당신이 몰랐던 5가지 샷 피닝 기술

샷 피닝은 고속 샷 흐름을 사용하여 금속판의 표면을 타격하여 충격을 받은 표면과 기본 금속 재료에 소성 변형을 일으켜 시트가 피닝된 표면을 향해 서서히 구부러지게 하여 원하는 모양을 만드는 성형 기술입니다.

샷 피닝 다이어그램:

샷의 주요 장점 피닝 가 있습니다:

(1) 이 공정은 성형 금형이 필요 없는 간단한 장비가 필요하므로 부품의 제조 비용이 낮고 부품 크기에 대한 적응성이 뛰어납니다.

(2) 샷 피닝은 두께 방향을 따라 부품의 상단 및 하단 표면 모두에 잔류 압축 응력을 형성하기 때문에 성형 공정 중에 부품의 피로 저항을 향상시킬 수 있습니다.

(3) 단일 또는 복잡한 이중 곡률을 가진 부품을 형성할 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 현대 첨단 항공기의 전반적인 공기 역학적 성능에 대한 요구가 증가하고 컴퓨터 기술의 급속한 발전으로 샷 피닝 기술의 연구 개발이 크게 촉진되었습니다.

이로 인해 사전 응력 샷 피닝 기술, 디지털 샷 피닝 기술, 새로운 샷 피닝 강화 기술이 등장하여 샷 피닝 기술의 처리 능력과 적용 범위가 크게 확대되었습니다.

I. 프리스트레스 샷 피닝 기술

일반적으로 부품은 샷 피닝 전에 완전히 자유 상태입니다. 샷 피닝으로 인한 변형은 샷 피닝 강도, 샷 피닝 범위 및 부품 두께와 관련이 있습니다.

샷 피닝 강도에 영향을 미치는 요인에는 주로 샷 재료, 열처리 상태 및 직경과 같은 샷 관련 파라미터와 샷 속도 및 스프레이 각도를 포함한 샷 피닝 장비 관련 파라미터가 포함됩니다.

샷 커버리지에 영향을 미치는 요소에는 주로 샷 피닝 시간과 재료 속성 촬영 중인 부품의 피닝을 제거합니다.

따라서 특정 샷 피닝 장비 및 샷의 경우 최대 커버리지 샷 피닝을 사용하여 특정 재료 및 두께 부품을 형성 할 때 얻은 변형이 확실합니다. 이 변형은 해당 조건에서 샷 피닝 성형 한계를 반영합니다.

초임계 날개는 최신 첨단 항공기의 중요한 특징입니다.

일체형 벽 패널은 날개 모양을 구성하는 중요한 부품 중 하나로, 외부에는 복잡한 안장 및 비틀림 모양이 있고 내부에는 일체형 보강 돌출부, 입틀, 구멍 및 함몰이 있습니다.

일체형 리브 구조의 적용도 증가하고 있습니다.

이러한 부품의 경우, 프리 샷 피닝의 성형 한계가 작기 때문에 부품 형상에 필요한 변형을 충족하기 어렵습니다. 그 결과 프리스트레스 샷 피닝 기술이 등장했습니다.

프리스트레스 샷 피닝의 원리 다이어그램:

부품을 샷 피닝하기 전에 특정 지그와 픽스처를 사용하여 부품에 미리 정해진 하중을 가하여 부품이 초기 탄성 변형을 겪게 합니다. 그런 다음 인장된 표면을 샷 피닝합니다. peened. 동일한 피닝 강도 및 적용 범위 조건에서 프리스트레스 샷 피닝의 성형 한계는 프리샷 피닝의 2~3배에 달합니다.

동시에 프리스트레스 샷 피닝은 샷 피닝 방향을 따라 추가적인 굽힘 변형을 효과적으로 제어할 수 있습니다.

현재 초임계 항공기용 일체형 날개 패널 제조에 프리스트레스 샷 피닝 기술이 적용되고 있습니다.

캐나다의 R사는 이스라엘의 5B8BZU 항공기용 일체형 날개 패널을 제조할 때 이러한 부품을 기계적으로 구부릴 때 발생하는 피로 수명에 대한 부정적인 영향을 피하기 위해 사전 응력 샷 피닝 기술을 사용하고 있습니다.

물론 부품에 프리스트레스를 적용하려면 특정 프리스트레스 픽스처를 설계하고 제조해야 합니다. 이러한 픽스처는 간단하고 가벼우며 작동하기 쉬워야 하며 사용 중인 샷 피닝 장비와 조화를 이루어야 합니다.

따라서 사전 응력 샷 피닝 기술의 발전 추세는 간단하고 실현 가능한 사전 응력 하중 방법을 더욱 연구하고 유한 요소 분석을 사용하여 적용된 사전 응력의 크기를 정확하게 결정하여 부품이 사전 응력 하에서 탄성 변형 범위 내에 완전히 있는지 확인하는 것입니다.

II. 디지털 샷 피닝 성형 기술

디지털 샷 피닝 성형 기술 디지털 기술을 사용하여 부품의 형상 정보를 디지털 방식으로 분석하고, 샷 피닝 성형 공정 파라미터를 선택 및 최적화하고, 샷 피닝 성형 공정을 시뮬레이션 및 제어하고, 성형된 부품의 형상을 디지털 방식으로 검사하고, 부품의 샷 피닝 성형 공정 파일 및 프로그램을 디지털 방식으로 관리합니다.

이 고급 성형 기술은 부품과 샷 피닝 성형 공정을 디지털 수량 형태로 설명하고 각 단계에서 생성된 데이터를 통합하는 것을 목표로 합니다.

디지털 샷 피닝 성형 기술 측면에서 성공적인 적용 사례는 독일의 P/사가 제안한 자동화된 샷 피닝 성형 기술입니다.

또한 디지털 기술의 필수적인 부분인 샷 피닝 성형 공정의 수치 시뮬레이션 기술도 상당한 발전을 이루었습니다.

자동화된 샷 피닝 성형 기술의 구현은 개념 설계 및 분석 단계, 사전 제작 개발 단계, 생산 단계의 세 단계로 나뉩니다.

개념 설계 및 해석 단계에서는 주로 부품의 2+O 수치 모델을 분석하여 샷 피닝 성형성을 평가하고, 사용자의 장비 및 인력 상황을 고려하여 초기 샷 피닝 성형 공정 계획 및 성형 공정 파라미터를 공식화합니다.

사전 생산 단계에서는 테스트 부품에 대한 샷 피닝 성형 테스트를 통해 공정을 최적화하고 관련 공정 제어 파일 및 프로그램을 생성하며, 사용자 장비에 필요한 업그레이드 및 조정이 이루어집니다. 또한 이 단계에서는 부품 설계의 변경 및 개선도 동시에 이루어질 수 있습니다.

생산 단계에서는 부품에 대해 미리 설정된 제어 프로그램을 호출하여 샷 피닝 성형의 자동화를 실현하는 동시에 관련 인력에 대한 기술 교육도 수행할 수 있습니다.

이 단계에서 사용자 사이트에 자동화된 샷 피닝 성형 기술 시스템을 구축한 후 향후 신제품 개발은 오프라인 프로그래밍만 하면 관련 데이터와 프로그램을 사용자 장비로 전송하여 테스트 및 생산할 수 있습니다.

자동 샷 피닝 기술에는 주로 하드웨어와 소프트웨어 측면이 포함됩니다. 하드웨어 측면에서는 프로그래밍 가능한 제어 기능을 갖춘 다중 좌표 수치 제어 샷 피닝 장치가 필요합니다.

소프트웨어 측면에서는 샷 피닝 성형 공정 데이터베이스 기술, 시뮬레이션 분석 기술, 디지털 측정 기술, 가상 시각화 기술, 합리적이고 정확한 공정 경로를 신속하게 공식화하기 위한 풍부한 실무 경험이 필요합니다.

자동 샷 피닝 성형 기술의 장점은 매우 분명합니다. 사용자는 프로그래밍이나 테스트를 할 필요가 없으며, 작업자는 시작 버튼만 누르면 장비가 부품 프로그램에 미리 설정된 다른 작업을 자동으로 완료합니다.

최근 몇 년 동안 전통적인 샷 피닝 기법과 다른 새로운 샷 피닝 방법이 등장했습니다. 그중에서도 양면 샷 피닝, 레이저 샷 피닝, 초음파 샷 피닝, 고압수 샷 피닝의 개발과 적용이 많은 관심과 주목을 받고 있습니다.

III. 양면 샷 피닝 기술

양면 샷 피닝 기술은 2002년 독일 아헨 공과대학교의 R.KOPP가 처음 제안했습니다. 기본 원리는 서로 다른 크기의 발사체를 사용하여 부품의 상단과 하단 표면을 서로 다른 속도로 동시에 분사하여 샷 피닝 기능과 효율성을 향상시키는 것입니다.

아래 그림에서 볼 수 있듯이

이 방법을 사용하면 1000mm의 작은 곡률 반경을 달성할 수 있습니다. 양면 샷 피닝 성형 기술은 샷 피닝 장비에 대한 요구 사항이 높습니다. 서로 다른 크기의 샷을 동시에 분사하는 기능이 있어야 할 뿐만 아니라 예상 결과를 얻기 위해 두 가지 크기의 샷의 속도와 흐름을 강력하게 일치시키고 제어해야 합니다.

IV. 레이저 샷 피닝 성형 기술

레이저 샷 피닝 성형 기술은 1965년경에 처음 제안되었습니다. 기본 원리는 고주파, 고출력, 단펄스 레이저 빔을 사용하여 반투명 절삭 재료로 코팅된 공작물 표면에 충격을 가하여 층류수에 넣는 것입니다.

레이저 펄스는 층류를 통과하여 절제 층에 흡수되어 층류에 플라즈마 구름을 생성합니다. 10ns~100ns 이내에 플라즈마는 공작물 표면에서 빠르게 팽창하여 1Gp~10Gp의 압력을 생성하고 평면 충격파를 형성하여 공작물 표면에 소성 변형을 일으킵니다.

기존의 샷 피닝과 비교하여 레이저 샷 피닝은 더 큰 규모의 잔류 스트레스 값과 잔류 응력의 분포 영역이 기존 샷 피닝보다 3~5배 더 깊습니다.

따라서 레이저 샷 피닝은 금속 부품의 표면 강화에 사용됩니다. 레이저 충격 경화는 부품의 내피로성과 응력 내식성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 벽이 얇은 부품을 성형하는 데 사용하면 기존 샷 피닝보다 더 큰 변형 능력을 얻을 수 있습니다.

V. 초음파 샷 피닝 성형 기술

초음파 샷 피닝은 주로 초음파를 사용하여 샷에 기계적 진동을 유도하여 샷을 구동하여 공작물에 샷 피닝 처리를 수행합니다.

기본 원칙은 다음과 같습니다:

초음파 샷 피닝은 피닝 매체로 스틸 샷뿐만 아니라 끝 부분에 곡률 반경이 다른 스프레이 바늘을 사용합니다.

초음파 샷 피닝의 장점은 기존 샷 피닝보다 더 깊은 잔류 응력 층을 얻을 수 있고 잔류 응력의 값도 더 크다는 것입니다. 표면 거칠기 는 기존 샷 피닝보다 더 나은 성능을 제공합니다.

1996년 이 기술을 연구하기 시작한 프랑스 기업 SONATS는 현재 항공우주, 조선 및 자동차 산업에서 널리 사용되는 초음파 샷 피닝 기술 및 해당 초음파 샷 피닝 장비 세트를 개발했습니다.

VI. 샷 피닝 기술 개발

샷 피닝 성형에는 구형 변형 추세, 제한된 변형, 엄격한 제한 조건 및 수많은 영향 요인과 같은 명백한 한계도 있습니다.

그러나 샷 피닝 성형의 우수한 특성으로 인해 사람들은 한계를 극복하고 샷 피닝 성형 기술의 고유한 잠재력을 지속적으로 탐구하며 대형 및 중형 항공기 복합 금속 날개 일체형 패널로 대표되는 점점 더 까다로워지는 부품의 성형 및 특수 성능 요구 사항을 지속적으로 충족하기 위한 새로운 방법과 방법을 끊임없이 모색하고 있습니다.