marcos estructurales, la industria Aeroespacial, la Robótica |
| 7075 | Zinc | Muy Buenos | Extrema | Justo | Aeroespacial, de Alta tensión engranajes |
La Comprensión De Los Estribos Sistema De Designación
El temperamento de una aleación es lo que determina su estado mecánico. El código que se utiliza aquí es el que viene después de la aleación número. Es una manera de contar el trabajador del metal como el metal ha sido procesado. Un contratiempo con el temperamento puede causar la doblar metales en extremadamente peligroso maneras.
- O (Recocido): El metal es calentado por el molino de la temperatura a la que la estructura de grano puede ser recristalizado. Este estado tiene la intensidad más baja y la más alta ductilidad del metal. Es el mejor estado de extrema flexión.
- H (Cepa Endurecido).: Este término se refiere a la no tratables térmicamente aleaciones (los ejemplos son 3003 y 5052). El metal se hace más fuerte por trabajo en frío. El número que viene después de la 'H' se muestra el grado de dureza. H14 significa medio duro; H18 es duro.
- T (Tratado Térmicamente): Esto significa que el mismo para la base de aleaciones 6061. El metal pasa a través de tratamiento térmico de solución y los procesos de envejecimiento.T6 es frecuentemente utilizado, completamente endurecido temperamento. T4 es, naturalmente, la edad y es un poco más flexible.
- F (Fabricados): Las brocas de metal que no tienen ni había térmicas especiales, ni el endurecimiento de control aplicados a ellos.
La Ciencia de la recuperación elástica y Recuperación Elástica
De aluminio de flexión es acompañado por una crítica fenómeno, es decir, la recuperación elástica. Después de que la máquina se libera de la fuerza de flexión, el metal pasa a través de un proceso de relajación. La parte elástica de la curva tensión-deformación se recupera. El ángulo final es un poco más grande que la herramienta ángulo.
El aluminio tiene una alta recuperación elástica de acero suave. La razón de esto es que el aluminio tiene un menor módulo de elasticidad. La resistencia a la fluencia es bastante alta en comparación con el módulo de elasticidad. Los fabricantes están obligados a través de la curva en el material con el fin de tomar esta recuperación en la cuenta. Así, el operador puede doblar el material a 92 grados en lugar de 90 grados con el fin de obtener la curva de 90 grados. Avanzado de máquinas CNC determinar esta variable en sus el propios.
Que cambiar el ponche de profundidad con el fin de ser capaz de elásticamente retroceso.
Estrategias para Mitigar el Agrietamiento
El agrietamiento es un resultado de la aparición de la resistencia a la tensión en el exterior de la radio que va más allá de la fuerza cohesiva del material. Algunos métodos científicos tomar en cuenta este riesgo y tratar de reducir casi a cero.
1. La Dirección Del Grano De La Orientación
Las láminas de aluminio tiene una estructura de grano resultante del proceso de laminación. Flexión perpendicular (a través de) el grano es más fuerte. Se permite a los granos para alargar. Flexión paralela a la de grano menudo conduce a la aparición de grietas. Los fabricantes deben orientar la parte de diseño para doblar todo el grano siempre que sea posible.
2. Radio De Optimización
No utilice una fuerte interna de la radio. Un ángulo agudo se concentra el estrés. Un radio mayor distribuye la presión a lo largo de un área más amplia. Los dibujos de ingeniería debe especificar un radio que respeta la aleación límites.
3. La Lubricación De La Aplicación
La fricción es la principal causa de la localizadas estrés. Lubricantes permita que el material se deslice sobre el morir hombros. Esto distribuye la tensión de manera más uniforme. Se evita el "arrastre" que pueden rasgar la superficie.
4. Asistencia Térmica
El calentamiento de la pieza de trabajo reduce el rendimiento de la fuerza de forma temporal. Esto aumenta la ductilidad. Permite más estrictos curvas en rígidos aleaciones como 6061-T6. Pero, el exceso de calor puede echar a perder los estribos.
Detallada De Flexión Metodologías
La industria está llena de diferentes métodos mecánicos con el objetivo de lograr ciertas formas geométricas. La decisión que está en manos de la sección transversal, el radio y el volumen de la producción.
Presione El Freno De La Formación De
El freno de prensa todavía emplea el método más común de fabricación de metal de hoja. El proceso consiste en un punzón y una matriz.
La Mecánica: La perforadora, impulsado por un sistema hidráulico o eléctrico de ram, se inserta dentro de la forma de V de morir. La hoja de aluminio es colocado en la abertura de la matriz. El punzón empuja la hoja en el morir.
Variantes De Proceso:
- Aire Flexión: Las punzonadoras de la hoja, pero en el fondo no es alcanzado. El ángulo de curvatura no está determinado por el de morir ángulo. La profundidad de la carrera es el factor que controla el ángulo. Esto permite que el springback a ser compensada. Un menor tonelaje que se necesita.
- Tocando fondo: El ponche de las fuerzas de la hoja para seguir la forma de morir exactamente. Esto requiere más fuerza, pero ofrece una alta precisión.
- Acuñación: La perforadora pasa a través del eje neutro del metal. Esta totalmente consigue librarse de la vuelta de la curva, pero se requiere un muy alto tonelaje.
Ventajas y Limitaciones: Presione los frenos son extremadamente versátiles. Controles CNC hacen posible tener complejos, multi-etapa de curvas. Son perfectos para los soportes y cajas. Sin embargo, el costo de las herramientas que pueden ser muy elevados. El tiempo de configuración para diferentes geometrías también los cambios de los tiempos de ciclo.
Rollo De Flexión De Las Técnicas De
Rollo de flexión se utiliza para producir el gran radio de las curvas y los cilindros. El proceso consiste en tres o cuatro rodillos.
- La Mecánica: El operador coloca el perfil de aluminio o chapa de entre los rodillos que están convirtiendo. El rodillo superior ejerce presión hacia abajo. Los rodillos laterales retener el material. Como el material es alimentado, el desplazamiento entre los rodillos hace una curva continua. Este es un método típico en la creación de prototipos industriales para los tanques y túneles.
Ventajas y Limitaciones: Con esta técnica, se puede obtener una perfecta círculos y espirales. Largo perfiles pueden ser tratados con eficacia. Por otro lado, deja algo de recta piezas en el comienzo y el final del perfil. Estas "manchas planas" a menudo son los sobrantes de piezas que necesita ser cortado. Además, no es muy bueno para las curvas más cerradas.
Estirado Rotatorio
Esta técnica es la más común cuando se trata de curvado de tubos y tuberías. El material es de apoyo desde el interior para evitar el colapso.
- La Mecánica: El tubo de aluminio se fija a una curva de morir por la máquina. Una presión en la boquilla sostiene el tubo contra la curva de morir. La curva de morir se convierte, tirando del tubo junto con él. Por lo general, un mandril se coloca dentro del tubo.
- El Mandril del Propósito: El mandril es el soporte para el tubo interior de las paredes. Se detiene la formación de arrugas en el interior del radio. Además de eso, también impide que el aplanamiento de la radio exterior.
Ventajas y Limitaciones: Estirado rotatorio es capaz de producir limpio y muy curvas de radio. El método puede ser utilizado para dispositivo médico de prototipos donde el tubo de la precisión es muy importante. La apariencia de que el tubo se mantiene. Desafortunadamente, las herramientas es costoso y depende del diámetro del tubo.
Compresión Flexión
Compresión flexión sostiene la pieza de trabajo firmemente contra un fijo de inflexión de morir.
- La Mecánica: Un limpiador de zapatos o rodillo se mueve alrededor de los fijos de morir. Presiona el aluminio contra el morir de la forma.
Ventajas: Este es un método más simple en comparación con el rotary dibujar uno. Ciertas aplicaciones se puede hacer más rápido con este método. Simétrica curvas a ambos lados de una parte se puede hacer perfectamente con este método.
Limitaciones: La capacidad para tomar curvas cerradas es limitada, en comparación con rotary dibujar. El exterior de la curva puede ser aplanado. Principalmente se usa para simples formas estructurales.
Conformación Por Estirado
Conformación por estirado es una combinación de tensión y flexión.
- La Mecánica: La máquina tiene la chapa de aluminio o de extrusión en ambos extremos. Extrae el material para el punto donde se produce. A continuación, la máquina, que mantiene el material bajo tensión, lo envuelve alrededor de una forma de bloque.
Ventajas: Estirando el material, el problema de la recuperación elástica es resuelto. También, la tensión ayuda a alinear las tensiones internas. Muy preciso y complejo de curvas se puede hacer de esta manera. Es un método estándar en la industria aeroespacial para el fuselaje de pieles.
Limitaciones: El proceso es bastante lento. Gran agarre subsidios son necesarios, que convertido en chatarra. El equipo es muy grande y costoso.
Ram / Push Flexión
Ram flexión es básicamente el tipo más simple de flexión del tubo.
- La Mecánica: El tubo es apoyado por dos contra los rodillos y las mentiras a través de ellos. Un carnero hidráulico con un radio de bloque se utiliza para empujar hacia abajo el centro del tubo.
Ventajas: El equipo es barato y fácil de desplazar. Ram flexión es bastante rápido si es en bruto a los efectos de la flexión.
Limitaciones: Un interno no se proporciona soporte técnico. El tubo se forma en forma oval. El control exacto del ángulo de curvatura es bastante difícil. La calidad estética de las partes no puede ser buena si se utiliza este método.
Aplicaciones industriales y Sectores
De aluminio de flexión ha sido la principal ventaja de los distintos sectores, y estos han sido impulsados por las propiedades del material.
Sector De La Automoción: Auto-fabricantes de incorporar doblado de aluminio en la producción de la trama y de la superficie exterior del coche. Se trabaja para disminuir el peso del vehículo. Por lo tanto, un mejor consumo de combustible se logra. La flexión de ayuda en la fabricación de estructuras de impacto que puede absorber la energía.
Ingeniería Aeroespacial: Aviones costillas, largueros, y la piel son las piezas más comunes que se producen por el tramo de la formación y del doblez. La fuerza-a-peso de 2024 y 7075 aleaciones es de la máxima importancia. La precisión es el punto de garantizar la eficiencia aerodinámica.
Los consumidores de Electrónica y Robótica: El uso de tornillos de aluminio es muy moderno para la producción de los gadgets' (portátiles y teléfonos) exterior revestimientos. Robot de prototipos se ha doblado la placa de materiales para los brazos y el chasis. El metal es un perfecto conductor térmico y por lo tanto el mejor componente está protegido contra el sobrecalentamiento.
La construcción y la Arquitectura: Doblado de perfiles se utilizan comúnmente para la producción de marcos de ventanas, muros cortina, y los sistemas de techo. El aluminio es un muy buen tiempo-resistencia de materiales. Doblando uno puede hacer curvas características arquitectónicas que son visualmente atractivas.
Conclusión
De aluminio de flexión a nivel de maestría llamadas para la comprensión de la ciencia de materiales ingeniería mecánica y de los principios. Los fabricantes necesitan ser conscientes de los límites del metal. También es necesario averiguar la curva de prestación y factores K de forma muy precisa. Ellos tienen el derecho de elegir el temple si quieren evitar el agrietamiento. No importa si se trata de un freno de prensa para los consumidores creación de prototipos de productos o estirado rotatorio para la hidráulica, el resultado debe ser exacta.
El derecho de uso de la fuerza cambia de una simple hoja plana en un funcionales, de carga de los componentes. Por el conocimiento de la estructura del grano, el alargamiento de los límites, y la recuperación elástica, los ingenieros siempre se puede lograr los mismos resultados.
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