У эпоху перадавой вытворчасці машыны для фарміравання сілы служаць асноўнымі актывамі для дакладнай пластычнай дэфармацыі металу, што дазваляе вырабляць кампаненты сеткавай формы або амаль сеткавай формы з высокай эфектыўнасцю, паўтаральнасцю і выкарыстаннем матэрыялу У адрозненне ад адхільных працэсаў (напрыклад, апрацоўкі), якія ствараюць адходы, фарміраванне сілы выкарыстоўвае кантраляваную механічную сілу для перафарміравання металічных лістоў, шпульцаў або профіляў, у адпаведнасці з патрабаваннямі галін прамысловасці, якія даюць прыярытэт Гэты тэхнічны агляд сістэматычна разглядае тэхналогію машыны для фарміравання сілы, уключаючы яе класіфікацыю, асноўныя тэхнічныя дасягненні, прамысловыя прыкладанні і будучыя траекторыі, з акцэнтам на колькасных паказчыках прадукцыйнасці і
1. Вызначэнне і асноўныя тэхнічныя прынцыпы сілы фарміравання машын
Машыны для фарміравання сілы з'яўляюцца аўтаматызаваным або паўаўтаматызаваным абсталяваннем, прызначаным для дэфармацыі металічных матэрыялаў (ліста, катушкі або экструдаваных профіляў) праз пластыкавы паток без дадання або выдалення матэрыялу. Іх дзейнасць рэгулюецца трыма асноўнымі інжынернымі прынцыпамі:
- Кантроль напружання: падтрыманне раўнамернай дэфармацыі (варыяцыя напружання <5% для крытычных кампанентаў), каб пазбегнуць дэфектаў (напрыклад, маршчыны, шыі, спрынгback).
- Сінхранізацыя сілы і хуткасці: Адпаведнасць прыкладанай сілы (1 10,000 кН) і хуткасці дэфармацыі (0,1 30 м / хвіліна) з уласцівасцямі матэрыялу (напрыклад, трываласць вытворчасці, гнуткасць) напрыклад, высокая трываласць сталі (AHSS) патрабуе больш павольных хуткасцяў (0,5 2 м / хвіліна), каб
- Дакладнасць вымярэнняў: Дасягненне шчыльных дапускаў (звычайна ±0,010,1 мм для машын прамысловага класа) праз кантроль зваротнай сувязі з закрытым цыклом (напрыклад, ЧПУ, сервапрывадныя прывадныя прылады).
Машыны для фарміравання сілы класіфікуюцца па іх механізме дэфармацыі, кожная з якіх аптымізавана для канкрэтных геаметрый працоўных частак, тыпаў матэрыялаў і вытворчых маштабаў. Ніжэй прыведзены тэхнічны разбор асноўных тыпаў, уключаючы іх працоўныя прынцыпы і асноўныя параметры прадукцыйнасці:
2.1 Машыны для фарміравання рулонаў
Прынцып працы: бесперапынна выгнуць металічныя катушкі (шырыня: 502000 мм) або лісты праз паслядоўную серыю дакладна апрацаваных ролікаў (звычайна 624 пары ролікаў). Кожны ролік прымяняе пакуль не дасягнуты канчатковы профіль паперачнага перасеку.
Асноўныя тэхнічныя характарыстыкі:
- Хуткасць вытворчасці: 5-30 м / мін (вар'іруецца ў залежнасці ад таўшчыні матэрыялу: 0,3-6 мм для сталі, 1-10 мм для алюмінія).
- Профіль толерантнасці: ± 0,05-0,2 мм (крытычнае значэнне для ўзаемаблакавання кампанентаў, такіх як структурныя шпількі).
- Матэрыял роліка: H13 гарачая праца інструментальнай сталі (для зносаўстойлівасці; тэрмін службы: 500,000 + метраў для мяккай сталі).
Ключавыя варыянты:
- Халодны рулон фарміравання: праца пры пакаёвай тэмпературы (ідэальна падыходзіць для мяккай сталі, алюмінія) дамінуючы ў будаўніцтве і аўтамабільнай прамысловасці.
- Гарачы рулон фарміравання: 500-900 ° C (для высокай трываласці сплаваў, як сталь Q960) выкарыстоўваецца ў цяжкіх машынных рамах.
2.2 Машыны для фарміравання расцяжкі
Прынцып працы: Зацепляе металічныя пустоўнікі (памер: 0,512 мм таўшчыні, да 3 м × 6 м) на краях і расцягвае іх (напружанне на цягненне: 525%) над жорсткай штампай (вырабленай з алюмініевага сплаву або сталі), каб сфармаваць складаныя выгнутыя або злучаныя контуры.
Асноўныя тэхнічныя характарыстыкі:
- Максімальная сіла цягу: 10500 кН (рэгулюецца праз гідраўлічныя / пнеўматычныя сістэмы).
- Раўнамернасць напружання: ± 2% (важна для аэракасмічных кампанентаў, каб пазбегнуць збою стомленасці).
- Сумяшчальнасць матэрыялаў: Зменныя матэрыялы (для хуткай змены прадукту; <30 хвілін для невялікіх матэрыялаў).
Ключавыя прыкладанні Драйвер: Выдатна падыходзіць у фарміраванні нізкіх маршчын, высокадакладных дэталяў (напрыклад, скуры крылаў самалётаў, аўтамабільныя рэлькі даху), дзе традыцыйнае згінанне не дазваляе дасягнуць гладкай выгінення.
2.3 Машыны для гідрафарміравання
Прынцып працы: Выкарыстоўвае гідраўлічную вадкасць высокага ціску (10<unk>100 МПа) для націску металічных лістоў / труб супраць парожніны, што дазваляе фарміраваць складаныя, полыя або асіметрычныя формы.
Асноўныя тэхнічныя характарыстыкі:
- Кантроль ціску вадкасці: ± 0,5 МПа (для паслядоўнай таўшчыні сцяны мэта: <10% варыяцыі таўшчыні).
- Час цыкла: 30-180 секунд на частку (вар'іруецца ў залежнасці ад складанасці часткі).
- Сумяшчальнасць матэрыялаў: гнуткія металы (алюміній, медзь, нізкавугляродная сталь) і перадавыя сплавы (напрыклад, Ti-6Al-4V для аэракасмічнай).
Ключавая перавага: ліквідуе зварныя швы (у параўнанні з сабранымі кампанентамі), паляпшаючы структурную цэласнасць на 20-30%.
2.4 Ліставыя металічныя прэс-тармазныя фарміраванне машын
Прынцып працы: Выкарыстоўвае гідраўлічны / пнеўматычны баран (сіла: 10200 кН), каб націснуць металічны ліст супраць V-формы або карыстацкай штампы, ствараючы лінейныя выгібы (дыяпазон кутаў: 0180 °).
Асноўныя тэхнічныя характарыстыкі:
- Дапушчальнасць на выгіб: ± 0,1 ° (для дакладных дэталяў, такіх як электрычныя корпусы).
- Глыбіня горла: 100-1500 мм (вызначае максімальную даўжыню часткі).
- Узровень аўтаматызацыі: кіруецца ЧПУ (да 12 восяў) для шмат-выгнутых частак (напрыклад, ліставыя кранштэйны з 5 + выгнутымі).
3. Тэхнічныя дасягненні: аўтаматызацыя і інтэграцыя прамысловасці 4.0
Сучасныя машыны для фарміравання энергіі развіваліся за межамі механічнай эксплуатацыі, кіраваныя аўтаматызацыяй і лічбавізацыяй, каб задаволіць патрабаванні высокай сумесі, вялікага аб'ёму вытворчасці.
3.1 Тэхналогіі аўтаматызацыі
- Сістэмы кіравання CNC: абсталяваны перадавым CNC (напрыклад, Siemens Sinumerik, Fanuc 31i) для рэгулявання сілы, хуткасці і становішча роліка / матэрыялу ў рэжыме рэальнага часу. Уключае:
- Захоўванне праграмы для 1000+ профіляў (фарміраванне рулона) або паслядоўнасці выгнутых (тармазы прэсу).
- У працэсе карэкцыі памылкі (напрыклад, кампенсацыя вяртання пружыны ў AHSS празмерным згінаннем 1-3 °).
- Сервапрывадныя прывады: Замена гідраўлічных сістэм у дакладных прыкладаннях (напрыклад, фарміраванне растяжэння), зніжэнне спажывання энергіі на 20-30% і паляпшэнне часу адказу (<50 мс).
- Аўтаматычная апрацоўка матэрыялаў: Інтэграваныя падачкі катушкі, робатавыя загрузчыкі / разгрузчыкі і сістэмы бачання для:
- Нуль ручнага ўмяшання (24/7 вытворчасць агні).
- Дакладнасць выраўноўкі матэрыялу: ± 0,05 мм (крытычная для фарміравання рулона ўзаемаблакаваных профіляў).
3.2 Інтэграцыя прамысловасці 4.0
- Прадказальнае абслугоўванне: Датчыкі кантралююць ключавыя параметры (напрыклад, вібрацыя роліка <0,1 мм, тэмпература гідраўлічнага алею 40-60 ° C) і выкарыстоўваюць алгарытмы штучнага інтэлекту для прадказання збою кампанентаў (напрыклад, зносу роліка, ўцечкі ўшчыльнення) зніжаючы незапланаваны час простоя
- Аналіза дадзеных у рэжыме рэальнага часу: машыны, падлучаныя да Інтэрнэту рэчаў, перадаюць вытворчыя дадзеныя (OEE: агульная эфектыўнасць абсталявання, хуткасць дэфектаў, час цыклу) на воблачныя платформы (напрыклад, MES: сістэмы выканання вытворчасці) для аптымізацы
- Лічбавыя блізняткі: віртуальныя рэплікі машын імітуюць вытворчыя працы для праверкі новых профіляў (фарміраванне рулона) або паслядоўнасцяў выгібу (тармазы прэсу) скарачэнне часу налады на 50% і зніжэнне адходаў матэрыялу з выпрабавальных прац.
4. Прамысловыя прыкладанні па сектарах
Машыны для фарміравання сілы ўсюды прысутнічаюць у вытворчасці, кожны сектар выкарыстоўвае спецыфічныя тэхналогіі для задавальнення унікальных патрабаванняў да прадукцыйнасці:
4.1 Будаўніцтва і інфраструктура
- Roll Forming: Вытворыць канструкцыйныя кампаненты (напрыклад, C-каналы, Z-purlins, металічныя даховыя панэлі) з ацынкаванай сталі (0,8-2,0 мм) або алюмінія (1,0-3,0 мм). Ключавы драйвер: Высокая хуткасць вытворчасці (15-25 м / мін) для маштабных будаўнічых праектаў.
- Гідрафарміраванне: Стварае карыстацкія архітэктурныя элементы (напрыклад, выгнутыя фасадныя панэлі, дэкаратыўныя парэлі) з алюмініевага сплаву 6063.
4.2 Аўтамабіль і транспарт
- Roll Forming: Вытворыць аўтамабільныя рамныя рэльсы (AHSS: 1,5-3,0 мм) і дзвярныя балкі выгады з высокага суадносіны трываласці да вагі і нізкай кошту.
- Разцягнуць фарміраванне: Формы алюмініевых дахавых панэляў і тытанавых выхлапных кампанентаў (для высокапрадукцыйных транспартных сродкаў) забяспечвае аэрадынамічную дакладнасць (толерантнасць ± 0,1 мм).
- Гідрафарміраванне: Вытворыць складаныя часткі, такія як коляскі рухавіка і паліва рэйкі (зніжэнне колькасці частак на 30-50% у параўнанні з зварнымі зборамі).
4.3 Аэракасмічная і абаронная
- Фарміраванне расцяжкі: Крытычнае для кампанентаў сплаву тытану (Ti-6Al-4V) і алюмініевы-літыевы (Al-Li) (напрыклад, шкуры крылаў, панэлі фюзеляжу) патрабуе аднастайнасці расцяжкі <3%, каб адпавядаць стандартам аэракасмічнай стомленасці (напрыклад, ASTM E466).
- Гідрафарміраванне: Формы Inconel 718 (суперсплав на аснове нікеля) для рэактыўных рухавікоў вытрымлівае высокія тэмпературы (да 650 ° C) і ціск.
4.4 Спажытчыя тавары і прылады
- Прэс-тармазнае фарміраванне: Вырабляе металічныя дэталі для халадзільнікаў, пральных машын і агрэгатаў HVAC (мяккая сталь 0,5-1,5 мм) атрымлівае выгаду ад хуткай змены (10-15 хвілін) для вытворчасці з нізкім аб'ёмам, высокай сумесяй.
- Фарміраванне рулона: Вытворыць алюмініевыя профілі для мэблёвых рам і абсталявання прылады (хуткасць: 815 м / мін) падкрэслівае аздабленне паверхні (Ra <1,6 мкм).
5. Будучыя тэндэнцыі ў тэхналогіі фарміравання сілы
Эвалюцыя машын для фарміравання сілы рухаецца інавацыямі ў галіне матэрыялаў, устойлівасцю і гнуткасцю вытворчасці:
5.1 Шматматматматэрыяльная і перадавая сумяшчальнасць сплаву
- Распрацоўка машын, здольных фарміраваць кампазітна-металічныя гібрыды (напрыклад, ўмацаваны вугляродным валакном палімер (CFRP), звязаны з алюмініем) патрабуе кантраляванага нагрэву (80-120 ° C) і нізкага ціску фарміравання, каб пазбегнуць кампазітнай дэламінацы
- Пашыраны кантроль працэсу для сплаваў з высокай энтропіяй (HEA) (напрыклад, CoCrFeMnNi) машыны з адаптыўнай сілай зваротнай сувязі (± 1 кН) для апрацоўкі іх высокага напружання патоку (1200-1500 МПа).
5.2 Устойлівая вытворчасць
- Энергеаэфектыўнасць: Сервасістэмы наступнага пакалення (напрыклад, рухавікі з пастаянным магнітам) зніжаюць спажыванне энергіі на 30-40% у параўнанні з традыцыйнымі гідраўлічнымі машынамі.
- Адаптацыя перапрацаванага матэрыялу: Машыны, аптымізаваныя для фарміравання перапрацаванага алюмінія (напрыклад, AA3105) і сталі (напрыклад, мяккай сталі на аснове лому) з рэгуляванымі параметрамі сілы для ўліку зменнасці матэрыялу.
5.3 Гібрыднае вытворчасць (дабаўкі + сіла фарміравання)
- Інтэграцыя 3D-друку (дадатковае вытворчасць) з сілавым фарміраваннем: 3D-друкаваныя папярэднія формы (напрыклад, для аэракасмічных краншэтаў) пасля фарміравання праз расцягванне / гідрафарміраванне для дасягнення канчатковых памераў зніжае адходы матэрыялу на 60% у параўнанні з ца
5.4 Супрацоўная робатыка (коботы)
- Коботы ў спалучэнні з невялікімі машынамі для фарміравання сілы (напрыклад, прэсавыя тармазы) для невялікага аб'ёму, вытворчасці на заказ (напрыклад, прататыпы аўтамабільных дэталяў) дазваляе бяспечна супрацоўнічаць чалавек і машына (праз тэхналогію адчування сілы) і зн
