Scientifica Guida di Alluminio di Piegatura Processi e Leghe
Sommario
Conclusione
In alluminio, piegatura è un esempio significativo di produzione di precisione.
In sostanza, è il processo in cui il metallo (alluminio) è deformazione plastica attorno ad un solo asse. La procedura cambia il metallo e metallo, di lavoro, mantenendo il volume quasi la stessa. Persone direttamente applicare una forza meccanica sul foglio di alluminio. La forza deve essere maggiore del materiale, carico di snervamento, ma ancora inferiore alla sua resistenza a trazione. Questo è ciò che rende il metallo piegare definitivamente, invece di rompere o di tornare alla sua forma originale.
Progettisti e costruttori scegliere di alluminio, principalmente a causa del suo basso peso e caratteristiche ad alta resistenza. Tuttavia, è necessario disporre di approfondite conoscenze di metallurgia se si desidera effettuare accurate curve. Si deve sapere come stress e la tensione che interessano il reticolo di metallo di cristallo. La composizione della lega, del temperamento e spessore, insieme con altri fattori, per determinare il processo di piegatura di alluminio del risultato. Questo manuale approfondisce i concetti di scienza dei materiali coinvolti nell'metalmeccanica di fogli di alluminio e profili di creare geometrie complesse.
La Fisica di Formabilità in Alluminio
Formabilità è la capacità di un metallo di passare attraverso una deformazione plastica senza una ripartizione della struttura. In alluminio, piegatura, la formabilità è in gran parte dipende dalla particolare lega di serie. L'alluminio non è la stessa nel modo in cui si comporta sotto stress.
L'alluminio puro è una cubica a facce centrate (FCC) struttura cristallina. Ha molti sistemi slip disponibili per le dislocazioni a muoversi. Così, puro alluminio si deforma senza molto sforzo. Tuttavia, elementi di lega come il magnesio, silicio, o manganese distorcere la grata. Essi aumentare la forza, ma la maggior parte del tempo diminuzioni di duttilità.
Allungamento a Trazione Limiti
L'allungamento è il principale parametro che indica la formabilità. È la misura della percentuale di un materiale stretch prima di rompersi. Maggiore è l'allungamento dei valori il più facile le operazioni di piegatura diventare. Gli ingegneri devono considerare la differenza tra il punto di snervamento e rottura. Una grande distanza tra questi due punti indica in genere un più sicuro di piegatura gamma. Nel caso In cui l'allungamento percentuale è di piccole dimensioni, il materiale si comporta come un fragile uno. Si si crepa sotto la forza di un raggio stretto.
Spessore e Raggio di Curvatura Rapporti
Lo spessore del materiale è il principale fattore che limita una operazione di piegatura. Il Minimo Raggio di Curvatura (MBR) è in funzione dello spessore. Quando la piastra diventa più spessa, l'esterno di fibre di curva sono allungati più. L'interno fibre, invece, sono compressi. L'asse neutro non cambia. Se il raggio è troppo piccolo per lo spessore, l'esterno di fibre strappo. Si dovrebbe trovare il giusto raggio al fine di eliminare il rischio di fratture da stress. Secondo una regola standard, il raggio dovrebbe essere pari a 1x spessore per soft leghe. Più difficile leghe può essere necessario da 3x a 4x spessore.
Analisi di Leghe di Alluminio per la Piegatura
La fattibilità di un progetto dipende dal fatto che il diritto di composizione chimica del raccolto. Si distingue per le leghe di alluminio in base agli elementi che sono utilizzati principalmente per la lega. Ogni serie in modo diverso risponde all'alluminio processo di piegatura.
3003 Serie: Il Manganese È Un Vantaggio
La lega 3003 modifiche da il primo è il tenore di manganese. L'aggiunta di questo elemento sollevato la forza del 20%. Tuttavia, la lega mantiene ancora molto buona lavorabilità. Fabbricanti di utilizzare il calore per la piegatura 3003 solo in rari casi. 3003 ha la forza moderata, e una buona resistenza alla corrosione. Questa proprietà lo rende adatto per la produzione di apparecchiature chimiche e il generale sheet metal fabrication industria. La lega non è un calore trattabile prodotto. Si è solo rafforzato da incrudimento.
5052 Serie: Magnesio Rinforzo
Il 5052 lega è migliorato con l'aggiunta di magnesio. Come risultato, l'elemento che fornisce un numero consistente di forza miglioramenti rispetto al 3003 serie. La lega offre la massima forza di non trattabile con calore gradi. Conserva buona formabilità, nonostante la sua rigidità. La lega è anche resistente all'acqua salata e di corrosione. Questo attributo ha fatto il materiale standard per applicazioni marine e tubo idraulico di fabbricazione. Il materiale di lavoro si indurisce molto rapidamente. Così, un controllo molto rigoroso di piegatura velocità è necessario.
6061 Serie: Silicio e Magnesio Strutturali Miscele
La lega 6061 è una combinazione di magnesio e silicio. Così, la lega può essere sottoposto a trattamento termico. Durante la fase di stage, di moduli siliciuro di magnesio precipitati. Questi precipitati sono luoghi nel reticolo cristallino in cui le dislocazioni non può muoversi, in modo che la lega diventa molto forte. Tuttavia, questa forza è a scapito di formabilità. Se si piega 6061 T6, è probabile che per ottenere un crack. Costruttori di solito eseguire un processo di ricottura per la ‘O’ temperamento prima di curvare. A causa della sua integrità strutturale, è ampiamente usato in automotive prototipazione industria.
I Dati Comparativi: Lega Caratteristiche
La seguente tabella confronta le caratteristiche di flessione del comune di alluminio gradi.
| La Lega Di Serie | Elemento Primario | Lavorabilità | Carico Di Snervamento | Resistenza Alla Corrosione | Le Applicazioni Più Comuni |
|---|---|---|---|---|---|
| 3003 | Manganese | Eccellente | Moderato | Alta | Serbatoi di stoccaggio, Coperture, Rivestimenti esterni |
| 5052 | Magnesio | Buona | Alta | Eccellente (Marino) | Telaio, parti Marini, Segnaletica |
| 6061 | Mg + Silicio | Poveri (a T6) | Molto Alta | Buona | Strutture portanti, Aerospaziale, Robotica |
| 7075 | Zinco | Molto Scarsa | Extreme | Fiera | Aerospaziale, ad Alta tensione ingranaggi |
Comprendere Il Temperamento Sistema Di Denominazione
Il temperamento di una lega è ciò che determina il suo stato meccanico. Il codice che viene utilizzato qui è quello che viene dopo la lega di numero. Si tratta di un modo di raccontare il lavoratore in metallo come il metallo è stato elaborato. Un contrattempo con il temperamento può causare il piegatura del metallo estremamente pericoloso modi.
- O (Ricotto): Il metallo viene riscaldato dal mulino a una temperatura dove la struttura del grano può essere ricristallizzato. Questo stato ha la più bassa resistenza e la massima duttilità del metallo. È lo stato migliore per estrema flessione.
- H (Ceppo Temprato): Questo termine si riferisce alla non-trattamenti termici leghe (esempi sono 3003 e 5052). Il metallo è reso più forte dalla lavorazione a freddo. Il numero che viene dopo ‘H’ mostra il grado di durezza. H14 sta per mezza rigido; H18 pieno, duro.
- T (Trattato Termicamente):: Questo significa che la stessa per leghe come 6061. Il metallo passa attraverso la soluzione di trattamento termico e processi di invecchiamento.T6 è frequentemente utilizzato, completamente indurito temperamento. T4 è naturalmente invecchiato e un po ' più deformabile.
- F (Come Fabbricato): I pezzi di metallo che non hanno né aveva termica speciale, né di incrudimento di controllo applicato a loro.
La Scienza del ritorno elastico e Recupero Elastico
In alluminio, piegatura è accompagnata da una critica del fenomeno, che è, il ritorno elastico. Dopo che la macchina è rilasciato dalla flessione, il metallo passa attraverso un processo di rilassamento. L'elastico della curva sforzo-deformazione è recuperato. Il finale angolo è un po ' più grande di utensileria angolo.
L'alluminio è un maggiore ritorno elastico di acciaio dolce. La ragione di questo è che l'alluminio ha un basso modulo di elasticità. Il carico di snervamento è abbastanza alta rispetto per il modulo elastico. I fabbricanti sono tenuti a piegare eccessivamente il materiale per prendere questa ripresa in considerazione. Così, l'operatore può piegare il materiale a 92 gradi invece che a 90 ° in modo da ottenere la curva di 90 gradi. Avanzate macchine CNC determinare questa variabile su di loro.
Cambiano il pugno di profondità in modo da essere in grado di elasticamente il rinculo.
Strategie per Mitigare Cracking
Cracking è una conseguenza del verificarsi di trazione sul raggio esterno che va oltre le forze di coesione del materiale. Alcuni metodi scientifici, tener conto di questo rischio e cercare di ridurre quasi a zero.
1. Grano Direzione Orientamento
Fogli di alluminio hanno una struttura a grano risultante dal processo di laminazione. Flessione perpendicolare a (di fronte), il grano è più forte. Permette i grani per allungare. Flessione parallela alla fibratura spesso porta a crepe. Costruttori dovrebbero orientare la parte di layout di piegare tutto il grano, quando possibile.
2. Raggio Di Ottimizzazione
Non usare un forte raggio interno. Un angolo acuto si concentra stress. Un raggio più ampio distribuisce lo sforzo su una superficie più ampia. I disegni di progettazione deve specificare un raggio che rispetta la lega limiti.
3. Lubrificazione
L'attrito è la principale causa di stress localizzato. Lubrificanti per permettere al materiale di scivolare oltre il morire spalle. Questo distribuisce lo sforzo in modo più uniforme. Esso impedisce di “trascinare”, che può strappare la superficie.
4. Assistenza Termica
Il riscaldamento del pezzo abbassa il carico di snervamento temporaneamente. Questo aumenta la duttilità. Esso permette ad una più stretta curve rigide le leghe di alluminio 6061-T6. Ma, troppo calore può rovinare l'umore.
Mappa Di Piegatura Metodologie
Il settore è pieno di diversi metodi meccanici che mira al raggiungimento di alcune forme geometriche. La decisione, appoggiata sulla sezione trasversale, il raggio e il volume della produzione.
Freno Della Pressa Di Formatura
Il freno della pressa ancora impiega il metodo più comune di fabbricazione della lamiera. Il processo prevede un pugno e un dado.
La Meccanica: Il pugno, trainata da un idraulico o elettrico, ram, è inserito il V-a forma di dado. Il foglio di alluminio è posizionato in apertura di morire. Il punzone spinge il foglio nel morire.
Varianti Di Processo:
- Aria di Flessione: Il pugno preme il foglio, ma il fondo non è stato raggiunto. L'angolo di piega non è determinato da morire angolo. La profondità della corsa è il fattore che controlla l'angolo. Questo consente il ritorno elastico per essere risarcito. Minore tonnellaggio è necessario.
- Toccato il fondo: Il pugno forze foglio per seguire la forma del morire esattamente. Questo richiede più forza, ma offre alta precisione.
- Coniatura: Il pugno passa attraverso l'asse neutro del metallo. Questo totalmente elimina il ritorno della curva, ma richiede un'alto tonnellaggio.
Vantaggi e Limitazioni: Premere i freni sono estremamente versatili. CNC controlla di avere un complesso multi-fase di piega. Essi sono l'ideale per supporti e custodie. Tuttavia, il costo delle attrezzature possono essere molto elevati. Il tempo di configurazione per le diverse geometrie cambia anche i tempi di ciclo.
Rotolo Di Tecniche Di Curvatura
Rullo di piegatura è utilizzato per produrre curve ad ampio raggio e cilindri. Il processo prevede tre o quattro rulli.
- La Meccanica: l'operatore posiziona Il profilo di alluminio o in lamiera tra i rulli che stanno girando. Il rullo superiore, esercita una pressione verso il basso. I rulli laterali tenere il materiale. Il materiale è alimentato, la distanza tra i rulli provoca una curva continua. Questo è un tipico metodo di prototipi di per le cisterne e cunicoli.
Vantaggi e Limitazioni: Con questa tecnica, si può ottenere una perfetta cerchi e spirali. Lungo i profili possono essere trattate in modo efficiente. D'altra parte, lascia qualche dritta pezzi all'inizio e alla fine del profilo. Queste “macchie piatte” sono spesso gli avanzi di pezzi che hanno bisogno di essere tagliati fuori. Inoltre, non è un bene per molto angoli stretti.
Rotary Disegnare Flessione
Questa tecnica è la più comune quando si tratta di piegatura dei tubi e dei tubi. Il materiale è supportato dall'interno per evitare il collasso.
- La Meccanica: Il tubo di alluminio è fissato ad una curva morire dalla macchina. Una pressione die tiene il tubo contro la curva morire. La curva morire giri, tirando il tubo lungo con esso. Di solito, un mandrino viene posizionato all'interno del tubo.
- Il Mandrino ha per oggetto: Il mandrino è il supporto per il tubo di pareti interne. Non si arresta la formazione di rughe all'interno raggio. Oltre a ciò, inoltre, impedisce l'appiattimento del raggio esterno.
Vantaggi e Limitazioni: Rotary disegnare flessione è in grado di produrre pulito e curve strette. Il metodo può essere utilizzato per dispositivo medico prototipazione dove tubo di precisione è estremamente importante. L'aspetto del tubo è mantenuto. Purtroppo, l'attrezzatura è costosa e a seconda del diametro del tubo.
Compressione Flessione
Compressione flessione detiene il pezzo saldamente contro un fisso curva morire.
- La Meccanica: Un tergicristallo scarpa o rullo si muove intorno al fisso morire. Preme in alluminio contro il morire della forma.
Vantaggi: Questo è un metodo più semplice rispetto al rotary disegnare uno. Alcune applicazioni possono essere eseguite più velocemente con questo metodo. Simmetrica si piega su entrambi i lati di una parte può essere fatto perfettamente con questo metodo.
Limitazioni: La capacità di fare curve strette è limitato rispetto al rotary disegnare. L'esterno della curva può essere appiattita. Principalmente è utilizzato per semplici forme strutturali.
Tratto Formando
Tratto formando è una combinazione di trazione e di flessione.
- La Meccanica: La macchina tiene il foglio di alluminio o di estrusione a entrambe le estremità. Si tira il materiale al punto in cui si produce. Quindi la macchina, ancora in mano il materiale in tensione, avvolge intorno ad una forma di blocco.
Vantaggi: Allungando il materiale, il problema del ritorno elastico è risolto. Inoltre, la tensione aiuta ad allineare le tensioni interne. Molto preciso e curve complesse possono essere fatte in questo modo. Si tratta di un metodo standard nell'industria aerospaziale per fusoliera pelli.
Limitazioni: Il processo è abbastanza lento. Grande presa indennità sono necessari che diventano rottami. L'apparecchiatura è molto grande e costoso.
Ram / Push Flessione
Ram flessione è essenzialmente il tipo più semplice di piegatura del tubo.
- La Meccanica: Il tubo è sostenuto da due rulli controrotanti e si trova di fronte a loro. Un pistone idraulico con un raggio di blocco è usato per spingere verso il basso il centro del tubo.
Vantaggi: L'attrezzatura è a buon mercato e facilmente spostabile. Ram flessione è abbastanza veloce, se è per la sgrossatura, piegatura scopi.
Limitazioni: Un sostegno interno non è previsto. Il tubo viene rimodellato in forma ovale. Il controllo esatto dell'angolo di piega è abbastanza difficile. La qualità di cosmetici parti non può essere buono se viene utilizzato questo metodo.
Applicazioni industriali e dei Settori
Alluminio flessione è stata maggiore di piombo di varie Industrie, e questi sono stati guidati dalle proprietà del materiale.
Settore Automotive: I produttori di automobili incorporare alluminio piegata nella produzione del telaio e la superficie esterna della vettura. Si lavora per ridurre il peso del veicolo. Così, una migliore consumo di carburante è raggiunto. Flessione aiuta nella fabbricazione di impatto strutture che possono assorbire energia.
Ingegneria Aerospaziale: Aereo costole, traverse, e la pelle più comuni sono le parti che sono prodotti dal tratto di formatura e piegatura. La forza-peso del 2024 e leghe di alluminio 7075 è della massima importanza. La precisione è al punto di garantire l'efficienza aerodinamica.
Elettronica di consumo e della Robotica: L'uso di alluminio piegata è di moda per la produzione di gadget (computer portatili e telefoni) rivestimenti interni. Robot di prototipazione si piega piastra di materiali per le armi e il telaio. Il metallo è un perfetto conduttore termico e quindi il miglior componente è protetto dal surriscaldamento.
Edilizia e l'Architettura: Piegate i profili sono comunemente utilizzati per la produzione di serramenti, facciate continue e sistemi di copertura. L'alluminio è un tempo molto buono-resistenza del materiale. La flessione si possono fare curve caratteristiche architettoniche che sono visivamente accattivante.
Conclusione
Alluminio di piegatura ad un master di i livello di chiamate per la comprensione di scienza dei materiali e ingegneria meccanica principi. I produttori hanno bisogno di essere consapevoli dei limiti di metallo. Hanno anche bisogno di capire il limite di tolleranza e fattori K in modo molto preciso. Bisogna scegliere, il diritto di rinvenimento, se vogliono evitare la rottura. Non importa se si tratta di una pressa piegatrice per prodotto di consumo di prototipazione o rotary disegnare flessione per l'idraulica, il risultato deve essere accurata.
Il diritto di uso della forza cambia un piatto semplice foglio in una funzionale, elemento portante. Conoscendo la struttura del grano, l'allungamento dei limiti, e il ritorno elastico, gli ingegneri possono sempre ottenere gli stessi risultati.
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