При щамповането на ламарина изтеглящите перли са ключов елемент за контролиране на притока на ламарина за формиране на големи панели. Повечето проучвания са фокусирани върху дизайн с единични перли, който осигурява ограничено свързване;само няколко проучвания са обхванали множество издърпващи зърна или други геометрии. „Ограничения за изчертаване на заваръчни зърна при операции по изчертаване на ламарина“, статия за дизайна на единични зърна, публикувана ноември/декември. STAMPING Journal 2020 г., обяснява, че свързването може да се увеличи до някои степен чрез увеличаване на дълбочината на проникване на мъжкото зърно и правене на радиуса на зърното по-заострен.
По-острият радиус увеличава деформацията на ламарината, докато се огъва/изправя с всяка стъпка, докато тече през теглича. За материали с ограничена пластичност, като алуминиеви сплави и усъвършенствани стомани с висока якост, минимизиране на нивото на деформация при огъване/ цикъл без огъване чрез използване на по-големи радиуси на заваръчните шевове може да помогне за предотвратяване на напукване на металния лист. Вместо да направи тези радиуси по-остри, ограничението може да се увеличи чрез увеличаване на броя на стъпките на огъване/изправяне (вижте Фигура 1).
Целта на това проучване беше да се въведе хибриден дизайн с единични/двойни перли и да се анализира ефективността на тази конфигурация по отношение на нейната постижима сила на свързване. Предложеният дизайн с двойни перли има три допълнителни последователности на огъване и изправяне и повече триене отколкото единична регулируема перла. Това води до по-висока сила на свързване за същото проникване на перла или способността да се намали проникването на перлата, за да се минимизира деформацията на листа.
Алуминиеви образци AA6014-T4 бяха тествани, за да се определи как проникването на централната перла и празнината между лепилото влияят върху силата на свързване. Тестовите проби, използвани за това изследване, бяха 51 ± 0,3 mm широки, 600 mm дълги и 0,902 ± 0,003 mm дебели. Почистете и смажете правилно листовите проби и вложките с 61AUS Grinding Oil. Вложките Drawbead са машинно изработени от D2 инструментална стомана и термично обработени до HRC 62.
Фигура 2 показва компонентите на регулируемата двойна перла, използвана в това проучване. Същият симулатор на теглич и хидравличен цилиндър са използвани в проучването, обсъдено в предишната статия, което представя дизайна на системата по-подробно. Целият комплект симулатор на теглене е монтиран върху стоманена маса в рамката на машината за изпитване на опън Instron, а регулируемите вложки с двойни зърна са монтирани в симулатора на теглещи зърна.
По време на експеримента беше приложена постоянна сила на затягане от 34,2 kN, за да се поддържа пролуката между горната и долната част на изтеглящото зърно постоянна, когато листът беше изтеглен над изтеглящото зърно. Разстоянието между горната и долната част на изтеглящото зърно винаги е по-голямо отколкото дебелината на листа и се регулира с комплект подложки.
Процедурата на изпитване е подобна на тази, използвана при теста с монорегулируеми перли, описан в предишната статия. Използвайте калибриран дистанционер, за да създадете желаната междина между лопатките, и използвайте щуп, за да проверите точността на междината. Горната скоба на опън апаратът за изпитване захваща горния край на листа, докато долният край на лентата се затяга между вложките.
Числените модели на експерименти с изтеглящи перли са разработени с помощта на софтуера Autoform. Програмата използва имплицитен метод за интегриране за симулиране на операции на формоване, позволявайки лесно модифициране на симулационния модел, без значително да се засяга времето за изчисление. Тази процедура опростява изпробването на матрицата и показва добра корелация с експерименталните резултати. Подробности на числения модел са предоставени в предишната статия.
Бяха проведени експерименти, за да се определи ефектът от проникването в центъра на перлата върху производителността на системата от изтеглени перли. Тествано с 6 mm, 10 mm, 13 mm проникване в центъра и без централно преминаване, като се поддържа разстоянието между вложката и летвата на 10% от дебелината на тестовия образец. Бяха проведени три теста за всяка геометрична конфигурация, за да се осигурят последователни резултати.
Фигура 3 показва повторяемостта на експерименталните резултати за проникване на перли от 6 mm в три образеца със средно стандартно отклонение от 0,33% (20 N).
Фигура 1. При хибриден дизайн на перлата с издърпване, регулируемото проникване на перлата осигурява по-голямо ограничение. Прибирането на перлата превръща тази перла в традиционна конфигурация с единична перла.
Фигура 4 сравнява експерименталните резултати (без централно перло и 6, 10 и 13 mm проникване) с резултатите от симулацията. Всяка експериментална крива представлява средната стойност от три експеримента. Може да се види, че има добра корелация между резултатите от теста и симулацията , със средна разлика в резултатите от около ±1,8%. Резултатите от теста ясно показват, че увеличаването на проникването на зърната води до увеличаване на силата на свързване.
В допълнение, ефектът от междината върху ограничителната сила беше анализиран за конфигурацията с двойна перла от алуминий AA6014-T4 с централна височина на перлата от 6 mm. Този набор от експерименти беше извършен за междини от 5%, 10%, 15% и 20% от дебелината на образеца. Между фланеца на вложката и образеца се поддържа празнина. Експерименталните и симулационни резултати на Фиг. 5 показват същата тенденция: увеличаването на междината може да доведе до значително намаляване на задържането на теглича.
Коефициентът на триене от 0,14 беше избран чрез обратно инженерство. След това беше използван цифров модел на системата за изтегляне, за да се разбере ефектът от пролуката между листа и фланеца за празнини от 10%, 15% и 20% дебелина на ламарината. За 5 % разлика, разликата между симулираните и експерименталните резултати е 10,5%;за по-големи празнини разликата е по-малка. Като цяло, това несъответствие между симулацията и експеримента може да се отдаде на деформация на срязване през дебелината, която може да не бъде уловена от числения модел във формулировката на корпуса.
Ефектът на празнина без централно зърно (един широк зърно) върху свързването също беше изследван. Този набор от експерименти беше извършен също за празнини от 5%, 10%, 15% и 20% от дебелината на листа. Фигура 6 сравнява експериментални и симулационни резултати, показващи добра корелация.
Това проучване демонстрира, че въвеждането на централен ръб е в състояние да промени силата на свързване с коефициент повече от 2. За алуминиевата заготовка AA6014-T4 се наблюдава тенденция за намаляване на задържащата сила при отваряне на междината на фланеца. разработеният числен модел на потока на металния лист между повърхностите на изтеглящите перли показва като цяло добра корелация с експерименталните резултати и със сигурност може да улесни процеса на изпробване.
Авторите биха искали да благодарят на д-р Даджун Джоу от Stellantis за неговите ценни съвети и полезно обсъждане на резултатите от проекта.
STAMPING Journal е единственото индустриално списание, посветено на обслужването на нуждите на пазара за щамповане на метали. От 1989 г. изданието обхваща авангардни технологии, индустриални тенденции, най-добри практики и новини, за да помогне на професионалистите по щамповане да управляват бизнеса си по-ефективно.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal вече е напълно достъпно, осигурявайки лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Насладете се на пълен достъп до дигиталното издание на STAMPING Journal, което предоставя най-новите технологични постижения, най-добри практики и новини в индустрията за пазара на метално щамповане.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The Fabricator en Español, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Време на публикуване: 23 май 2022 г