Een van de meest uitdagende stansen van metaal momenteel toegepast in de ruimtevaart- en vervoer van draaiende metalen, inclusief derivaten zoals afschuiving vormen en flowvormen 1, 2. Bij deze werkwijze wordt een assymmetrische werkstuk geplaatst op een doorn die de gewenste eindvorm, en gecentrifugeerd in contact met één of meer invallende rollen. Het werkstuk wordt samengedrukt tussen de wals en de doorn vervolgens plastisch vervormt, met een gevarieerde respons zoals buiging, uitdunnen en axiale verlenging. In een materiaal dat beperkte vervormbaarheid heeft of anders moeilijk te vormen, dit wordt soms uitgevoerd bij verhoogde temperatuur te verhogen vloeispanning en taaiheid afnemen.
Vanuit processing standpunt, zijn er een groot aantal parameters die de vorm en de eigenschappen van de vervaardigde componenten kan bepalen. Talrijke studies hebben zich geconcentreerdstatistische technieken voor het optimaliseren van verschillende parameters 3, 4, 5. Variabelen tooling geometrie, zoals de vorm van het gereedschap en de doorn; vormen snelheden waaronder zowel doorn rotatiesnelheid en tooling voedingen; en materiaaleigenschappen. Wanneer verhoogde temperaturen nodig zijn, de praktijk moeten beoordelen de minimum temperatuur die nodig is, terwijl nog steeds een goed product te behouden.
Gegoten aluminium legeringen worden gebruikt in een breed scala van automotive en aerospace-toepassingen, met lichtmetalen A356 gebruikt in auto-wielen. Echter, dit product is niet geschikt voor het vormen bij kamertemperatuur 6, 7 door zijn beperkte vervormbaarheid en worden gevormd bij verhoogde temperaturen. Dit introduceert samen met verwerking complexiteit, voornamelijk in regelen van de temperatuur. Aangezien de eigenschappen van het materiaal te veranderen significantly temperatuur met 8, is het bijzonder belangrijk voor geïnstrumenteerde onderzoeken waarbij thermische omstandigheden binnen een redelijke verwerkingsvenster kunnen worden gehouden en gecontroleerd uitvoeren. Gedetailleerde gegevens over het thermomechanische gedrag van as-cast A356 variërend van omgevingstemperatuur tot 500 ° C over een breed scala van stam prijs kan elders worden beoordeeld. 9
Met het oog op de ontwikkeling en optimalisatie van de stroming vormen van operaties voor rolstoelen productie te ondersteunen, heeft aangepaste vormen apparatuur ontwikkeld op de afdeling Materials Engineering aan de University of British Columbia (figuur 1). Deze inrichting is opgebouwd uit een eerste handmatige, riemaandrijving capstan draaibank met een totaal vermogen van 22 kW en een propaantoorts verwarmingssysteem met een piekvermogen van 82 kW (figuur 2). Een doorn met ingebedde thermokoppels samen met een starre rolsamenstel (figuur 3) isgeïnstalleerd, dat inpasbaar werkstukken tot 330 mm in diameter. De doorn heeft een handmatig geactiveerd spansysteem dat in staat is verantwoordelijk voor grote veranderingen in werkstukdiameter optreden tijdens de verwerking (figuur 4). Een batterijen Data Acquisition (DAQ) systeem dat een miniatuur draadloze computer voor de controle van de temperatuur van de doorn tijdens het vormen en de blanco voor het karakteriseren verwarming is geplaatst op de schacht van de draaibank geplaatst. Terwijl andere vloeidraaifuncties werkwijzen zijn gesynthetiseerd onder toepassing aangepaste draaibanken 4, 10, de onderhavige inrichting is de eerste te belichamen in situ verwarming en thermische data acquisitie.
Een protocol voor verwerking op industriële schaal vormingsbewerkingen ontwikkeld indicatieve procesomstandigheden verschaffen. Vervolgens beschreven, dit protocol bestaat uit gereedschappen en werkstuk voorbereiding, de vorming van de praktijk, concluding met einde van de vorming van het proces operaties.

Figuur 1: Experimentele hulpmiddelen overzicht. Hoofdcomponenten die een gemodificeerd capstan lathe toegevoegd voor het vormen bij verhoogde temperaturen. Foto van apparatuur (boven) en de belangrijkste werken richtingen en componenten gelabeld op een computer-aided design afbeelding (onderaan). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Verwarming detail. Een propaan verwarmingssysteem met vier discrete branders (boven en rechtsonder) bediend vanuit een centrale verdeler met daarin een gas solenoïdeklep (boven en onder links).Gasdruk en een discrete stroomsnelheid aan elk van de branders mogelijk, samen met de plaatsing langs de blanco te voldoen aan verschillende geometrieën. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Rolbok assemblage detail. De originele gereedschapshouder voor de draaibank is aangepast om een rol bij willekeurige houden hoeken ten opzichte van de draaias van de doorn via een borgmoer samenstel. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: Geïnstrumenteerde doorn en klemsysteem overzicht. De roterende gereedschappen is ontworpen dat het rechtstreeks op de draaibank spindel, die op zijn beurt ondersteund door een levende centrum aan de losse kop (boven en links onder). Klem montage / bediening wordt ook afgebeeld (boven en rechtsonder). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.