Uma análise completa da tecnologia de processamento de peças de flexão de metal: da flexão tradicional à formação de precisão

1. Flexão de metal Tecnologia e classificação de processamento

A tecnologia de processamento de peças de flexão de metal constitui um dos maiores e mais complexos sistemas de processo da fabricação moderna. Ele pode ser classificado de várias maneiras e pode ser dividido de acordo com várias dimensões, como temperatura de deformação, método de aplicação de força, tipo de ferramenta etc. Entender a estrutura e a conotação desse sistema técnico é a base para dominar a essência da fabricação de flexão de metal e o pré -requisito para escolher a melhor rota de processo.

A classificação da dimensão da temperatura divide o processo de flexão de metal em três categorias: flexão a frio, flexão quente e flexão quente. O processo de flexão a frio é realizado à temperatura ambiente e é adequado para a maioria dos materiais metálicos com boa ductilidade, como aço de baixo carbono, alumínio, cobre e suas ligas. Ele tem as vantagens de baixo consumo de energia, alta eficiência e boa qualidade da superfície, mas enfrenta o problema do controle de Springback. A flexão quente (200-600 ℃) visa principalmente materiais com baixa formabilidade à temperatura ambiente, como ligas de aço de alta resistência e ligas de magnésio. Reduz a força de escoamento e a carga de formação aumentando adequadamente a temperatura, suprimindo Springback. A flexão a quente (> 700 ℃) é usada para a flexão e formação de metais difíceis de deformar, como ligas de titânio, tungstênio e molibdênio, ou grandes partes estruturais, como o processamento de flexão a quente das costelas de navios. Sua vantagem é que a resistência à deformação é extremamente pequena, mas enfrenta problemas de qualidade, como oxidação e grãos de grãos. A seleção de temperatura precisa equilibrar as propriedades do material, a precisão da peça e a economia de produção.

A classificação dos métodos de aplicação de força revela a natureza mecânica de diferentes processos. A flexão livre é a forma mais básica. Somente o momento de flexão é aplicado à placa ou perfil através do molde. O estado de estresse na zona de deformação é relativamente simples, mas o controle da precisão é difícil. A flexão da correção adiciona um processo de acabamento com base na flexão livre e controla a forma final através da restrição precisa do molde. As aplicações típicas incluem o processamento de flexão das dobradiças da porta do carro. A flexão de três pontos usa dois fulcros fixos e um soco ativo intermediário para obter deformação precisa. É amplamente utilizado em testes de desempenho do material e produção de peças de precisão em pequenos lotes. A flexão contínua cobre processos, como dobrar o rolo e a formação de rolos. Formas complexas de seção transversal são alcançadas através de múltiplas deformações progressivas. Ele ocupa uma posição dominante na fabricação de peças de tamanho longo, como a construção de quilhas de parede da cortina e trilhos de deslizamento de automóveis. A flexão da rotação combina movimento rotacional e alimentação axial e é particularmente adequada para a formação de peças axissimétricas, como a fabricação de cabeças de tanque de combustível de foguetes.

A classificação dos sistemas de ferramentas reflete o nível de desenvolvimento do equipamento de processo. As máquinas de flexão tradicionais dependem da simples cooperação de moldes superior e inferior. O custo do molde é baixo, mas a flexibilidade é ruim, adequada para produção padronizada em larga escala. O centro de flexão do CNC está equipado com um sistema de servo hidráulico ou elétrico, que controla o movimento do controle deslizante e o posicionamento do medidor traseiro de vários eixos através do programa CNC para obter uma rápida mudança de partes complexas. Tecnologias de formação dieless, como flexão assistida por laser e formação eletromagnética, alcançam a deformação através de campos de energia, em vez de moldes físicos, mostrando vantagens únicas no desenvolvimento de protótipos e produção de pequenos lotes.

O desenvolvimento do sistema de tecnologia de flexão de metal mostra uma clara tendência de integração de processos. Vários processos tradicionais com limites claros estão penetrando um no outro para formar uma solução de processamento composto. Por exemplo, a flexão assistida por laser combina o efeito de amolecimento local do tratamento térmico com a vantagem de precisão da flexão a frio; A formação hidráulica e a tecnologia de flexão de alta pressão interna embaçam o limite entre flexão e alongamento para obter uma distribuição de deformação mais uniforme. Essa fusão promoveu o desenvolvimento contínuo da tecnologia de flexão de metal em direção a maior precisão, formas mais complexas e melhor desempenho e expandiu continuamente os limites possíveis do design de engenharia.

2. Tecnologia de formação de precisão: rompendo as limitações da tecnologia tradicional

A tecnologia de formação de precisão representa o desenvolvimento de ponta no campo do processamento de flexão de metal. Por meio de métodos inovadores de transferência de energia, estratégias de controle precisas e integração interdisciplinar de processos, ela rompe as limitações inerentes à flexão tradicional em termos de complexidade geométrica, precisão dimensional e adaptabilidade material. Esses processos avançados não apenas atendem aos requisitos rigorosos para a qualidade da peça em campos de ponta, como eletrônicos aeroespaciais e de precisão, mas também abrem novas maneiras de design leve e funcional de peças estruturais metálicas.

A tecnologia servo elétrica de flexão reescreveu os padrões de processo para flexão de precisão com seu excelente desempenho dinâmico. Comparado com os sistemas hidráulicos tradicionais, a estrutura dos motores servo -motores que dirige diretamente parafusos elimina a compressibilidade e a histerese do óleo hidráulico e atinge a precisão de controle sem precedentes (± 0,005 mm). A tecnologia tridimensional de flexão livre quebra a limitação de deformação plana da flexão tradicional e realiza a formação contínua de curvas complexas no espaço.

A tecnologia de formação eletromagnética (EMF) usa a força Lorentz gerada por campos magnéticos fortes transitórios (10-50T) para obter deformação de alta velocidade de metais, que é um processo típico de formação de dieless. Esse recurso de formação de alta energia traz vantagens únicas: o efeito inercial aumenta a fluidez do material, e o raio de flexão limite da liga de alumínio é reduzido de 3T à temperatura ambiente para 0,5T (t é a espessura do material); A condição adiabática suprime o springback e a precisão do ângulo é melhorada em 5-8 vezes; Nenhum molde físico é necessário, adequado para produção personalizada em pequenos lotes.

A tecnologia interna de flexão de alta pressão (IHB) combina a formação hidráulica com a tecnologia de flexão e atinge a flexão de alta precisão dos tubos através da coordenação precisa da pressão interna do líquido (50-400MPa) e o impulso axial. Sua tecnologia principal é o controle coordenado por deslocamento de pressão: mantendo alta pressão na parte externa da curva para suprimir as rugas, reduzindo adequadamente a pressão no interior da curva para evitar a ruptura; A propulsão axial compensa a extensão do material, de modo que o desvio da espessura da parede é controlado dentro de ± 5%. Comparado com a flexão tradicional do mandril, a tecnologia interna de alta pressão pode reduzir o raio de flexão em 30% (para 1,5D, D é o diâmetro do tubo), melhorar a qualidade da superfície interna em 2-3 níveis e não são necessárias lubrificação e limpeza subsequente.

O processo de flexão composto resolve as limitações de um único processo através da sinergia de múltiplas formas de energia. No processamento de partes do corpo da liga de alumínio, esse processo reduz o springback de 8 ° para 0,3 °, a AR da qualidade da superfície <0,4μm e o tamanho do grão é 50% mais melhor que a formação a quente tradicional. Outra direção inovadora é a flexão de assistência ultra-sônica, que sobrepõe vibração de alta frequência de 20kHz (amplitude 10-30μm) no processo de flexão convencional, reduz o estresse de fluxo em 15-25% através da vibração de suavização de títulos e melhora a fluidez do material, que é particularmente adequada para a precisão que se acalma de goleada e a estrutura de gestão.

A inovação na tecnologia de formação de precisão não se reflete apenas no processo em si, mas também no estabelecimento de um sistema de garantia de qualidade de processo completo. A combinação de medição a laser on-line, detecção de deslocamento de força, imagem térmica e outros métodos de monitoramento com tecnologia gêmea digital realiza o controle de feedback em tempo real do processo de formação. Esses avanços tecnológicos promoveram conjuntamente a transformação do processamento de flexão de metal de dependente da experiência para a ciência, estabelecendo uma base tecnológica para a atualização inteligente da indústria de fabricação.