چگونه میتوان مشکلات پیشآمده در خمکردن نوارهای آلومینیومی را حل کرد؟
اصل اساسی خمکردن نوارهای آلومینیومی این است که نوار از دو سر توسط گیرهها کشیده میشود و حول قالب خمکننده چرخانده میگردد. تحت تأثیر نیروی کشش و گشتاور خمکننده، نوار دچار تغییر شکل پلاستیک میشود و بهتدریج با قالب همخوانی پیدا میکند تا شکل مورد نظر حاصل شود.
قطعات خمیده با شعاع انحنای نسبتاً بزرگ، بازگشت کششی زیاد و تغییرات انحنا در جهت محوری مشخص میشوند. خمکردن پروفیلهای آلومینیومی بهطور گستردهای در صنایع هوافضا، خودروسازی، ساختوساز دربها و پنجرهها و دیوارهای پردهای ساختمانی و راهآهن سریعالسیر برای تولید قطعات خمیده مانند بدنه هواپیما، تقویتکنندهها و قابهای بال، قابهای منحنی ساختمان، دربها و پنجرههای منحنی، ساختمانهای دیوار پردهای، سر قطارها، تکیهگاههای اطراف سقف و قابهای پنجره استفاده میشود.
قطعات پروفیلی خمیده آلومینیومی نقش مهمی در تولید ماشینآلات و ساختوساز مدرن کشور ما ایفا میکنند. با گسترش کاربرد پروفیلهای خمیده آلومینیومی، مشکلات آشکارشده در تولید پروفیلهای صنعتی آلومینیوم بهتدریج افزایش یافتهاند. برای اطمینان از نرخ عبور قطعات و پایداری فرآیند تولید، این پژوهش عمدتاً به بررسی مشکلات رایج و راهحلهای مرتبط در فرآیند خمکردن پروفیلهای آلومینیومی میپردازد.
مشکلات زیادی در فرآیند خمکردن نوارهای آلومینیومی وجود دارد که بهطور جدی بر نرخ صلاحیت محصول و کارایی تولید تأثیر میگذارند. همزمان، هزینههای تولید بهطور قابلتوجهی بر عملیات عادی و تولید شرکتها تأثیر میگذارند. با توجه به ضرورت صنعتیشدن خمکردن نوارهای آلومینیومی و با در نظر گرفتن وضعیت فعلی این فرآیند، این مقاله بهطور مؤثر مشکلات رایج در خمکردن نوارهای آلومینیومی را تحلیل کرده و چند اقدام بهبودی مرتبط پیشنهاد میکند تا منبعی مفید برای خمکردن نوارهای آلومینیومی فراهم شود.
الف. مشکلات موجود
(۱) انحراف در خطکش
خطکش به میزان تطابق خطکش تغییریافتهٔ نوار پس از خمکردن با الگوی خطکش یا قالب بازرسی اشاره دارد. عوامل اصلی ایجاد انحراف در خطکش عبارتند از:
۱. شعاع نادرست قالب خمکننده؛
۲. ناپایداری ویژگیهای مواد در دفعات مختلف تولید نوارهای اکسترود شده، که منجر به ناهمگونی سختی در نواحی محلی هر قطعه میشود;
۳. تغییرات بیش از حد در شعاع خمشدن؛
۴. مساحت مقطع نامنظم پروفیل.
۲. نقصهای سطحی
نقصهای سطحی شامل ترکخوردگیها، چینهای انقباضی، فرورفتگیهای سطحی و خمشدن جانبی پس از خمکردن میباشند.
۳. پیچش پس از خمکردن
علتهای پیچش پس از خمکردن عبارتند از:
۱. قالب نامتعادل؛
۲. کشش ناکافی؛
۳. واشرهای ناکافی؛
۴. شعاع خمشدن بسیار کوچک؛
۵. سطحبندی ناکافی خود تجهیزات.
(۴) انحراف عمودی
عمودیبودن به انحراف زاویهای بین سطح مقطع نمایهٔ عمود بر مبدأ مرجع (عمود بر شعاع انحنای قالب) و صفحهٔ بازرسی پس از خمشدن اشاره دارد.
(۵) ایمنی در تولید
ایمنی مسئلهای حیاتی در تولید صنعتی است. در طول خمکردن نمایه، شکست تصادفی و پرتاب بهسمت بیرون ممکن است رخ دهد و باعث آسیب به تجهیزات و آسیبدیدگی افراد شود که میتواند تأثیر شدیدی بر توسعهٔ شرکت بگذارد.
بخش دوم: راهحلها
(۱) تنظیم انحنای خطکش قالب
بر اساس تحلیل و محاسبهٔ نظری مقدار بازگشتپذیری، مقدار تقریبی اصلاحشدهای از طریق آزمون کشش بهدست میآید تا قالب اصلاح شود و نمایهٔ خمشده تا حد امکان با الگو یا قالب بازرسی همخوانی داشته باشد. با توجه به ناپایداری نمایه، در صورت لزوم میتوان آن را کمی بیشازحد خم کرد تا در مرحلهٔ بعد اصلاح گردد.
در طول ساخت قالب، باید مساحت مقطع پروفیل و ضخامت هر قسمت در نظر گرفته شود. برای عدم تقارن در مساحت مقطع پروفیل، انحرافات ناشی از تنشهای نامتعادل بین بستهشدن و بازشدن لبههای پروفیل را میتوان با افزایش مناسب نیروی کششی در مرحله پیشکشیدن رفع کرد.
(۲) درمان عیوب سطحی
ترکها پس از خمکردن پروفیل به دلیل اعمال نیروی کششی بیش از حد یا مشکلات ذاتی مواد ایجاد میشوند. بستهنشدن کافی لبههای پروفیل باعث انقباض و چینخوردگی میشود. این مسئله را میتوان با تعویض پروفیل یا تنظیم نیروی کششی رفع کرد.
فروافتادگیهای سطحی عمدتاً در پروفیلهای توخالی رخ میدهند. قبل از خمکردن این پروفیلها، قسمتهای توخالیِ خمشده را باید با مادهی پرکننده پر کرد. حفرههای باز را میتوان با تختهی PP پر کرد، در حالی که حفرههای بسته معمولاً با شن پر میشوند.
تنظیم مناسب فاصله قالب بر اساس محل فرورفتگیهای جانبی و تغییر جنس قالب میتواند بهطور مؤثر از خراشیدن پروفیل جلوگیری کند.
(۳) درمان پیچش پس از خمکردن
علتهای اصلی پیچش پس از خمکردن، نامتعادل بودن قالب، نیروی کششی ناکافی و قرارگیری نادرست واشرهاست. بنابراین میتوان روشهای متناظری را برای بهبود این مشکل بهکار برد. علاوه بر این، تغییرشکلهای جزئی ناشی از ناپایداری پروفیلهای اکستروژنشده نیازمند اصلاح پسازفرآیند است.
(۴) برخورد با انحرافات عمودی
انحرافات عمودی پس از خمکردن نیز ناشی از نامتقارن بودن سطح مقطع و تنش نامتعادل بین لبههای بسته و باز پروفیل است. این مسئله را میتوان با تنظیم قالب خمکشی بهبود داد. تغییرشکلهای جزئی ناشی از ناپایداری پروفیلهای اکستروژنشده نیازمند اصلاح پسازفرآیند است.
(۵) ایمنی در تولید
ایمنی نگرانی اصلی در تولید صنعتی است. بنابراین، در طول تولید باید ابزارهای حفاظتی به میز عملیاتی پروفیل اضافه شوند، مقررات مربوطه وضع گردند و اپراتورهای فنی جامع آموزش دیده باشند. علاوه بر این، در هنگام کشیدن پروفیل، اپراتوران مجاز به ایستادن در جلوی تجهیزات نیستند.
III. نتیجهگیری
در خلاصه، هنگام طراحی سطح مقطع پروفیلهایی که نیاز به خمشدن دارند، باید نیروی کششی هر بخش محاسبه شود. در طراحی قالبهای خمکاری، پروفیلهای آلومینیومی صنعتی باید تغییرات بازگشت انحناء و پیشتغییرشکل برای اصلاح پسازپردازش را در نظر بگیرند تا حجم کار فرآیند اصلاح به حداقل برسد. در تولید انبوه، کاهش حجم کار فرآیند اصلاح و تضمین ایمنی در تولید، مهمترین ملاحظات برای کاهش هزینهها هستند. هنگامی که پروفیلهای اکستروژنشده ناپایدار باشند، تعداد کمی عیب مانند انحراف در پروفیل، پیچش بیشازحد و عمودینبودن بیشازحد ممکن است رخ دهد. این عیوب را میتوان در مراحل بعدی اصلاح و جبران کرد.
