Jump to content

Инкрементальное формование листов

Инкрементная формовка листов (или ISF , также известная как формовка в одной точке ) — это метод формования листового металла , при котором лист превращается в конечную заготовку путем серии небольших поэтапных деформаций. Однако исследования показали, что его можно применять и к полимерным и композитным листам. Обычно лист формируется с помощью инструмента с закругленным наконечником, обычно диаметром от 5 до 20 мм. Инструмент, который можно прикрепить к станку с ЧПУ , манипулятору робота или аналогичному устройству, врезается в лист примерно на 1 мм и следует контуру желаемой детали. Затем он делает отступ дальше и рисует следующий контур детали на листе и продолжает делать это до тех пор, пока не будет сформирована полная деталь. ISF можно разделить на варианты в зависимости от количества точек контакта между инструментом, листом и матрицей (если таковые имеются). Термин «одноточечная инкрементная формовка» (SPIF) используется, когда противоположная сторона листа поддерживается лицевой панелью, и термин «двухточечная инкрементная формовка» (TPIF), когда лист поддерживает полная или частичная матрица.

Одноточечная инкрементальная формовка (SPIF) и двусторонняя инкрементная формовка (DSIF) — это два варианта процесса IF. В процессе DSIF для формирования листа используются два инструмента с каждой стороны, тогда как в процессе SPIF используется только один инструмент на одной стороне листа. Таким образом, компонент, имеющий элементы на обеих сторонах листа, например, перевернутый конус, может быть эффективно сформирован с помощью процесса DSIF. [1]

Преимущества по сравнению с традиционной формовкой листового металла

[ редактировать ]

Поскольку процесс может полностью контролироваться с помощью ЧПУ, не требуется штамп, как при традиционной формовке листового металла . Устранение штампа в производственном процессе снижает стоимость единицы изделия и сокращает время выполнения работ при небольших объемах производства, поскольку устраняется необходимость в изготовлении штампа. Однако при больших объемах производства время и затраты на изготовление штампа компенсируются более высокой скоростью обработки детали и более низкой себестоимостью детали. Некоторые авторы признают, что формуемость металлических материалов при локализованной деформации, вызванной поэтапной формовкой, лучше, чем при традиционной глубокой вытяжке . [2] Напротив, в процессе ISF происходит потеря точности. [3]

Выполнение

[ редактировать ]

Процесс ISF обычно реализуется путем зажима листа в плоскости XY, который может свободно перемещаться вдоль оси Z. Инструмент перемещается в плоскости XY и согласовывается с движениями по оси Z для создания нужной детали. Часто бывает удобно модернизировать фрезерный станок с ЧПУ для выполнения этого процесса. Сферические, плоскодонные и параболические профили инструментов можно использовать для достижения различной степени обработки поверхности и пределов формовки. [4]

Машина использует комбинацию формовки с растяжением путем постепенного протягивания листа вниз по штампу с использованием инструмента с ЧПУ, описанного выше. Говорят, что это обеспечивает более равномерное распределение толщины материала. Этот процесс хорошо подходит для единичного производства, хотя трудности с моделированием процесса означают, что траектории движения инструмента сложны и требуют много времени для определения.

Компания Ford Motor недавно выпустила технологию Ford Freeform Fabrication Technology — двухточечную технологию поэтапного формования листов, которая применяется при быстром прототипировании автомобильных деталей. Сложные формы, такие как человеческое лицо. [5] и черепные имплантаты [6] были успешно изготовлены с использованием этого производственного процесса. Ожидается, что достижения в этой технологии в ближайшем будущем повысят ее внедрение среди других производителей листового металла.

Приложения

[ редактировать ]

Инкрементная формовка (IF) — это новый производственный процесс, имеющий широкий спектр применений в следующих областях. [7]

  • Биомедицинский имплантат
  • Автомобиль
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Ядерные реакторы
  • Оборона

Список параметров процесса

[ редактировать ]

На механику процесса влияет множество параметров, среди которых:

  • скорость поперечной подачи XY, [8]
  • скорость подачи или шаг по вертикальной оси Z, [9]
  • (опционально) вращение инструмента, [10]
  • коэффициент трения, [11]
  • форма инструмента (радиус), [12]
  • температура листа, [13]

Текущие исследования

[ редактировать ]

Исследования ведутся в нескольких университетах. [14] [15] Наиболее распространенным вариантом является оснащение традиционного фрезерного станка сферическим инструментом, используемым в процессе ISF. Ключевые области исследований включают в себя

  • Разработка инструментов прокатки для уменьшения трения.
  • Уменьшение утончения листов после формовки
  • Повысьте точность за счет устранения пружинения. [16] [17]
  • Разработка новых применений, особенно распространение процесса на новые материалы (например, композиты) и применение нагрева. [18]
  • Улучшить шероховатость поверхности [19]
  1. ^ Нагаргодже, Аникет; Канкар, Паван; Джайн, Прашант; Тандон, Пунит (9 февраля 2021 г.). «Оценка производительности методов кластеризации данных и индексов достоверности кластеров для эффективной разработки траектории движения инструмента для пошагового формирования листов». Журнал вычислительной техники и информатики в технике . 21 (3): 031001. дои : 10.1115/1.4048914 . S2CID   228968844 .
  2. ^ Страно, Маттео (31 декабря 2004 г.). «Технологическое представление пределов штамповки для отрицательной инкрементальной штамповки тонких алюминиевых листов». Журнал производственных процессов . 7 (2): 122–129. дои : 10.1016/S1526-6125(05)70089-X .
  3. ^ « Безштамперная ЧПУ-формовка ». Проверено 5 ноября 2008 г.
  4. ^ Исследование формы инструмента при пошаговой формовке в одной точке (Cawley et al, 2013)
  5. ^ Бехера, Амар Кумар; Лауэрс, Берт; Дюфлоу, Йост Р. (01 мая 2014 г.). «Среда создания траектории инструмента для точного изготовления сложных трехмерных деталей из листового металла с использованием пошаговой формовки в одной точке». Компьютеры в промышленности . 65 (4): 563–584. дои : 10.1016/j.compind.2014.01.002 .
  6. ^ Дюфло, Йост Р.; Бехера, Амар Кумар; Ванхове, Ганс; Бертол, Лициан С. (1 января 2013 г.). «Производство точных титановых черепно-лицевых имплантатов с большим углом формования с использованием одноточечной поэтапной формовки». Ключевые инженерные материалы . 549 : 223–230. дои : 10.4028/www.scientific.net/kem.549.223 . ISSN   1662-9795 . S2CID   136559821 .
  7. ^ Нагаргодже, Аникет; Канкар, Паван; Джайн, Прашант; Тандон, Пунит (9 февраля 2021 г.). «Оценка производительности методов кластеризации данных и индексов достоверности кластеров для эффективной разработки траектории движения инструмента для пошагового формирования листов». Журнал вычислительной техники и информатики в технике . 21 (3): 031001. дои : 10.1115/1.4048914 . S2CID   228968844 .
  8. ^ Гамильтон, К.; Джесвит, Дж. (2010). «Одноточечная инкрементальная формовка при высоких скоростях подачи и скорости вращения: последствия для поверхности и конструкции». Сирп Анналы . 59 : 311–314. дои : 10.1016/j.cirp.2010.03.016 .
  9. ^ Голаби, Саид; Хазаали, Хоссейн (август 2014 г.). «Определение глубины усеченного конуса пластин из нержавеющей стали 304 различного диаметра и толщины методом пошаговой формовки». Журнал механических наук и технологий . 28 (8): 3273–3278. дои : 10.1007/s12206-014-0738-6 . ISSN   1738-494X . S2CID   110179841 .
  10. ^ Даварпанах, Мохаммед Али; Миркуэй, Амин; Ю, Сяоянь; Малхотра, Раджив; Пилла, Шрикант (август 2015 г.). «Влияние возрастающей глубины и вращения инструмента на виды разрушения и микроструктурные свойства при постепенном формовании полимеров в одной точке». Журнал технологии обработки материалов . 222 : 287–300. дои : 10.1016/j.jmatprotec.2015.03.014 .
  11. ^ Лу, Б.; Фанг, Ю.; Сюй, ДК; Чен, Дж.; Оу, Х.; Мозер, Нью-Хэмпшир; Цао, Дж. (октябрь 2014 г.). «Исследование механизма эффектов, связанных с трением, при пошаговой штамповке в одной точке с использованием разработанного инструмента с наклонными роликами» . Международный журнал станков и производства . 85 : 14–29. doi : 10.1016/j.ijmachtools.2014.04.007 .
  12. ^ Каррино, Л.; Джулиано, Дж.; Страно, М. (2006), «Влияние радиуса пуансона при инкрементальной формовке без штампов», Intelligent Production Machines and Systems , Elsevier, стр. 204–209, doi : 10.1016/b978-008045157-2/50040-7 , ISBN  9780080451572
  13. ^ Фань, Гоцян; Гао, Л.; Хусейн, Г.; Ву, Чжаоли (декабрь 2008 г.). «Электрическая горячая инкрементальная формовка: новая техника». Международный журнал станков и производства . 48 (15): 1688–1692. doi : 10.1016/j.ijmachtools.2008.07.010 .
  14. ^ « [1] Архивировано 29 января 2017 г. в Wayback Machine ». Проверено 5 ноября 2008 г.
  15. ^ Дж. Джесвит: «Асимметричная одноточечная поэтапная формовка листового металла», Анналы CIRP - Технологии производства, 2005 г.
  16. ^ Бехера, Амар Кумар; Лу, Бин; Оу, Хэнган (01 марта 2016 г.). «Характеристика формы и точности размеров деталей из титанового листа, полученных методом инкрементальной формовки, с промежуточной кривизной между двумя типами элементов» . Международный журнал передовых производственных технологий . 83 (5–8): 1099–1111. дои : 10.1007/s00170-015-7649-2 . ISSN   0268-3768 .
  17. ^ Бехера, Амар Кумар; Верберт, Йохан; Лауэрс, Берт; Дюфлоу, Йост Р. (01 марта 2013 г.). «Стратегии компенсации траектории инструмента для пошагового формирования листов по одной точке с использованием многомерных сплайнов адаптивной регрессии» . Компьютерное проектирование . 45 (3): 575–590. дои : 10.1016/j.cad.2012.10.045 .
  18. ^ Вальчик, Дэниел Ф.; Хосфорд, Джин Ф.; Папазян, Джон М. (2003). «Использование реконфигурируемой оснастки и поверхностного нагрева для постепенного формования композитных деталей самолетов». Журнал производственной науки и техники . 125 (2): 333. дои : 10.1115/1.1561456 .
  19. ^ Бехера, Амар Кумар; Оу, Хэнган (01 декабря 2016 г.). «Влияние термообработки для снятия напряжений на топографию поверхности и точность размеров деталей из листового титана класса 1, полученных методом инкрементальной формовки» (PDF) . Международный журнал передовых производственных технологий . 87 (9–12): 3233–3248. дои : 10.1007/s00170-016-8610-8 . ISSN   0268-3768 . S2CID   54579233 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 460cf585cda473cabf03589212648b5c__1705229520
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/46/5c/460cf585cda473cabf03589212648b5c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Incremental sheet forming - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)