Технологія безшовного гнучення листового металу
Технологія обробки листового металу неперестає вдосконалюватися, особливо в деяких застосуваннях, таких як точна гнучка нержавіючої сталі, гнучка декоративних деталей з нержавіючої сталі, гнучка алюмінієвих сплавів, гнучка авіаційних деталей, гнучка мідних пластин тощо, що ще більше поставляє вищі вимоги до якості поверхні утвореної деталі. Традиційний процес гнучки більш схильний завданню шкоди поверхні деталі. Поверхня, що знаходиться у контакті з інструментом, утворить очевидну вдавлену чи царапину, що вплине на естетику кінцевого продукту та знижуватиме судження користувача про продукт.
1. Причини гнучких вдавлень
Возьмемо як приклад гнучення V-шaped деталі. Гнучення листового металу - це формувальний процес, у якому листовий метал спочатку піддається пружній деформації, а потім переходить до пластичної деформації під тиском штампа або матриці машини для гнучення. На початковому етапі пластичного гнучення лист гнучиться вільно. Коли штамп або матриця натискає на лист, лист і внутрішня поверхня V-шaped канавки матриці поступово зближаються, а радіус кривизни і довжина плеча сили гнучення поступово зменшуються. Продовжуйте накладати тиск до завершення ходу, щоб матриця і лист були у повному контакті у трьох точках, і на цьому етапі виконується V-шaped гнучення.
Під час гнучення, листова плита буде стиснута гнуччим інструментом і виникне пружна деформація, а точка контакту між пластом і інструментом буде зсуватися по мірі продовження процесу гнучення. Під час процесу гнучення, пласт пройде дві очевидні етапи: пружну деформацію та пластичну деформацію. Також у процесі гнучення буде відбуватися процес зафіксованого тиску (трьохточковий контакт між інструментом і пластом), тому після завершення процесу гнучення утворяться три розтинні лінії. Ці розтинні лінії загалом виникають через стиск та тертя між пластом і плечем V-шaped канавки інструмента, тому їх називають плечовими розтинами. Основні причини формування плечових розтинів можна просто класифікувати на такі категорії.
a. Метод гнучення
Оскільки раніше було зазначено, що утворення вдавлення на плечі пов'язане з контактом між аркушем та плечем V-шовної матриці, різні проміжки між штампом та матрицею під час процесу гнучення впливають на стисковий стріс на аркуш, і ймовірність та ступінь вдавлення також будуть відрізнятися. При тих самих умовах V-шовної матриці, чим більший кут гнучення у згиненому виробі, тим більша розтягуюча деформація металевого аркуша, і довша відстань тертя металевого аркуша про плече V-шовної матриці; крім того, чим більший кут гнучення, тим довше триває час, коли штамп вправду викликає тиск на аркуш, і більш виразне вдавлення, спричинене цими двома факторами.
b. Структура V-шовної матриці
При гнученні металевих листів різної товщини вибрана ширина V-шову також відрізняється. При однакових умовах пунсонування, чим більше розмір V-шову матриці, тим більше розмір ширини вдавлення. Відповідно, трення між металевим листом і плечем V-шову матриці менше, і глибина вдавлення природньо зменшується. Навпаки, чим тонший лист, тим вужчий V-шов, і тим більш виразне вдавлення.
Мовлячи про трути, іншим фактором, пов'язаним з трущою, який нам треба врахувати, є коефіцієнт трути. Кут R плеча V-шовної матриці відрізняється, і трутя, яку вона викликає у листовому металі під час процесу гинання, також відрізняється. З іншого боку, з точки зору тиску, який вправду впливає на лист з боку V-шовної матриці, чим більший кут R шовної матриці, тим менше тиск між листом і плечем V-шовної матриці, і тим слабше видобиття, навпаки.
c. Ступінь смазування V-шовної матриці
Як було зазначено раніше, поверхня V-шовної матриці буде контактувати з листом і викликати тертя. Коли форма зноситься, частина контакту між V-шовною матрицею та листом стає все шorstшою, а коефіцієнт тертя зростає. Коли лист рухається по поверхні V-шовної матриці, контакт між нею та листом фактично є точковим контактом між безліччю грубих опуклих точок та поверхнею, тому тиск на поверхні листа збільшується відповідно, а вдавлення стає більш виразним.
З іншого боку, якщо V-шовну матрицю не протерто перед гнученням деталі, залишки сміття у V-шовній матриці часто призводять до видатних вдавлень на листі. Ця ситуація зазвичай виникає, коли обладнання гнучить оцинковані листи, уг勒еподібні сталеві листи та інші деталі.
2. Застосування технології безмаркового гнучення
Оскільки ми знаємо, що головна причина виникнення гнучкої марки - це трути між аркушем і плечем V-шовної матриці, ми можемо почати з причинно-наслідкового мислення і використати технологію процесу для зменшення трути між аркушем і плечем V-шовної матриці. За формулою трути f=μ·N, фактори, які впливають на трути, - це коефіцієнт трути μ і тиск N, і обидва пропорційні до трути. Відповідно, можна сформувати наступні плані технологічного процесу.
a. Використовувати неметалеві матеріали для плеча V-шовної матриці
Традиційний метод простої збільшення кута R щохту відбитку форми не є дуже ефективним для покращення гнучкого натиску. З точки зору зменшення тиску у терктівці можна розглянути заміну матеріалу щохту відбитку на неметалевий матеріал, який є м'якшим за арку, наприклад, найлон, ПУ еластомер тощо, забезпечуючи при цьому потрібний ефект стискання. Ураховуючи, що ці матеріали легко витираються і їх треба регулярно замінювати, сьогодні існує декілька конструкцій V-щохту, що використовують ці матеріали, як показано на малюнку.
b. Заміна щохту V-форми матриці на кульову та валкову конструкцію
Також на основі принципу зменшення коефіцієнта тертя пари тертя між аркушом і V-шовною формою матриці, пару тертя слайдингового типу між аркушом і плечем V-шовної форми матриці можна перетворити на пару тертя котушкового типу, що значно зменшує силу тертя на аркуші та ефективно уникнути появи згинних вдавлень. На даний час цей процес широко застосовується в промисловості форм, а безкульбасний згинний інструмент є типовим прикладом застосування.
Щоб уникнути жорсткого тертя між роликом і V-шовною канавкою форми для гнучкого згинання на підшипниках куль, а також щоб Rolik був легший у обертанні та смазці, додаються кульки, внаслідок чого досягається ефект зниження тиску та коефіцієнта тертя одночасно. Тому деталі, перероблені за допомогою шовної форми для гнучкого згинання на підшипниках куль, майже не мають видимих вдавлень, але ефект шовного згиначності на м'яких платах, таких як алюміній і мідь, не є хорошим. З економічної точки зору, оскільки структура шовної форми для гнучкого згинання на підшипниках куль є складнішою, ніж декілька згаданих вище конструкцій форм, вартість обробки висока, а технічне обслуговування складне, це також фактор, який менеджери підприємств повинні враховувати при виборі.
c. Вплечистий V-проточний канал матриці змінюється на перевернуту конструкцію
У промисловості існує ще один тип форми, яка використовує принцип опорного обертання для досягнення гнучності деталей шляхом перехилу плеча матриці. Ця форма змінює традиційну V-шaped структуру стандартної матриці і встановлює нахилені поверхні по обидві сторони V-канавки у механізм перехилу. Коли пунсон натискає на арку, механізм перехилу по обидві сторони матриці перехилиється внутрь від вершини пунсона завдяки тискові пунсона, щоб арку було згинено і сформовано. У цих умовах роботи між аркою і матрицею не виникає очевидного локального слізневого тертя, але вони наближаються до площини перехилу і наближаються до вершини пунсона, щоб уникнути вдавлювань на деталях. Структура цієї форми складніша за попередні структури, має напружувальний пружину і конструкцію перехилу, і вартість її технічного обслуговування і обробки вища.
d. V-канавка матриці ізольована від листового металу
Вищезазначені методи стосуються до досягнення безшовного гинання шляхом зміни форми для гинання. Для менеджерів підприємств небажано розробляти і купувати новий набір форм, щоб досягнути безшовного гинання окремих деталей. З точки зору тертя при контакті, якщо форма та аркуша відокремлені, тертя не існує. Отже, без зміни форми для гинання, можна досягти безшовного гинання, використовуючи м'яку плівку, яка запобігає контактам між V-ямкою матриці та аркушем. Цю м'яку плівку також називають безшовною пресовою плівкою для гинання, а матеріали загалом бувають резина, ПВХ (поліхлорвиніл), ПЕ (поліетilen), ПУ (поліуретан) тощо. Переваги резини та ПВХ полягають у низьких витратних коштах сировини, а недоліки полягають у тому, що вони не витримують тиск, мають слабку защитну ефективність та короткий термін служби; ПЕ та ПУ - це відмінні інженерні матеріали, і безшовна пресова плівка для гинання, виготовлена на їх основі, має добре опір до розриву, тому вона має довгий термін служби та гарну захистну здатність.
Фільм для захисту від згинання головним чином виконує буферну функцію між деталлю та плечем матриці, компенсуючи тиск між формою та листом, що спобільшує запобігання виникненню вдавлень на деталі під час гнучення. При його використанні достатньо просто покласти фільм для гнучення на матрицю, що має переваги низької вартості та простоти використання. Товщина фільму для штампування без згинання, яка є на ринку зараз, зазвичай становить 0,5 мм, а розмір можна зробити на замовлення в залежності від потреб. Фільм для штампування без згинання зазвичай має термін служби приблизно 200 гнучень під тиском 2t, і має високу стійкість до износу, високу стійкість до розриву, відмінні властивості гнучення, високу міцність на розтяг та відсоток удовження, а також стійкість до смазкових речовин та аліфатичних углеводних розчинників.
Конкуренція на ринку у галузі обробки листового металу дуже сильна. Якщо компанії хочуть захопити позицію на ринку, їм необхідно постійно покращувати свою технологію обробки. Потрібно не тільки досягти функціональності продукту, але й врахувати його технологічність та естетичний вигляд, а також економічну ефективність обробки. За допомогою більш ефективних і економічних методів обробки продукт можна зробити простішим для обробки, дешевшим і красивішим.
