U štancanju limova, vučne perle su ključni element u kontroli priliva lima za formiranje velikih panela. Većina studija se fokusirala na dizajn sa jednom perlom, koji obezbeđuje ograničeno vezivanje;samo nekoliko studija je pokrilo višestruke vučne perle ili druge geometrije."Ograničenja zavarivanja zavarivanja u operacijama izvlačenja limova", članak o dizajnu jedne perle objavljen u novembru/dec.STAMPING Journal 2020, objašnjava da se vezanje može povećati na neke povećavajući dubinu prodiranja muške perle i čineći polumjer perle šiljatijim.
Oštriji radijus povećava deformaciju lima dok se savija/ispravlja sa svakim korakom, dok teče kroz vučnu traku. Za materijale sa ograničenom duktilnošću, kao što su legure aluminijuma i napredni čelici visoke čvrstoće, minimizira nivo deformacije po savijanju/ Ciklus bez savijanja korištenjem većih radijusa zavarenih zrna može pomoći u sprječavanju pucanja lima. Umjesto da ovi radijusi budu oštriji, ograničenje se može povećati povećanjem broja koraka savijanja/ispravljanja (vidi sliku 1).
Svrha ove studije je bila da se uvede hibridni dizajn jednostrukih/dvostrukih zrna i analizira performanse ove konfiguracije u smislu njene dostižne sile vezivanja. Predloženi dizajn dvostrukih perli ima tri dodatne sekvence savijanja i ispravljanja, i više trenja To rezultira višom silom vezivanja za istu penetraciju zrna ili sposobnošću da se smanji prodiranje zrna kako bi se minimizirala deformacija lima.
Aluminijski AA6014-T4 uzorci su testirani kako bi se utvrdilo kako penetracija središnje perle i jaz između ljepila utječu na silu vezivanja. Ispitni uzorci korišteni za ovu studiju bili su širine 51 ± 0,3 mm, dužine 600 mm i debljine 0,902 ± 0,003 mm. Očistite i pravilno podmažite uzorke listova i umetke sa 61AUS brusnim uljem. Umetci za vuču su mašinski izrađeni od D2 alatnog čelika i termički obrađeni na HRC 62.
Slika 2 prikazuje komponente podesivog dvostrukog perla korišćenog u ovoj studiji. Isti simulator vučne perle i sistem hidrauličnog cilindra korišćen je u studiji o kojoj se raspravljalo u prethodnom članku, u kojoj je detaljnije predstavljen dizajn sistema. na čeličnom stolu unutar okvira Instron mašine za ispitivanje zatezanja, a podesivi dvostruki umeci su montirani u simulatoru vučne perle.
Tokom eksperimenta, primijenjena je konstantna sila stezanja od 34,2 kN kako bi razmak između gornjeg i donjeg dijela vučne perle bio konzistentan kada je lim povučen preko vučne perle. Razmak između gornjeg i donjeg dijela vučne perle je uvijek veći od debljine lima, a podešava se pomoću seta podmetača.
Procedura testiranja je slična onoj koja se koristi u monopodesivom testu zrna opisanom u prethodnom članku. Upotrijebite kalibrirani odstojnik da stvorite željeni razmak između oštrica i upotrijebite mjerač da biste provjerili točnost zazora. Gornja stezaljka zatezanja Aparat za ispitivanje steže gornji kraj lima, dok je donji kraj trake stegnut između umetaka.
Numerički modeli eksperimenata s vučnom perlom razvijeni su korištenjem Autoform softvera. Program koristi implicitnu integracijsku metodu za simulaciju operacija oblikovanja, omogućavajući laku modifikaciju simulacijskog modela bez značajnog utjecaja na vrijeme proračuna. Ovaj postupak pojednostavljuje testiranje kalupa i pokazuje dobru korelaciju s eksperimentalnim rezultatima. numeričkog modela dati su u prethodnom članku.
Eksperimenti su sprovedeni da bi se odredio efekat penetracije centralne perle na performanse sistema izvučenih perli. Testirano sa penetracijom središnjeg prolaza od 6 mm, 10 mm, 13 mm i bez centralnog prolaza uz održavanje razmaka između umetka i letve na 10% debljine ispitnog uzorka. Izvršena su tri testa za svaku geometrijsku konfiguraciju kako bi se osigurali konzistentni rezultati.
Slika 3 prikazuje ponovljivost eksperimentalnih rezultata za penetraciju zrna od 6 mm u tri uzorka, s prosječnom standardnom devijacijom od 0,33% (20 N).
Slika 1. U hibridnom dizajnu vučne perle, podesivi prodor perle pruža veće zadržavanje. Uvlačenje perle pretvara ovu vučnu perlu u tradicionalnu konfiguraciju jedne perle.
Slika 4 upoređuje eksperimentalne rezultate (bez središnje perle i penetracije od 6, 10 i 13 mm) sa rezultatima simulacije. Svaka eksperimentalna kriva predstavlja srednju vrijednost tri eksperimenta. Može se vidjeti da postoji dobra korelacija između rezultata testa i simulacije , sa prosječnom razlikom u rezultatima od oko ±1,8%. Rezultati ispitivanja jasno pokazuju da povećanje penetracije zrna dovodi do povećanja sile vezivanja.
Dodatno, analiziran je uticaj zazora na silu zadržavanja za konfiguraciju dvostrukog zrna od aluminijuma AA6014-T4 sa visinom središnje perle od 6 mm. Ovaj skup eksperimenata je izveden za praznine od 5%, 10%, 15% i 20% debljine uzorka. Održava se jaz između prirubnice umetka i uzorka. Eksperimentalni i simulacijski rezultati na slici 5 pokazuju isti trend: povećanje razmaka može dovesti do značajnog smanjenja zadržavanja vučne perle.
Koeficijent trenja od 0,14 odabran je obrnutim inženjeringom. Numerički model sistema vučne perle je tada korišten da bi se razumio efekat zazora između lima i prirubnice za razmake debljine lima od 10%, 15% i 20%. % jaza, razlika između simuliranih i eksperimentalnih rezultata je 10,5%;za veće praznine razlika je manja. Sveukupno, ovo neslaganje između simulacije i eksperimenta može se pripisati posmičnoj deformaciji kroz debljinu, koja možda neće biti obuhvaćena numeričkim modelom u formulaciji ljuske.
Takođe je istražen i uticaj razmaka bez centralne perle (jedna široka perla) na vezivanje. Ovaj set eksperimenata je takođe izveden za praznine od 5%, 10%, 15% i 20% debljine lima. Slika 6. upoređuje eksperimentalnih i simulacijskih rezultata, koji pokazuju dobru korelaciju.
Ova studija je pokazala da je uvođenje središnje perle moglo promijeniti silu vezivanja za faktor veći od 2. Za aluminijsku gredicu AA6014-T4, uočen je trend smanjenja sile zadržavanja kako se otvori zazor prirubnice. razvijeni numerički model strujanja lima između površina vučne perle pokazuje sveukupno dobru korelaciju s eksperimentalnim rezultatima i svakako može olakšati proces probe.
Autori se žele zahvaliti dr. Dajun Zhouu iz Stellantisa na njegovom dragocjenom savjetu i korisnoj raspravi o rezultatima projekta.
STAMPING Journal je jedini industrijski časopis posvećen potrebama tržišta štancanja metala. Od 1989. godine, publikacija pokriva najsavremenije tehnologije, industrijske trendove, najbolje prakse i vijesti kako bi pomogla profesionalcima za štancanje da efikasnije vode svoje poslovanje.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju The FABRICATOR, lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Digitalno izdanje The Tube & Pipe Journal je sada potpuno dostupno, pružajući lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Uživajte u potpunom pristupu digitalnom izdanju časopisa STAMPING Journal, koji pruža najnovija tehnološka dostignuća, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište štancanja metala.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju The Fabricator en Español, lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Vrijeme objave: 23.05.2022