تحليل كامل لتكنولوجيا معالجة أجزاء الانحناء المعدنية: من الانحناء التقليدي إلى تشكيل الدقة

1. الانحناء المعدني معالجة التكنولوجيا والتصنيف

تشكل تكنولوجيا المعالجة لقطع غيار الانحناء المعدنية واحدة من أكبر أنظمة العمليات والأكثر تعقيدًا في التصنيع الحديث. يمكن تصنيفه بطرق مختلفة ويمكن تقسيمه وفقًا لأبعاد متعددة مثل درجة حرارة التشوه وطريقة تطبيق القوة ونوع الأداة وما إلى ذلك. إن فهم بنية هذا النظام الفني ودعمه هو أساس إتقان جوهر تصنيع الانحناء المعدني والشرط المسبق لاختيار أفضل مسار للعملية.

يقسم تصنيف أبعاد درجة الحرارة عملية الانحناء المعدني إلى ثلاث فئات: الانحناء البارد ، والانحناء الدافئ والانحناء الساخن. يتم تنفيذ عملية الانحناء الباردة في درجة حرارة الغرفة وهي مناسبة لمعظم المواد المعدنية ذات ليونة جيدة ، مثل الفولاذ الكربوني المنخفض والألمنيوم والنحاس وسبائكه. لديها مزايا انخفاض استهلاك الطاقة والكفاءة العالية وجودة السطح الجيدة ، ولكنها تواجه مشكلة التحكم في Springback. يهدف الانحناء الدافئ (200-600 ℃) بشكل أساسي إلى مواد ذات قابلية لضعف في درجة حرارة الغرفة ، مثل سبائك الصلب عالية القوة والمغنيسيوم. إنه يقلل من قوة العائد وحمل التشكيل عن طريق رفع درجة الحرارة بشكل مناسب ، مع قمع Springback. يتم استخدام الانحناء الساخن (> 700 ℃) في الانحناء وتشكيل المعادن التي يصعب تشكيلها مثل سبائك التيتانيوم ، التنغستن والموليبدينوم ، أو الأجزاء الهيكلية الكبيرة ، مثل معالجة الانحناء الساخن لأضلاع السفن. ميزةها هي أن مقاومة التشوه صغيرة للغاية ، ولكنها تواجه مشاكل في الجودة مثل الأكسدة والحبوب. يحتاج اختيار درجة الحرارة إلى موازنة خصائص المواد ودقة جزء واقتصاد الإنتاج.

يكشف تصنيف طرق تطبيق القوة عن الطبيعة الميكانيكية للعمليات المختلفة. الانحناء المجاني هو الشكل الأساسي. يتم تطبيق لحظة الانحناء فقط على اللوحة أو الملف الشخصي من خلال القالب. حالة الإجهاد في منطقة التشوه بسيطة نسبيًا ، لكن التحكم في الدقة أمر صعب. يضيف الانحناء للتصحيح عملية تشطيب على أساس الانحناء الحرة ، ويتحكم في الشكل النهائي من خلال القيد الدقيق للقالب. وتشمل التطبيقات النموذجية معالجة الانحناء لمفصلات باب السيارة. يستخدم الانحناء من ثلاث نقاط نقطة ارتكازات ثابتة وكمة نشطة وسيطة لتحقيق تشوه دقيق. يستخدم على نطاق واسع في اختبار أداء المواد وإنتاج قطع الغيار الدقيقة الصغيرة. يغطي الانحناء المستمر عمليات مثل الانحناء لفة وتشكيل لفة. يتم تحقيق الأشكال المستعرضة المعقدة من خلال تشوهات تقدمية متعددة. إنه يحتل موقعًا مهيمنًا في تصنيع أجزاء طويلة الحجم مثل بناء جدار الستار وقضبان شرائح السيارات. يجمع الانحناء الدوراني بين حركة الدوران والأعلاف المحورية ، وهو مناسب بشكل خاص لتشكيل الأجزاء المحورية ، مثل تصنيع رؤوس خزان الوقود الصاروخ.

يعكس تصنيف أنظمة الأدوات مستوى تطوير معدات العملية. تعتمد آلات الانحناء التقليدية على التعاون البسيط للقوالب العلوية والسفلية. تكلفة القالب منخفضة ولكن المرونة سيئة ، وهو مناسبة للإنتاج الموحد على نطاق واسع. تم تجهيز مركز الانحناء CNC بنظام مضاعفات هيدروليكي أو كهربائي ، والذي يتحكم في حركة التمرير وتحديد وضع مقياس الخلفي متعدد المحاور من خلال برنامج CNC لتحقيق تغيير سريع للأجزاء المعقدة. تحقق تقنيات تشكيل العزل مثل الانحناء بمساعدة الليزر والتكوين الكهرومغناطيسي تشوهًا من خلال حقول الطاقة بدلاً من القوالب المادية ، مما يدل على مزايا فريدة في تطوير النموذج الأولي وإنتاج الدفعة الصغيرة.

يُظهر تطوير نظام تقنية الانحناء المعدني اتجاهًا واضحًا لتكامل العملية. العمليات التقليدية المختلفة ذات الحدود الواضحة تخترق بعضها البعض لتشكيل حل معالجة مركب. على سبيل المثال ، يجمع الانحناء بمساعدة الليزر بين تأثير التليين المحلي للمعالجة الحرارية مع الميزة الدقيقة للانحناء البارد ؛ تشكل التكوين الهيدروليكي وتكنولوجيا الانحناء الداخلية ذات الضغط العالي الحدود بين الانحناء والتمدد لتحقيق توزيع سلالة أكثر اتساقًا. عزز هذا الاندماج التطوير المستمر لتكنولوجيا الانحناء المعدني نحو الدقة العليا ، والأشكال الأكثر تعقيدًا ، وأداء أفضل ، وتوسيع الحدود الممكنة للتصميم الهندسي بشكل مستمر.

2. تقنية تشكيل الدقة: اختراق قيود التكنولوجيا التقليدية

تمثل تقنية تشكيل الدقة أكثر التطورات المتطورة في مجال معالجة الانحناء المعدنية. من خلال طرق نقل الطاقة المبتكرة ، واستراتيجيات التحكم الدقيقة وتكامل العمليات متعددة التخصصات ، فإنه يخترق القيود المتأصلة في الانحناء التقليدي من حيث التعقيد الهندسي ، ودقة الأبعاد والقدرة على التكيف مع المواد. لا تفي هذه العمليات المتقدمة بالمتطلبات الصارمة لجودة الجزء في الحقول الراقية مثل الفضاء والإلكترونيات الدقيقة ، ولكن أيضًا تفتح طرقًا جديدة للتصميم الخفيف والوظيفي للأجزاء الهيكلية المعدنية.

أعادت تقنية Servo Electric Bending كتابة معايير العملية للانحناء الدقيق بأدائها الديناميكي الممتاز. بالمقارنة مع الأنظمة الهيدروليكية التقليدية ، فإن هيكل محركات المؤازرة التي تقود مسامير الكرة مباشرة تقلل من الانضغاط وتبطين الزيت الهيدروليكي ويحقق دقة التحكم غير المسبوقة (± 0.005 مم). تقنية ثنائي ثنائي الأبعاد تحطم تقنية تشوه الطائرة في الانحناء التقليدي وتدرك التكوين المستمر للمنحنيات المعقدة في الفضاء.

تستخدم تقنية التكوين الكهرومغناطيسي (EMF) قوة Lorentz الناتجة عن حقول مغناطيسية قوية عابرة (10-50T) لتحقيق تشوه عالي السرعة للمعادن ، وهي عملية تشكيل عزل نموذجي. هذه ميزة التكوين العالي الطاقة تجلب مزايا فريدة: التأثير بالقصور الذاتي يعزز سيولة المادة ، ويتم تقليل دائرة نصف قطرها الانحناء من سبيكة الألومنيوم من 3T في درجة حرارة الغرفة إلى 0.5T (T هو سماكة المواد) ؛ تمنع حالة adiabatic Springback ، ويتم تحسين دقة الزاوية بمقدار 5-8 مرات ؛ لا يلزم وجود قالب مادي ، وهو مناسب للإنتاج المخصص للمدنى الصغير.

تجمع تقنية الانحناء الداخلية ذات الضغط العالي (IHB) بين التكوين الهيدروليكي وتكنولوجيا الانحناء ، ويحقق ثنيًا عالي الدقة للأنابيب من خلال التنسيق الدقيق لضغط السوائل الداخلي (50-400MPa) والدفع المحوري. تقنيةها الأساسية هي السيطرة المنسقة للتنسيق على الضغط: الحفاظ على الضغط العالي على الجزء الخارجي من الانحناء لقمع التجاعيد ، مع تقليل الضغط بشكل مناسب على الجزء الداخلي من الانحناء لتجنب التمزق ؛ يعوض الدفع المحوري لتمديد المواد ، بحيث يتم التحكم في انحراف سمك الجدار في غضون ± 5 ٪. بالمقارنة مع الانحناء التقليدي للموضوع ، يمكن أن تقلل تقنية الضغط العالي الداخلي من نصف قطر الانحناء بنسبة 30 ٪ (إلى 1.5D ، D هي قطر الأنبوب) ، وتحسين جودة السطح الداخلي بمستويات 2-3 ، ولا يلزم التزييت والتنظيف اللاحق.

تحل عملية الانحناء المركبة قيود عملية واحدة من خلال تآزر أشكال الطاقة المتعددة. في معالجة أجزاء جسم سبيكة الألومنيوم ، تقلل هذه العملية من الظهر من 8 درجة إلى 0.3 درجة ، و RA <0.4μm جودة السطح ، وحجم الحبوب أدق بنسبة 50 ٪ من التكوين الساخن التقليدي. هناك اتجاه مبتكر آخر هو الانحناء المدعوم بالموجات فوق الصوتية ، والذي يلفت انعدام الاهتزاز عالي التردد بنسبة 20 كيلو هرتز (السعة 10-30μm) على عملية الانحناء التقليدية ، ويقلل من إجهاد التدفق بنسبة 15-25 ٪ من خلال التأثير الذي يليه الاهتزاز ، ويحسن من سيولة المواد ، والتي هي مناسبة بشكل خاص للبناء الدقيق للهيكل القريب.

لا ينعكس هذا الاختراق في تقنية تشكيل الدقة في العملية نفسها فحسب ، بل أيضًا في إنشاء نظام ضمان الجودة بالكامل. إن مزيج قياس الليزر عبر الإنترنت ، استشعار إزاحة القوة ، والتصوير الحراري وطرق المراقبة الأخرى مع تقنية التوأم الرقمية ، يدرك التحكم في التغذية المرتدة في الوقت الفعلي لعملية التشكيل. وقد عززت هذه التطورات التكنولوجية بشكل مشترك تحول معالجة الانحناء المعدني من التجربة التي تعتمد على التجربة إلى العلوم ، مما يضع أساسًا تكنولوجيًا للترقية الذكية لصناعة التصنيع.