У сучаснай вытворчасці металафармавальныя машыны з'яўляюцца асноўным абсталяваннем, прызначаным для перафармавання металічных вырабаў праз * пластычную дэфармацыю * - працэс, які змяняе геаметрыю матэрыялу без дадання або выдалення матэрыялу. У адрозненне ад адхільных метадаў (напрыклад, апрацоўкі) або дадатковых працэсаў (напрыклад, 3D-друку), фарміраванне металаў выкарыстоўвае механічную сілу, цепла або ціск для фарміравання металаў у дакладныя, трывалыя формы. Гэтая тэхналогія неабходная ў такіх галінах прамысловасці, як аўтамабільная, аэракасмічная, будаўнічая і спажывецкія тавары, дзе яна дазваляе вырабляць кампаненты ў вялікіх аб'ёмах, пачынаючы ад панэляў кузава аўтамабіляў да Гэтае кіраўніцтва вызначае металафарміравальныя машыны, падрабязна падрабязвае іх асноўныя прынцыпы, тыпы, працэсы, прыкладанні і крытэрыі выбару.
1. Асноўнае вызначэнне і прынцып працы
Машына для фарміравання металаў - гэта спецыялізаванае абсталяванне, якое прымяняе кантраляваную сілу (механічную, гідраўлічную, пнеўматычную або цеплавую) да металічных працоўных частак (напрыклад, лістаў, прутэняў, балетаў), каб
Ключавыя прынцыпы фарміравання металу
- Няма страты матэрыялу: У адрозненне ад апрацоўкі (якая выдаляе чыпы) або рэзкі, фарміраванне захоўвае агульную масу працоўнага дэталя, мінімізуючы адходы (звычайна <5% лому, у параўнанні з 20-30% для метадаў адліку).
- Мікраструктурнае ўзмацненне: дэфармацыя выраўноўвае металічныя зерна, паляпшаючы механічныя ўласцівасці (напрыклад, трываласць, гнуткасць) у апошняй частцы - крытычная для нагрузкавых кампанентаў (напрыклад, аўтамабільнае шасі, аэракасмічныя мацавальныя сродкі).
- Сіла і кантроль тэмпературы: Машыны рэгулююць памер сілы, хуткасць прымянення і (для гарачага фарміравання) тэмпературы, каб адпавядаць уласцівасцям металу (напрыклад, нізкавугляродная сталь патрабуе меншай сілы, чым тытанавыя сплавы).
Машыны для фарміравання металаў класіфікуюцца па іх асноўнай функцыі, тыпу апрацоўкі, якую яны апрацоўваюць, і тэхніцы дэфармацыі, якую яны выкарыстоўваюць. Ніжэй прыведзены найбольш прамыслова актуальныя тыпы:
Тып машыны Асноўная функцыя Ключавыя асаблівасці дызайну Ідэальныя працоўныя часткі і прыкладанні
|----------------------------|--------------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------|
Машыны для фарміравання лістаў Форма плоскіх лістаў металу (таўшчыня 0,1-6 мм) у 2D / 3D часткі праз згінанне, штампаванне або глыбокае маляванне. - Абсталяваны дакладнымі штампамі, гідраўлічнымі / пнеўматычнымі прэсамі і заднімі гадзірамі для дакладнасці. <br> - Можа ўключаць у сябе кіраванне ЧПУ для паўтаральнасці. Аўтамабільныя корпусныя панэлі, HVAC-каналы, корпусы прылад, электронныя корпусы. |
Roll Forming Machines Feed металічныя катушкі праз серыю парных ролікаў, каб стварыць бесперапынныя, раўнамерныя перасекі (напрыклад, C-каналы, I-праменькі). | - паслядоўныя наборы ролікаў (10-20 пар) для паступовай дэфармацыі. <br> - Інтэграваныя катушкі раскаткі і рэзкі для вялікага аб'ёму вытворчасці. Будаўнічыя канструкцыйныя кампаненты (напрыклад, дахавыя канструкцыі, сценныя шпількі), аўтамабільныя рамовыя рэльсы. |
Форма нагрэваецца (гарачая каванне) або халодная (халодная каванне) металічныя білеты праз сілу сціску (молатак, прэс). | - Гарачая куванне: Печы (1100-1300 ° C для сталі) + гідраўлічныя / механічныя молоткі. - Халоднае кованне: Прэсы высокага ціску (5003000 тон) для дакладнасці. Гарачая кованне: перадачы, кольцевыя валы, лопаты турбін. Халоднае кованне: Болты, гайкі, падшыпнікі гонкі. |
Экструзійныя машыны Працягнуць металічныя літкі праз штамп (з фіксаваным паперачным перасекам), каб стварыць доўгія, раўнамерныя часткі (напрыклад, трубы, профілі). | - Гарызантальныя / вертыкальныя прэсы (500-10,000 тон) для прымянення сілы. <br>- Сістэмы ацяплення (для алюмінія, медзі) для зніжэння трэння. Алюмініевыя аконныя рамы, медныя трубы, аэракасмічныя структурныя профілі, цеплаабменныя трубы. |
Машыны для фарміравання дротаў і штангаў. Нацягніце металічныя штангі ў тонкія дроты або згніце дроты ў складаныя формы (напрыклад, спружыны, мацавальныя рэчывы). | - Малюнак дроту: Конічныя матэрыялы + выцягвальнікі для зніжэння дыяметра. <br>- Выгібанне дроту: рукі з ЧПУ для складаных 3D-формаў. Электрычныя дроты, спружыны, паперавыя кліпы, рамы аўтамабільных сядзенняў. |
Гінальныя машыны. Дэфармаваць металічныя працоўныя часткі ўздоўж адной восі, каб стварыць куты (90 °, 180 °) або крывыя. | - Прэс-тармазы (для лістаў): Верхні удар + ніжняя штампа для V-выгібаў. <br> - Рулонныя згінальнікі (для труб / прутак): 3-4 ролікі для кругавых / аркавых формаў. Ліставыя металічныя кранштэйны, трубкавыя рамы, архітэктурныя металаапрацоўкі (напрыклад, парамены). |
3. Ключавыя працэсы фарміравання металаў
Машыны выконваюць канкрэтныя працэсы фарміравання, адаптаваныя да патрабаванняў да геаметрыі часткі, матэрыялу і прадукцыйнасці. Ніжэй прыведзены самыя распаўсюджаныя метады:
3.1 Гінанне
- Працэс: Машына прымяняе сілу да металічнай працоўнай часткі, каб дэфармаваць яго ўздоўж прамой восі, ствараючы куты або радыусы. Для ліста металу, прэс-тармазы выкарыстоўваюць наладу "удару і матэрыялу" (напрыклад, V-матэрыялу для 90 ° выгібаў); для труб / прутак, рулонныя выгібальнікі выкарыстоўваюць круціцца ролікі для фарміравання крывых.
- Крытычныя параметры: кут згінання, ўнутраны радыус (каб пазбегнуць расколінаў), і трымаць час (каб прадухіліць вяртанне пружыны - эластычнае аднаўленне металу пасля выдалення сілы).
- прыкладання: HVAC канала локці, аўтамабільныя кранштэйны, канструкцыйныя сталевыя куты.
3.2 штампаванне
- Працэс: Гідраўлічны / механічны прэс прымушае металічны ліст у дакладны штамп, каб стварыць 2D або мілкія 3D-формы. Варыяцыі ўключаюць у сябе:
- Прабельванне: рэзка плоскіх формаў (напрыклад, шафкі) з ліста.
- Выцісненне: Стварэнне падняных / знізеных узораў (напрыклад, лагатыпаў на панэлях прылады).
- Манеты: Высокі ціск штампавання для вырабу падрабязных, высока-толерантных частак (напрыклад, манеты, ювелірныя вырабы).
- Перавагі: Высокая хуткасць (да 1000 частак / хвіліну для простых канструкцый), нізкая кошт на адзінку.
- Прыкладанне: Аўтамабільная абразка, электронныя платы схем, крышкі можа.
3.3 Малюнак (глыбокі малюнак)
- Працэс: Металічны ліст зацягваецца і цягнецца (праз удар) у глыбокую штампу, каб стварыць полыя часткі з высокімі суадносінамі глыбіні да дыяметра (напрыклад, банкі, цыліндры). Змазка мае вырашальнае значэнне для прадухілення разрыву.
- Ключавая праблема: Кантроль "вуха" нераўнамерны паток матэрыялу, які стварае хвалевыя краі (патрабуе аптымізацыі матэрыялу або пасля фарміравання абрэзкі).
- Прыкладанне: Алюмініевыя банкі для напояў, аўтамабільныя палівавыя бакі, кухонныя гаршчыкі.
3.4 Пракатка
- Працэс: Металічныя вырабкі (лісты, пруткі, лісты) праходзяць паміж двума або больш круцячымі ролікамі, каб знізіць таўшчыню, палепшыць аднастайнасць або стварыць паперачныя перасекі. Тыпы ўключаюць у сябе:
- Гарачая пракатка: апрацоўвае нагрэўны метал (вышэй тэмпературы рэкрысталізацыі) для вырабу вялікіх, тоўстых частак (напрыклад, сталевых пласцін).
- Халодная пракатка: апрацоўвае метал пры пакаёвай тэмпературы для жорсткіх дапускаў і гладкіх паверхняў (напрыклад, лісты з нержавеючай сталі для прылад).
- Перавагі: Высокая прапускная здольнасць, паслядоўныя ўласцівасці матэрыялу.
- прыкладання: сталёвыя катушкі, алюмініевыя фальгі, чыгуначныя шляхі.
3.5 Куванне
- Працэс: Металічныя білеты сціскаюцца (замацаваныя, прэсаваныя) у форму, гарачую (для гнуткасці) або халодную (для дакладнасці).
- Гарачая куванне: Выкарыстоўваецца для высокай трываласці дэталяў (напрыклад, карэнных валаў) - цяпла зніжае патрабаванні да сілы і прадухіляе расколіны.
- Халоднае кованне: Выкарыстоўваецца для невялікіх, высокай толерантнасці частак (напрыклад, болтаў) - не патрабуецца пасляапрацоўка, але патрабуе высокай сілы.
- Прыкладанне: аэракасмічныя дыскі турбін, аўтамабільныя злучэнні, прамысловыя клапаны.
4. Прамысловыя прыкладанні
Машыны для фарміравання металаў паўсюдзь прысутнічаюць ва ўсіх галінах з-за іх здольнасці вырабляць высокую трываласць, эканамічна эфектыўныя дэталі. Ключавыя прыкладанні ўключаюць у сябе:
- Аўтамабільная: На долю ~ 30% сусветнай вытворчасці фарміравання металаў. Машыны вырабляюць кузавыя панэлі (штампоўка), рамы шасі (фарміраванне рулона), карэнныя валы (гарачая каванне) і болты (халодная каванне). Лёгкія сплавы (напрыклад, алюміній, магній) усё больш выкарыстоўваюцца для паляпшэння эфектыўнасці паліва.
- Аэракасмічная: залежыць ад дакладнага фарміравання кампанентаў, якія вытрымліваюць экстрэмальныя тэмпературы і нагрузкі. Экструзійныя машыны ствараюць структурныя профілі; гарачае кованне вырабляе лопаткі турбін (з выкарыстаннем суперсплаваў, такіх як Inconel); халоднае фарміраванне робіць высокатэраператыўныя мацавальныя рэчывы.
- Будаўніцтва: Машыны для фарміравання рулонаў вырабляюць структурныя кампаненты (напрыклад, I-праменькі, C-каналы); экструзійныя машыны робяць алюмініевыя акно / дзвярныя рамы; куванне машыны ствараюць цяжкія апаратныя сродкі (напрыклад, моставыя болты).
- спажывецкія тавары: штампоўкі машыны робяць корпусы прылады і крышкі банк; глыбокае малюнак вырабляе посуд; фарміраванне дроту стварае спружыны і мэблёвыя рамы.
- Энергія: кавальныя машыны вырабляюць валы ветравых турбін; экструзійныя машыны робяць цеплаабменныя трубы; рулонная фарміраванне стварае кадры сонечных панэляў.
5. Ключавыя перавагі металафарміравання машын
- Высокая эфектыўнасць: Высокія аб'ёмныя вытворчыя магчымасці (напрыклад, штампавальныя машыны вырабляюць 100 000+ частак / дзень) зніжаюць час вытворчасці і выдаткі на адзінку.
- Эканомія матэрыялу: Амаль-сеткавая форма фарміравання мінімізуе лом (звычайна 2-5% у параўнанні з 20-30% для апрацоўкі), зніжаючы выдаткі на матэрыял.
- Палепшаная прадукцыйнасць часткі: дэфармацыя паляпшае механічныя ўласцівасці (напрыклад, халодна кованыя болты маюць на 20-30% большую трываласць на цяг, чым апрацаваныя болты).
- Універсальнасць: Машыны апрацоўваюць усе асноўныя металы і сплавы (сталь, алюміній, медзь, тытан, магній) і адаптуюцца да розных геаметрый частак.
- Дакладнасць: машыны з кіраваннем ЧПУ дасягаюць дапускаў настолькі шчыльных, як ± 0,01 мм, адпавядаючы стандартам аэракасмічных і медыцынскіх прылад.
6. Крытэрыі для выбару металафарміравання машыны
Выбар правільнай машыны патрабуе выраўноўвання яе магчымасцяў з вашымі вытворчымі мэтамі, патрабаваннямі да матэрыялу і частак. Ключавыя фактары ўключаюць у сябе:
6.1 Сумяшчальнасць матэрыялу
- Тып металу: мяккія металы (алюміній, медзь) патрабуюць машын з меншай сілай (напрыклад, гідраўлічныя прэсы для штампавання); цвёрдыя металы (сталь, тытан) патрабуюць высокай сілы кавання або гарачага валкавання машын.
- Форма матэрыялу: ліст патрабуе штампоўкі / выгібання машын; катушкі патрэбныя рулонныя фарміравальныя машыны; білеты патрэбныя куванне / экструзійныя машыны.
6.2 Аб'ём вытворчасці і хуткасць
- Высокі аб'ём (10 000+ частак / год): Выберыце аўтаматызаваныя машыны (напрыклад, CNC рулонныя фармавальнікі, высокахуткасныя штампоўныя прэсы) з інтэграванымі сістэмамі падачы / рэзкі.
- Нізкі аб'ём (100-1000 частак / год): Выберыце гнуткія машыны (напрыклад, ручныя прэс-тармазы, невялікія маштабныя каваныя молаты), якія мінімізуюць час налады.
6.3 Складанасць часткі і талерантнасць
- Простыя формы (напрыклад, плоскія кранштэйны): Асноўныя штампоўкі або выгнутыя машыны дастаткова.
- Складаныя формы (напрыклад, глыбока цягнутыя банкі, лопаты турбін): Патрабуюцца машыны з кіраваннем ЧПУ з перадавымі канструкцыямі штампоўкі (напрыклад, шматступенчатыя глыбокія штампоўкі, дакладныя куванне штампоўкі).
- Патрабаванні да толерантнасці: жорсткія толерантнасці (± 0,01 мм) патрабуюць халоднага фарміравання або пракаткі з ЧПУ; больш слабыя толеранты (± 0,1 мм) дазваляюць гарачае фарміраванне або ручнае згінанне.
6.4 Кошт і агульная ўласнасць
- Першая кошт: Аўтаматызаваныя машыны з ЧПУ ($ 100,000- $ 1M) з'яўляюцца эканамічна эфектыўнымі для вытворчасці вялікіх аб'ёмаў; ручныя машыны ($ 10,000 - $ 50,000) падыходзяць невялікім партыям.
- Аперацыйныя выдаткі: Разгледзіце спажыванне энергіі (гарачыя кавальныя машыны выкарыстоўваюць больш энергіі, чым халоднае фарміраванне), абслугоўванне (гідраўлічныя машыны патрабуюць змены вадкасці) і замены штампоўкі (штампоўкі штампоўкі зносяцца
