Científica-Guia para o Alumínio Flexão Processos e Ligas
Tabela de Conteúdo
Conclusão
Alumínio de flexão é um exemplo significativo de precisão de fabricação.
Em essência, é o processo onde o metal (alumínio) é plasticamente deformado em torno de um único eixo. O procedimento de mudança de metal em metal de trabalho, mantendo o volume quase o mesmo. As pessoas diretamente aplica uma força mecânica na folha de alumínio. A força deve ser maior do que o material da força de rendimento, mas ainda inferior à sua resistência à tração máxima. Isso é o que torna o metal de curvatura permanentemente em vez de quebrar ou vai voltar à sua forma original.
Designers e fabricantes escolha de alumínio, principalmente devido ao seu baixo peso e alta resistência características. No entanto, você precisa ter um profundo conhecimento sobre metalurgia, se você quiser fazer curvas precisas. Você deve saber como o estresse e a tensão afeta a grade metálica de cristal. A liga de composição, temperamento e espessura, juntamente com outros fatores, determinar o alumínio, processo de dobra do resultado. Este manual investiga os conceitos de ciência dos materiais envolvidos na usinagem de chapas de alumínio e perfis para criar geometrias complexas.
A Física de Conformabilidade em Alumínio
Formabilidade é a capacidade de um metal para passar por uma deformação plástica sem um detalhamento de sua estrutura. Em alumínio dobrando-se, a conformabilidade é principalmente dependente do especial de liga de série. O alumínio não é o mesmo na maneira como ele se comporta sob o stress.
O alumínio puro possui uma face centrada cúbicos (FCC) estrutura cristalina. Ele tem muitos deslizamento sistemas disponíveis para deslocamentos para mover. Assim, alumínio puro, deforma sem muito esforço. No entanto, elementos de liga tais como o magnésio, o silício, ou de manganês distorcer o resultado. Eles aumentam a força, mas a maior parte do tempo ductilidade diminui.
Alongamento e resistência à Tração de Limites
Alongamento é o principal parâmetro que indica a conformabilidade. Ele é a medida de porcentagem de um material pode esticar antes de quebrar. Quanto maior os valores de alongamento mais fácil de dobrar as operações se tornam. Os engenheiros devem considerar a diferença entre o ponto de elasticidade e a resistência à tração máxima. Uma maior distância entre estes dois pontos normalmente indica um seguro de flexão gama. No caso de o percentual de alongamento é pequena, o material comporta-se como um frágil um. Ele vai rachar sob a força de um raio apertado.
Espessura e Raio de Curvatura Rácios
A espessura do material é o principal fator que limita a operação de dobra. O Raio de Curvatura Mínimo (MBR) é dependente da espessura. Quando a placa se torna mais espessa, as fibras exteriores da curva são esticadas mais. O interior das fibras, por outro lado, são compactados. O eixo neutro não altera. Se o raio for muito pequeno para a espessura, as fibras exteriores vai rasgar. Você deve encontrar o direito raio, a fim de eliminar o risco de fraturas por estresse. De acordo com uma regra, o raio deve ser igual a 1x de espessura soft ligas. Mais difícil ligas podem precisar de 3x a 4x de espessura.
Análise de Ligas de Alumínio para Flexão
A viabilidade de um projeto depende se o direito de, a composição química é escolhido. Podemos diferenciar as ligas de alumínio com base nos elementos que são usados principalmente para a liga. Cada série responde de forma diferente para o alumínio, processo de dobra.
3003 Série: O Manganês Vantagem
O 3003 em liga de alterações desde a primeira é o conteúdo de manganês. A adição deste elemento levantou a força por 20%. No entanto, a liga ainda mantém muito boa trabalhabilidade. Os fabricantes usam o calor para flexão 3003 apenas em casos raros. 3003 tem força moderada e boa resistência à corrosão. Esta propriedade faz com que seja adequado para a produção de produtos químicos e equipamentos em geral fabricação de metal da folha indústria. A liga não é uma térmico do produto. É apenas reforçada pelo endurecimento por deformação.
5052 Série: Magnésio Reforço
A liga 5052 é melhorada com a adição de magnésio. Como resultado, o elemento fornece um número substancial de força melhorias sobre a série 3003. A liga oferece a maior força do não-calor-tratável graus. Ele mantém boa conformabilidade, apesar de sua rigidez. A liga também é resistente à água salgada, à corrosão. Este atributo tem feito o material padrão para aplicações marítimas hidráulicos fabricação de tubos. O material de trabalho-endurece muito rapidamente. Assim, um controle rigoroso da curva de velocidades é necessário.
6061 Série: o Silício e o Magnésio Estruturais Misturas
O alumínio 6061 é uma combinação de magnésio e silício. Assim, a liga pode ser tratado termicamente. Durante a fase de endurecimento, forma de magnésio silicide precipitados. Estes precipitados são os lugares nos bravais, onde os deslocamentos não pode mover-se, portanto, a liga torna-se muito forte. No entanto, esta força é à custa de conformabilidade. Se você dobrar 6061 T6, que são susceptíveis de obter uma rachadura. Os fabricantes, geralmente, executam um processo de recozimento para o 'O' temperamento antes de dobrar. Devido a sua integridade estrutural, é amplamente utilizado na automotivo prototipagem indústria.
Dados Comparativos: Liga De Características
A tabela a seguir compara as características de flexão de comum alumínio graus.
| Liga De Série | Elemento Primário | Trabalhabilidade | Força De Rendimento | Resistência À Corrosão | Aplicações Mais Comuns |
|---|---|---|---|---|---|
| 3003 | Manganês | Excelente | Moderado | Alta | Tanques de armazenamento, Telhados, Paredes |
| 5052 | Magnésio | Bom | Alta | Excelente (Marinha) | Chassi, Marinha partes, Sinalização |
| 6061 | Mg + Silicone | Pobres (em T6) | Muito Alto | Bom | Armações, Aeroespacial, Robótica |
| 7075 | Zinco | Muito Ruim | Extrema | Justo | Aeroespacial, de Alto-estresse mudanças |
Compreender O Temperamento Sistema De Designação De
O temperamento de uma liga é o que determina a sua mecânica de estado. O código que é usado aqui é o que vem depois da liga de número. É uma maneira de dizer que o metal de trabalho como o metal tenha sido processada. Um acidente com o temperamento pode causar o metal flexão extremamente perigoso maneiras.
- O (Recozido): O metal é aquecido pela fábrica a uma temperatura onde a estrutura de grão pode ser recristalizado. Este estado tem o menor resistência e maior ductilidade do metal. Ele é o melhor estado para extremos de flexão.
- H (Endurecidos Por Deformação): Este termo refere-se à não-calor-ligas tratáveis (exemplos são 3003 e 5052). O metal é feita mais forte por trabalho a frio. O número que vem depois de " H " mostra o grau de dureza. H14 significa meio-duro; H18 é cheia de disco rígido.
- T (Tratamento Térmico)Significa o mesmo para as ligas, tais como 6061. O metal passa através da solução de tratamento térmico e processos de envelhecimento.T6 é frequentemente utilizado, totalmente endurecido temperamento. T4 é naturalmente envelhecido e é um pouco mais modeláveis.
- F (Tão Fabricados): O metal bits que não têm nem tinha térmico especial, nem de endurecimento por deformação de controle aplicadas a eles.
A Ciência da Springback e Recuperação Elástica
Alumínio de flexão é acompanhada por uma crítica do fenômeno, que é, springback. Depois que a máquina é liberada a partir da força de flexão, o metal passa por um processo de relaxamento. A parte elástica da curva tensão deformação é recuperado. O ângulo final é um pouco maior do que o ângulo de ferramentas.
O alumínio tem uma maior springback de aço-carbono. A razão para isto é que o alumínio tem um menor módulo de elasticidade. A força de rendimento é muito elevado, quando comparado com o módulo de elasticidade. Os fabricantes são obrigados a nos dobrar o material, a fim de aproveitar esta recuperação em conta. Assim, o operador pode dobrar o material para 92 em vez de 90 graus, a fim de obter a curva de 90 graus. Avançadas máquinas CNC determinar esta variável no seus próprios.
Eles mudam o soco de profundidade, a fim de ser capaz de elasticamente o recuo.
Estratégias para Mitigar Fissuras
Rachar é um resultado da ocorrência de tensão de tração no exterior raio que vai além do que a força de coesão do material. Alguns métodos científicos levar em conta este risco e tentar reduzir para quase zero.
1. Grão A Direção De Orientação
Chapas de alumínio têm uma estrutura de grãos resultantes do processo de laminação. Flexão perpendicular (em) o grão é mais forte. Ele permite que os grãos para alongar. Flexão paralela ao grão, muitas vezes, leva a rachaduras. Os fabricantes devem orientar a parte de layout para dobrar em todo o grão, sempre que possível.
2. Raio De Otimização
Não use um forte raio interno. Um forte canto concentrados de estresse. Um raio maior distribui a pressão sobre uma área mais ampla. Desenhos de engenharia deve especificar um raio que respeita a liga limites.
3. Lubrificação De Aplicação
Atrito é a principal causa da localizadas stress. Lubrificantes permitir que o material deslize sobre o dado de ombros. Isso distribui a pressão de forma mais uniforme. Ele impede que o "arrastar", que pode rasgar a superfície.
4. Térmica De Assistência
O aquecimento da peça, diminui a força de rendimento temporariamente. Isso aumenta a ductilidade. Ele permite curvas mais apertadas no rígida ligas como 6061-T6. Mas, o excesso de calor pode estragar o humor.
Detalhada Flexão Metodologias
A indústria está cheia de diferentes métodos mecânicos com o objetivo de atingir determinados formas geométricas. A decisão recai sobre a seção transversal, o raio e o volume da produção.
Pressione O Freio De Formação De
O freio da imprensa ainda emprega o método mais comum de fabricação de metal da folha. O processo envolve um soco e um morrer.
A Mecânica: O soco, impulsionado por um ou hidráulica ou elétrica ram, é inserido na V-em forma de morrer. A folha de alumínio é posicionado na abertura de morrer. A punção empurra a folha de morrer.
Variantes De Processo:
- Ar Flexão: O puncionadeiras a folha, mas o resultado não é alcançado. O ângulo de curvatura não é determinada pela morrer ângulo. A profundidade do curso é o fator que controla o ângulo. Isso permite que o springback para ser compensado. Menor tonelagem é necessário.
- Assentamento: O punção obriga a chapa para acompanhar a forma de morrer exatamente. Isso requer mais força, mas oferece alta precisão.
- Cunhagem: O soco passa através do eixo neutro do metal. Esta totalmente livrar-se do retorno da curva, mas que exige muito alta tonelagem.
Vantagens e Limitações: Pressione freios são extremamente versáteis. CNC controla fazer o possível para ter complexa, multi-estágio curvas. Eles são perfeitos para suportes e caixas. No entanto, o custo do ferramental pode ser bastante elevado. O tempo de configuração para diferentes geometrias também altera os tempos de ciclo.
Rolo De Dobra Técnicas
Rolo de dobra é usado para produzir grande raio de curvas e cilindros. O processo envolve três ou quatro cilindros.
- A Mecânica: O operador coloca o perfil de alumínio ou folha de entre os rolos estão girando. A parte superior do rolo exerce pressão para baixo. O lado rolos de segurar o material. Como o material é alimentado, o deslocamento entre os rolos, faz com que uma curva contínua. Este é um método comum na industrial de prototipagem para tanques e túneis.
Vantagens e Limitações: Com esta técnica, pode-se obter perfeita círculos e espirais. Perfis longos podem ser tratados de forma eficiente. Por outro lado, ele deixa alguns pedaços retos no início e final do perfil. Essas "manchas planas", são muitas vezes deixados de peças que precisam ser cortadas. Também, não é bom para curvas apertadas.
Rotary De Tração Por Flexão
Esta técnica é a mais comum quando se trata de dobra de tubos e tubulações. O material é suportado a partir do interior para evitar o colapso.
- A Mecânica: O tubo de alumínio é fixada a uma curva morrer pela máquina. Uma pressão morrer mantém o tubo contra a curva morrer. A curva morrer se transforma, puxando o tubo junto com ele. Normalmente, um mandril é colocado no interior do tubo.
- O Mandril da Finalidade: O mandril é o suporte para o tubo de paredes internas. Ele impede a formação de rugas no raio interno. Além disso, ele também impede que o achatamento do raio exterior.
Vantagens e Limitações: Rotary sorteio de dobra é capaz de produzir limpo e apertado-raio de curvas. O método pode ser usado para dispositivo médico de prototipagem onde tubo de precisão é extremamente importante. A aparência do tubo é mantido. Infelizmente, as ferramentas é caro e dependente do diâmetro do tubo.
Compressão Flexão
Compressão flexão detém a peça de trabalho firmemente contra uma fixo curva morrer.
- A Mecânica: Um limpador de sapatos ou de rolo se move em torno do morrer fixa. Ele pressiona o alumínio contra a morrer forma.
Vantagens: Este é um método mais simples, em comparação com o rotary desenhar um. Determinadas aplicações pode ser feito mais rápido com este método. Simétrico curvas em ambos os lados de uma parte pode ser feita perfeitamente com este método.
Limitações: A capacidade de fazer curvas apertadas é limitada em comparação com o rotary desenhar. Do lado de fora da curva pode ser achatado. Principalmente é usado para simples as formas estruturais.
Formação De Estiramento
Formação de estiramento é uma combinação de tensão e flexão.
- A Mecânica: A máquina possui a folha de alumínio ou de extrusão em ambas as extremidades. Ele puxa o material para o ponto onde ela produz. Em seguida, a máquina, ainda segurando o material sob tensão, envolve em torno de uma forma de bloco.
Vantagens: Esticando o material, o problema de springback está resolvido. Além disso, a tensão ajuda a alinhar as tensões internas. Muito precisas e complexas as curvas podem ser feitas desta maneira. É um método padrão na indústria aeroespacial para a fuselagem peles.
Limitações: O processo é bastante lento. Grande emocionante subsídios são necessários para se tornar sucata. O equipamento é muito grande e caro.
Ram / Envio De Flexão
Ram flexão é basicamente o tipo mais simples de dobra do tubo.
- A Mecânica: O tubo é suportada por dois contra-rolos e está entre eles. Um carneiro hidráulico com um raio de bloco é usado para empurrar para baixo no centro do tubo.
Vantagens: O equipamento é barato e facilmente manobrável. Ram flexão é bastante rápido, se é áspero para fins de flexão.
Limitações: Um suporte interno não é fornecido. O tubo é transformada de forma oval. O exato controle do ângulo de curvatura é muito difícil. A qualidade de cosméticos partes não pode ser bom se esse método é usado.
Aplicações industriais e Setores
Alumínio dobra tem sido a principal vantagem de várias Indústrias, e estas têm sido impulsionado pelas propriedades do material.
Setor Automotivo: Carro-fabricantes de incorporar dobrado de alumínio na produção do quadro e a superfície exterior do carro. Ele funciona para diminuir o peso do veículo. Assim, um melhor consumo de combustível é alcançado. Flexão ajuda na fabricação de impacto estruturas que podem absorver energia.
Engenharia Aeroespacial: Aeronave com nervuras, longarinas, e a pele são mais comuns as peças que são produzidas por formação de estiramento e torção. A força-à-peso de 2024 e ligas de alumínio 7075 é de extrema importância. A precisão é o de assegurar a eficiência aerodinâmica.
Eletrônicos de consumo e Robótica: O uso de combos de alumínio é muito moderno para a produção dos gadgets' (laptops e telefones) externa revestimentos. Robô de prototipagem fica dobrado placa de materiais para os braços e chassis. O metal é um perfeito condutor térmico e, portanto, o melhor componente é protegida contra sobreaquecimento.
Construção civil e Arquitetura: Dobrado perfis são utilizados para a produção de esquadrias, fachadas e telhados de sistemas. O alumínio é um tempo muito bom-resistindo material. Por flexão, pode-se fazer curvas características arquitetônicas que são visualmente atraentes.
Conclusão
De alumínio dobrando-se para um nível de mestre chama para a compreensão de ciência dos materiais e engenharia mecânica princípios. Os fabricantes precisam estar cientes dos limites do metal. Eles também precisam descobrir o dobra e K-fatores de forma muito precisa. Eles tem que escolher a têmpera se eles querem evitar fissuras. Não importa se é um freio para a prima produto de consumo de prototipagem ou rotativo, de tração por flexão para hidráulica, o resultado deve ser precisa.
O direito de uso da força de alterações de uma simples folha plana em um funcional, carga de componente. Conhecendo a estrutura de grão, alongamento limites, e springback, os engenheiros podem sempre obter os mesmos resultados.
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