By plaatmetaal-stempeling is trekkrale 'n sleutelelement in die beheer van die invloei van plaatmetaal om groot panele te vorm. Die meeste studies het gefokus op 'n enkelkraalontwerp, wat beperkte binding verskaf;slegs 'n paar studies het veelvuldige trekkrale of ander geometrieë gedek." Drawing Weld Bead Constraints in Sheet Metal Drawing Operations," 'n artikel oor enkelkraalontwerp gepubliseer Nov/Des. STAMPING Journal 2020, verduidelik dat binding verhoog kan word tot sommige mate deur die penetrasiediepte van die manlike kraal te vergroot en die radius van die kraal meer spits te maak.
Die skerper radius verhoog die vervorming van die plaatmetaal soos dit met elke stap buig/reguit maak, terwyl dit deur die trekkraal vloei. Vir materiale met beperkte rekbaarheid, soos aluminiumlegerings en gevorderde hoësterkte staal, verminder die vervormingsvlak per buiging/ nie-buig siklus deur die gebruik van groter sweiskraal radiusse kan help om plaatmetaal krake te voorkom. Eerder as om hierdie radiusse skerper te maak, kan die beperking verhoog word deur die aantal buig/reguitmaak stappe te verhoog (sien Figuur 1).
Die doel van hierdie studie was om 'n hibriede enkelkraal/dubbelkraalontwerp bekend te stel en die werkverrigting van hierdie konfigurasie te analiseer in terme van sy haalbare bindingskrag. Die voorgestelde dubbelkraalontwerp het drie bykomende reekse van buig en reguit, en meer wrywing as 'n enkele verstelbare kraal. Dit lei tot 'n hoër bindkrag vir dieselfde kraalpenetrasie of die vermoë om kraalpenetrasie te verminder om plaatvervorming te minimaliseer.
Aluminium AA6014-T4 monsters is getoets om te bepaal hoe die middelkraalpenetrasie en die gaping tussen die kleefmiddel die bindkrag beïnvloed. Die toetsmonsters wat vir hierdie studie gebruik is was 51 ± 0.3 mm breed, 600 mm lank en 0.902 ± 0.003 mm dik. Maak plaatmonsters en -insetsels skoon en smeer behoorlik met 61AUS Grinding Oil. Trekkraal-insetsels word van D2 gereedskapstaal gemasjineer en hittebehandel tot HRC 62.
Figuur 2 toon die komponente van die verstelbare dubbelkraal wat in hierdie studie gebruik is. Dieselfde trekkraal-simulator en hidrouliese silinderstelsel is gebruik in die studie wat in die vorige artikel bespreek is, wat die stelselontwerp in meer besonderhede aanbied. Die hele trekkraal-simulatorsamestelling is gemonteer op 'n staaltafel binne die raam van die Instron-trektoetsmasjien, en die verstelbare dubbelkrale-insetsels is in die trekkraal-simulator gemonteer.
Tydens die eksperiment is 'n konstante klemkrag van 34.2 kN toegepas om die gaping tussen die boonste en onderste dele van die trekkraal konsekwent te hou wanneer die plaat oor die trekkraal getrek is. Die gaping tussen die boonste en onderste dele van die trekkraal is altyd groter as die dikte van die vel, en word deur 'n shim-stel aangepas.
Die toetsprosedure is soortgelyk aan dié wat gebruik is in die monotunable kraal-toets wat in die vorige artikel beskryf is.Gebruik 'n gekalibreerde spasieerder om die verlangde gaping tussen die lemme te skep en gebruik 'n voelmeter om die akkuraatheid van die gaping te verifieer.Die boonste klem van die treksterkte toetsapparaat klem die boonste punt van die vel vas, terwyl die onderkant van die strook tussen die insetsels vasgeklem word.
Numeriese modelle van trekkraal-eksperimente is ontwikkel met behulp van Autoform-sagteware. Die program gebruik 'n implisiete integrasiemetode om vormbewerkings te simuleer, wat maklike wysiging van die simulasiemodel moontlik maak sonder om die berekeningstyd beduidend te beïnvloed. Hierdie prosedure vergemaklik vormproefneming en toon goeie korrelasie met eksperimentele resultate.Besonderhede van die numeriese model word in die vorige artikel verskaf.
Eksperimente is uitgevoer om die effek van middelkraalpenetrasie op getrekte kraalstelsel werkverrigting te bepaal. Getoets met 6mm, 10mm, 13mm middeldeurpenetrasie en geen middeldeurgang terwyl die gaping tussen die insetsel en die lat op 10% van die toetsmonsterdikte gehandhaaf word. Drie toetse is vir elke geometriese konfigurasie uitgevoer om konsekwente resultate te verseker.
Figuur 3 toon die herhaalbaarheid van die eksperimentele resultate vir 6 mm kraalpenetrasie in drie monsters, met 'n gemiddelde standaardafwyking van 0.33% (20 N).
Figuur 1. In 'n baster trekkraalontwerp bied die verstelbare penetrasie van die kraal groter selfbeheersing. Deur die kraal terug te trek, omskep hierdie trekkraal in 'n tradisionele enkelkraalkonfigurasie.
Figuur 4 vergelyk die eksperimentele resultate (geen middelkraal en 6, 10 en 13 mm penetrasie) met die simulasieresultate. Elke eksperimentele kurwe verteenwoordig die gemiddelde van drie eksperimente. Dit kan gesien word dat daar 'n goeie korrelasie tussen die toets- en simulasieresultate is , met 'n gemiddelde verskil in die resultate van ongeveer ±1.8%.Die toetsresultate toon duidelik dat toenemende kraalpenetrasie tot 'n toename in bindkrag lei.
Daarbenewens is die effek van gaping op die beperkingskrag ontleed vir die dubbelkraalkonfigurasie van aluminium AA6014-T4 met 'n middelkraalhoogte van 6 mm. Hierdie stel eksperimente is uitgevoer vir gapings van 5%, 10%, 15%. en 20% van die monster dikte. 'n Spasie word gehandhaaf tussen die flens van die insetsel en die monster. Die eksperimentele en simulasie resultate in Fig. 5 toon dieselfde tendens: die verhoging van die gaping kan lei tot 'n beduidende vermindering in trekkraal beperking.
Die wrywingskoëffisiënt van 0.14 is deur omgekeerde ingenieurswese gekies. 'n Numeriese model van die trekkraalstelsel is toe gebruik om die effek van die gaping tussen die plaat en flens vir 10%, 15% en 20% plaatmetaaldikte gapings te verstaan.Vir 'n 5 % gaping, die verskil tussen die gesimuleerde en eksperimentele resultate is 10,5%;vir groter gapings is die verskil kleiner. Oor die algemeen kan hierdie verskil tussen simulasie en eksperiment toegeskryf word aan deur-dikte skuifvervorming, wat dalk nie deur die numeriese model in die dopformulering vasgevang word nie.
Die effek van 'n gaping sonder 'n sentrale kraal (een wye kraal) op binding is ook ondersoek. Hierdie stel eksperimente is ook uitgevoer vir gapings van 5%, 10%, 15% en 20% van die plaatdikte.Figuur 6 vergelyk die eksperimentele en simulasie resultate, wat goeie korrelasie toon.
Hierdie studie het getoon dat die inbring van 'n middelkraal in staat was om die bindingskrag met 'n faktor van meer as 2 te verander. Vir die aluminium AA6014-T4 knuppel is 'n neiging waargeneem om die beperkingskrag te verminder namate die flensgaping oopgemaak is. ontwikkelde numeriese model van plaatmetaalvloei tussen trekkraaloppervlaktes toon 'n algehele goeie korrelasie met die eksperimentele resultate en kan beslis die toetsproses makliker maak.
Die skrywers wil graag vir dr Dajun Zhou van Stellantis bedank vir sy waardevolle raad en nuttige bespreking van die projekresultate.
STAMPING Journal is die enigste industriejoernaal wat toegewy is om die behoeftes van die metaalstempelmark te dien. Sedert 1989 dek die publikasie die nuutste tegnologieë, bedryfstendense, beste praktyke en nuus om professionele persone te help om hul besigheid doeltreffender te bestuur.
Nou met volle toegang tot die digitale uitgawe van The FABRICATOR, maklike toegang tot waardevolle industriehulpbronne.
Die digitale uitgawe van The Tube & Pipe Journal is nou ten volle toeganklik en bied maklike toegang tot waardevolle industriebronne.
Geniet volle toegang tot die digitale uitgawe van STAMPING Journal, wat die nuutste tegnologiese vooruitgang, beste praktyke en industrienuus vir die metaalstempelmark verskaf.
Nou met volle toegang tot die digitale uitgawe van The Fabricator en Español, maklike toegang tot waardevolle industriebronne.
Postyd: 23 Mei 2022