Металл бүгетін бөлшектердің сапасы мен қолданылуындағы айырмашылық қандай?

Материалды таңдау және металл бүгетін бөлшектердің сапасына әсері

Металл бүгуде қолданылатын кең тараған материалдар: болат, алюминий, нержавейка болаты, мыс және қола

Таңдалған материал бүгілген металл бөлшектердің өнімділігі мен тиімділігін тікелей анықтайды. Бес металл өнеркәсіптік қолданыста басым:

Материал	Созылу күші (Мпа)	Иілу мүмкіндігі	Серпімділік қауіпі	Негізгі қолдану аясы
Көміртекті болат	400-550	Орташа	Төмен	Автокөлік рамасы, машиналар
Алюминий	70-200	Жогары	Жогары	Әуе-кеңістік панельдері, электроника
Нержавеющая болат	500-1,000	Төмен	Орташа	Тамақ өңдеу, медициналық жүйелер
Күміс	200-300	Жогары	Орташа	Электр қосқыштары, желдеткіш жүйелері
Жез	300-400	Орташа	Төмен	Теңіз құрылғылары, безеу жабдықтары

Балқығыштығына байланысты жеңіл құрылыстарда қолданылатын алюминийнің үлесі 42%, ал пайдалану ортасы қатты болатын жағдайлар үшін коррозияға тұрақты болат өте қолайлы.

Материал қасиеттерінің майысу, серпімділік және бөлшек сапасына әсері

Созылмалылық пен қаншалықты беріктігі сындыру процесінде қалай әрекет ететінін анықтайды. Мысалы, алюминийді алыңыз, оның салыстырмалы төменгі беріктігі өндірушілерді оны тікелей қисықтарға бүгуге мүмкіндік береді, бірақ 2023 жылы шыққан «Forming Technology» журналында жарияланған зерттеу нәтижесінде оның пішінін сақтау үшін 15-тен 25 градусқа дейінгі қосымша бұрыш қажет болады. Шынықтырылған болат басқа қиындықтар туғызады, өйткені ол өңдеу кезінде өте тез қатаяды, кәдімгі көміртегілі болатқа қарағанда шамамен 30 пайыз көп күш қажет етеді, яғни өндірістік ортада құралдар тез тозады. Қола мен қызылмыс бағаның электрлік қасиеттері мен пішіндеу жеңілдігінің арасындағы тепе-теңдік орнатады, әрине олардың ішкі дән сипаттамалары барлық бағытта біркелкі болмайды. Бұл оларды жобалау процесстері кезінде кездейсоқ емес, нақты бағытта бүккен жағдайда жарықшақтар пайда болуына бейім болатындығын білдіреді.

Тәжірибе нәтижесі: дәл қораптардағы алюминий мен нержавеющий болатты салыстыру

Дәл қораптардағы ақауларды 30 пайызға дейін азайтқан медициналық құрылғылардың бір жасаушысы өз өндірісінде 6061 алюминийді 316L нержавеющий болатпен ауыстырған кезде. Әрине, тасымалдау кезінде салмағы жеңіл болғандықтан алюминий тасымалдау бойынша шығындарды азайтты, бірақ тез арада көптеген ақаулар пайда бола бастады. Бірақ материалды ауыстыру өзіне тұндырды, ығыстыру үшін 18% қосымша энергия қажет болды. Бірақ құрылғылардың қызмет ету мерзімі үш есе ұзақ болды. Бұл тәжірибеден келіп шығатыны, дұрыс материал таңдау тек қағазда қаншалықты тиімді екеніне ғана байланысты емес. Қатты тазалау процесстеріне төзімді құрылғылар жасайтын компаниялар үшін химиялық тұрақтылық пен жалпы беріктік сияқты факторлар жеңіл материалдардың бастапқы үнемдеуінен артық болуы мүмкін.

Иілу процесстері олардың дәлдігі мен үйлесімділігіне әсері

Негізгі металды иілу әдістері: V-тәрізді иілу, валокты иілу және бұрандалы иілу

Бүгінгі күні металл бұйымдарды жасақтау үшін әдетте үш түрлі әдіс қолданылады. Тік бұрышты бөліктер үшін V-тәрізді жасалатын майыстыру, құбырлардың қисықтары сияқты заттар үшін өте жақсы жұмыс істейтін роликті майыстыру және бірнеше ось бойынша күрделі пішіндерді өңдейтін ротациялық майыстыру. Барлық осы әдістердің проблемасы – бұл қайтадан серпімділік, яғни металл өзінің бұрынғы күйіне қайтып келуге тырысады. Кейбір зерттеулерде ауаның қалыпты майысу процесі кезінде нержавеющая болат 4-тен 7 градусқа дейін кері қайтатынын көрсетеді, бірақ егер олардың орнына койнақтау әдісін қолданса, онда қателер 1 градустан төмен болып келеді. Қатесіз қисықтар қажет болатын ұшақ бөлшектерін жасайтын компаниялар үшін роликті майыстыру әлі де таңдау болып табылады. Ал автомобиль жасаушылар өз тіректерінің жиналымы үшін плюс немесе минус шират градустың дәлдігін қамтамасыз ететін ротациялық майыстыруға сеніммен сүйенеді.

CNC прессті-мүйістіктер: Жоғары қайталану мен дәл шектеулерді қамтамасыз ету

CNC технологиясымен басқарылатын прессті-мүйістіктер сызықтық кодтауышты кері байланыс жүйелері арқасында 0,01 мм дейінгі дәлдікке жетеді. Әсіресе электроника өндірісі сияқты салаларда корпус пен қораптардың ±0,1 мм-ден кіші шектеулерін қажет ететін болғанымен, үлкен мөлшерде металл иілуін өндіру кезінде осындай дәлдік айырмашылық жасайды. Жаңа модельдер материал қаттылығының өзгеруіне автоматты түрде бейімделетін ақылды функциялармен жабдықталған, бұл қолмен басқарылатын пресс-формаларға қарағанда үштен екі есе жылдам орнату уақытын қысқартады. Өткен жылығы өнеркәсіптік деректерге қарағанда, мына CNC прессті-мүйістіктермен жұмыс істейтін операторлар алюминий каркас бөлшектерін пішіндеудің алғашқы ретінде шамамен 98,7 пайызын сәтті орындайды, бұл жоғары көлемді өндіріс серияларында өте маңызды.

Өнеркәсіптік иілу операцияларында жылдамдық пен дәлдікті тепе-теңдікте ұстау

Жоғары көлемді зауыттар иілу жұмыстарын ағымдандыруды оптимизациялау арқылы жүзеге асырады:

• Құрылғыларды стандартизациялау : Қалып ауыстыруды 40–50%-ға дейін азайту
• Бейімделуші иілу алгоритмдері : Температура ығысуы үшін параметрлерді жүгіру барысында бейімдеу
• Сызықтық лазерлік өлшеу : Бұрыш ауытқуларын 0,5 секундтық циклдарда анықтау

Бұл стратегиялар шығын көрсеткішін 0,8%-дан төмен ұстап, өнімнің өткізу қабілетін 1200 иілу/сағ-тан жоғары ұстайды, тіпті қатты қоладан сияқты күрделі материалдармен жұмыс істеген кезде де. Процесті модельдеу 2026 жылға дейін медициналық бөлшектер үшін микронды дәлдікке қол жеткізу үшін сервоэлектрлік жетектерді және қалыңдықты нақты уақытта бақылауды біріктіру керектігін көрсетеді.

Металл иілу бөлшектерінің сапасын арттыратын жобалау принциптері

Иілу радиусын, K-фактор мен сенімділік үшін допусктерді тиімділендіру

Сапаның тұрақтылығы жобалау сатысынан басталады. Зерттеулер алюминий қорытпаларымен жұмыс істегенде материал қалыңдығының ең кемінде 1,5 есе артық болатын иілу радиусын сақтау сыртқы күштердің әсерінен пайда болатын жарықтар қаупін 40% азайтатынын көрсетті. Ал болат материалдар үшін рұқсат етілген ең аз қатынас 1 есе қалыңдыққа тең. Металды бүккен кезде бейтарап ось қай жерде орналасқанын көрсететін қазіргі K факторы материалдың пластикалық қасиеттеріне байланысты өзгереді. Пәтерленген заттар, мысалы, нержавеющий болат үшін K факторы 0,3 шамасында болса, жұмсақ металдарға мысалы, қолаға 0,5 шамасы тән. Әр уақытта дәл бірдей болатын бөлшектерді шығарғанда дәл шектеулердің маңызы зор. CNC престі гибка машиналары әуедегі жартас тіректері немесе медициналық құрылғылардың корпусы сияқты құрамдас бөліктер үшін өте маңызды болып табылатын ±0,1 мм дәлдікке қол жеткізе алады.

Ақылды жобалау арқылы жарықтар мен деформацияларды болдырмау

Жоғары циклды қолдануларда бөлшек ақауларының 67% -інің себебі - иілу сызықтарындағы кернеу концентрациясы. Нәтижелі стратегиялар:

• Иілу босату кесімдері : Қалыңдықтың 1,5 еселі ені құрылғының тұрақтылығын арттырады
• Дән бағытын туралау : Беттік құрылымдық болаттың ұзарту қасиетін 30% арттыру үшін бетті иілу керек
• Қабырға қалыңдығының қатынасы : Қалыңдық пен иілу ұзындығының 3:1 қатынасы автомобиль шассиінің бұрмалануын болдырмау үшін қажет

Иілу көрсеткіштерінде қабырға қалыңдығы мен дән бағытының рөлі

Қалыңдығы 4 мм артық болат конструкциялармен жұмыс істеген кезде жасалатын бұйымдардың серпімді деформациясын азайту үшін иілу радиусын үлкейту қажет. Ал электронды қораптардың қалыңдығы 0,8-ден 1,2 мм-ге дейін болса, өндірушілердің лазерлік маркировка әдісін қолданып иілу сызықтарын жасаған тиімдірек, себебі бұл әдіс нақтылықты бақылау мүмкіндігін арттырады. Ақпараттық модельдеу зерттеулеріне сәйкес, әуеайлақтық алюминий қорытпалары үшін қызықты нәтиже алынған. Бұл материалды дәнекер бағытына қарсы иілу әдісімен өңдеу басқа әдістерге қарағанда шаршауға тұрақтылықты шамамен 18 пайызға арттырады. Бұл әсер қанаттың тірегі сияқты бөлшектер үшін қызмет көрсету мерзімі ішінде тұрақты күш түсірілу кезінде маңызды болып табылады.

Сапаны басқару әдістері металды иілу бөлшектерінің үйлесімділігі үшін

Өлшемді тексеру және бұрышты тексеру өндіріс кезінде

Көбінесе өндірушілер бұрыштық ауытқулардың ±0,5 градустық нақты допуск ауқымында болатынын тексеру үшін лазерлі сканерлерді және әдетте КИМ деп аталатын координаттық өлшеуіш машиналарды пайдаланады. 2023 жылы дәл өңдеу ассоциациясының соңғы есебіне сәйкес өндіріс барысында бұрышты тексеру шараларын жүзеге асырған цехтар өнімнің дайындалуы аяқталғаннан кейінгі тексеруге қарағанда қайта өңдеу көрсеткішін 40 пайызға дейін төмендеткен. Құбыр қабырғасының қалыңдығын бақылау үшін ауа саңылауы және оптикалық салыстырғыштар жақсы жұмыс істейді. Гидравликалық бөлшектерді жасаған кезде олардың ішкі саңылауларының дұрыс болуы қажетті функционалдық жұмысты іске асыру үшін өте маңызды болғандықтан бұл құралдар қажетті болып табылады.

Беткей ақауларды анықтау: Сызат, бұралу және бет өңдеу мәселелері

Бояу проникалдыру сынағы бөлшектерді қарапайым көзбен қарағанда көрінбейтін өте кішігірім жарылымдарды анықтауға мүмкіндік береді. Ал уақыттың өзінде құрылымдық жарық сканерлеу технологиясы беттердің нақты тегістігін 0,02 миллиметрге дейін өлшей алады. Кейбір ірі автомобиль компоненттерін шығарушы компаниялар боялған беттерде орын алған апельсин терісі тәрізді мәселелерді анықтай алатын автоматтандырылған визуалды тексеру жүйелерін пайдалана бастағаннан кейін кепілдік шарттары бойынша талаптар саны 35 пайызға дейін төмендегенін байқады. Салмақ түсетін құрылымдық бөлшектер үшін уақыт өте келе ішкі керілулер жинақталып күтпеген уақытта сынап алмау үшін дәстүрлі Бринель қаттылығы сынақтарын қолданып, металдың дән құрылымын мұқият тексеру қажет.

Статистикалық процессті басқару және бағдарлама бойынша сапаны бақылау мен процесстен кейінгі сапа тексеру арасындағы айырмашылық

Прессті қайта құру кезінде нақты уақыт режимінде күшті бақылау басқару диаграммаларына маңызды деректерді жібереді, сондықтан операторлар қалыңдық ауытқулары ±1,5% аралығынан тыс кетпес бұрын өзгерістер енгізе алады. 2023 жылғы ASME сапасының соңғы көрсеткіштері қатары жол арқылы статистикалық үрдісті басқаруды енгізген шеберханаларда бірінші өтудің өнімділігі шамамен 99,2% болатынын, ал дәстүрлі партиялық тексерулерге сүйенген кезде тек 86% ғана болатынын көрсетеді. Жоғары көлемді өндіріс жүргізген кезде мыс бақылауыштарымен жұмыс істейтіндер үшін жылулық бейнелеу технологиясы бүгіндері үлкен айырмашылық жасайды. Бұл шын мәнінде материалдардың қайталанатын майыстыру кезінде пластикалық деформацияға қалай жауап беретінін қадағалайды және уақыт өткен сайын жиналған барлық кернеу деректерін талдай отырып, автоматты түрде серпімділікті түзетеді.

Негізгі өнеркәсіп салаларында қолданылатын металл майыстыру бөлшектері

Автокөлік және әуе-космостық: рамалар, ұстап тұратын элементтер және өте беріктікті ұшқыш двигатель бөлшектері

Бүгінгі таңда металл бұқтыру бөлшектері шын мәнінде көліктер мен ұшақтардың бәрін біріктіріп тұрады. Өндірушілер жеңіл көлік рамалары, көліктердің ілініс бөлшектері мен реактивті қозғалтқыштардың ішіндегі күрделі бөлшектер сияқты әртүрлі компоненттерді жасау үшін жоғары беріктік болаты мен титан қорытпаларымен жұмыс істейді. Өлшемдерді дәл орындау да өте маңызды, өйткені 0,1 мм-ге ғана ауытқыса, ауаның беттерінен ағып өтуін бұзып, отын шығынына әсер етеді. Титан турбина корпусын жасау кезінде CNC бұрандалы бұқтыру қолмен бұқтыру әдістерімен салыстырғанда серпімді оралу күшін 40 пайызға дейін азайтады. Бұл әуе-кеңістік өндірушілері үшін әр уақытта бөлшектерді өндірген кезде сапаны біркелкі сақтау үшін үлкен айырмашылық жасайды.

Электроника: Компактты, Жоғары Дәлдікті Корпустар мен Шасси

Электроника саласы термиялық өткізгіштікті құрылымдық беріктікпен теңгеру үшін алюминий мен мыс майындарына сүйенеді. Пресс-үстелді пішіндеу сервер корпустарында 0,05° бұрыштық тұрақтылықты қамтамасыз етіп, жоғары тығыздықты шеңберлерден шығатын жылуды шашыратумен қатар электромагниттік бөгетті болдырмақшы. Лазерлік бағдарлаумен майыстыру бойынша соңғы жетістіктер 5G антенналарының қораптарындағы микросхемалардың сынуын 22%-ға дейін азайтты.

Құрылыс: Коррозияға тұрақты құрылымдық тірек пен әсемдік металдық жұмыстар

Бұрышты болат аркалардың пайдалануы мен бет әлпетінде болаттың түрлерін қолдану металды бүгудің үлкен құрылыс жобаларында атқаратын рөлін көрсетеді. Көпір салуды қарастырғанда, бүкпелі бүгу әсіресе мырыш-алюминий қоспаларымен қапталған жағдайда коррозияға төзімді ұзын құрылыстық арқалықтарды жасайды. Осындай қаптамалар теңіз жағалауларындағы қатты жағдайларда да, ондағы тұзды ауа материалдарды түгелдей жеп тастайды, бірақ 50 жылдан астам сақталуы мүмкін. Қисық панельдерді бұрмалау мәселесінсіз алуға деген сұраныс бар сәулетшілер үшін суық түрлендіру маңыздылық арттырды. Бұл процессте өлшемдердің өзгеруін бақылау астында ұстайды, әдетте 15 метрден асатын ұзындықтар бойынша ауытқу 1%-дан төмен болады. Дәл осындай дәлдік деңгейі пішін мен қызметті бірге қамтамасыз ететін жалпай қазіргі заманғы құрылыстарды жасауда маңызды рөл атқарады.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Металды бүгу кезінде қолданылатын кең таралған материалдар қандай?

Металлды бүгуде жиі қолданылатын материалдарға көміртекті болат, алюминий, нержавеющий болат, мыс және қола жатады, олар әртүрлі қолданыстар үшін өзіндік қасиеттерге ие.

Материал қасиеттері бүгілу мен серпімділікті қалай әсер етеді?

Бүгілу мен серпімділіктің дәрежесіне материалдың оңай бүгілуін қамтамасыз ететін керілу күші мен пластикалық қасиеттер сияқты материал қасиеттері әсер етеді, бұл бүгілгеннен кейін материалдың бастапқы пішініне қайтып келу үшін қажет.

Өндірісте қолданылатын негізгі металл бүгілу әдістері қандай?

Негізгі металл бүгілу әдістеріне V-тәрізді бүгу, домалақ бүгу және айналмалы бүгу кіреді, олар әртүрлі пішіндер мен қолданыстар үшін сәйкес келеді.

CNC технологиясы бүгілу дәлдігін қалай жақсартады?

CNC технологиясы бүгілу дәлдігін жақсартады, себебі ол 0,01 мм дейінгі дәл позиционирлеуге мүмкіндік береді, бұл қатаң допусктар талап етілетін жоғары көлемді өндіріс үшін маңызды.

Металл бүгілу бөлшектерінің сапасын бақылау әдістері қандай?

Сапа бақылау әдістеріне өлшемді тексеру, бұрыштың дұрыстығын тексеру, бетіндегі ақауларды анықтау және статистикалық үдерісті басқару жатады, ол бұқтыру үдерістерінің тұрақты және ақаусыз болуын қамтамасыз етеді.