Формирование сдвигом

Рис. 1. Изделие, формованное сдвигом: полый конус с тонкой стенкой.

Формование сдвигом , также называемое формованием сдвигом , похоже на формование металла . При прядении со сдвигом площадь готового изделия примерно равна площади плоской заготовки из листового металла. Толщина стенки поддерживается за счет контроля зазора между роликом и оправкой. При сдвиговом формовании происходит уменьшение толщины стенки.

До 1950-х годов прядение осуществлялось на простом токарном станке . Когда в области прядения металла были внедрены новые технологии и появились специальные прядильные машины с электроприводом, в Швеции начала развиваться формовка сдвигом.

Схемы

На рисунке 2 показана схема процесса формования сдвигом.

1. Между оправкой и патроном прядильной машины помещается заготовка из листового металла. Оправка имеет внутреннюю форму желаемого конечного компонента.

2. Ролик заставляет листовой металл обматывать оправку, придавая ей форму.

Как видно, s1, представляющая собой начальную толщину стенки заготовки, уменьшается до s0.

Профили заготовок и роликовых инструментов

При формовке сдвигом исходная заготовка может иметь круглое или прямоугольное поперечное сечение. С другой стороны, форма профиля конечного компонента может быть вогнутой, выпуклой или комбинацией этих двух.

Машина для формования сдвига очень похожа на обычную прядильную машину, за исключением того, что она должна быть гораздо более прочной, чтобы выдерживать более высокие силы, необходимые для выполнения операции резки.

Необходимо тщательно продумать конструкцию ролика, поскольку она влияет на форму детали, толщину стенки и точность размеров. Чем меньше радиус вершины инструмента, тем выше достигаются напряжения и наименьшая однородность толщины.

Возможность вращения

Прядимость , иногда называемая способностью к сдвигу , может быть определена как способность металла подвергаться сдвиговой деформации без превышения его прочности на разрыв и разрыва. Опубликованную работу по прядению можно получить у авторов Кегга и Калпакчиоглу.

Кегг предсказал, что для материалов с уменьшением прочности на растяжение на 80% предельное уменьшение при вращении будет равно или больше 80%. Калпакчиоглу пришел к выводу, что для металлов с истинной деформацией разрушения 0,5 или выше существует максимальный предел уменьшения деформации при сдвиге. Для материалов с истинной деформацией ниже 0,5 прядимость зависит от пластичности материала.

К материалам, хорошо поддающимся прядению, относятся пластичные материалы, такие как алюминий и некоторые стальные сплавы.

Важность операций формования сдвигом в производстве

Формирование сдвигом и традиционное прядение используются реже, чем другие производственные процессы, такие как глубокая вытяжка и глажение . Поскольку можно получить тонкие детали практически любой формы, формование сдвигом представляет собой универсальный процесс, широко используемый при производстве легких изделий. Другие преимущества прядения со сдвигом включают хорошие механические свойства конечного изделия и очень хорошее качество поверхности.

Типичные компоненты, производимые прядильными машинами с механическим приводом, включают носовые обтекатели ракет, детали газотурбинных двигателей и тарелочные антенны.

Формирование потока

Формовка потоком — это метод поэтапной обработки металлов давлением , при котором диск или трубка из металла формируется на оправке с помощью одного или нескольких роликов с использованием огромного давления. Ролик деформирует заготовку, прижимая ее к оправке, удлиняя ее как в осевом направлении, так и утончая в радиальном направлении. ^{[ 1 ]} Поскольку давление, оказываемое роликом, сильно локализовано и материал формируется постепенно, часто при формовке происходит чистая экономия энергии по сравнению с процессами волочения или глажения. Однако эта экономия часто не реализуется из-за трудностей, связанных с прогнозированием результирующей деформации для данной траектории роликов. Формирование потока подвергает заготовку сильному трению и деформации. Эти два фактора могут нагреть заготовку до нескольких сотен градусов, если не используется подходящая охлаждающая жидкость.

Формирование потоком часто используется для производства автомобильных колес и может использоваться для вытягивания колеса до чистой ширины из обработанной заготовки. ^{[ 2 ]}

Во время формовки заготовка подвергается холодной обработке , в результате чего ее механические свойства изменяются , поэтому ее прочность становится такой же, как у кованого металла.

Ссылки

^ «Формовка потоком — нержавеющие стали и жаропрочные сплавы — PMF Industries, Inc» . Архивировано из оригинала 16 марта 2010 г. Проверено 14 октября 2008 г.
^ «Официальный сайт BBS USA — Технологии через автоспорт — Бразелтон, Джорджия» .

 3.  https://www.pmfind.com/benefits/flowforming-process-benefits-process

Дальнейшее чтение

К.С. Вонг, Т.А. Дин и Дж. Лин, Обзор процессов прядения, сдвигового формования и формирования потока, Int. Дж. Мах. Производитель инструментов. 43 (2003), стр. 1419–1435.
Б. Авицур, Справочник по процессам обработки металлов давлением, John Wiley and Sons, Inc., Канада, 1983.
Р. Л. Кегг, Новый метод испытаний для определения прядилимости металлов, Труды ASME, Journal of Engineering for Industry 83 (1961) 119–124.
С. Калпакчиоглу, Исследование способности металлов к прядению сдвигом, Труды ASME, Journal of Engineering for Industry 83 (1961) 478–483.
https://www.d2pmagazine.com/2019/10/09/flowforming-specialist-offers-unique-combination-of-metal-forming-processes/

https://www.d2pmagazine.com/2017/08/16/flowforming-offers-range-of-benefits-for-aerospace-applications/

Внешние ссылки

[1] «Формовка потоком — нержавеющие стали и жаропрочные сплавы — PMF Industries, Inc» . Архивировано из оригинала 16 марта 2010 г. Проверено 14 октября 2008 г.

[2] «Официальный сайт BBS USA — Технологии через автоспорт — Бразелтон, Джорджия» .

[ 1 ]

[ 2 ]