En l'estampació de xapa, els cordons són un element clau per controlar l'entrada de xapa per formar panells grans. La majoria dels estudis s'han centrat en un disseny d'un sol cordó, que proporciona una enquadernació limitada;només uns quants estudis han cobert múltiples perles d'estirament o altres geometries. "Dibuix de restriccions de cordons de soldadura a les operacions de dibuix de xapa", un article sobre disseny d'un sol cordó publicat el novembre/desembre del 2020, explica que l'enquadernació es pot augmentar a alguns. mesura augmentant la profunditat de penetració del taló mascle i fent que el radi del taló sigui més punxegut.
El radi més nítid augmenta la deformació de la xapa metàl·lica a mesura que es doblega/redresa amb cada pas, mentre flueix a través del cordó. El cicle sense flexió mitjançant l'ús de radis de cordó de soldadura més grans pot ajudar a prevenir l'esquerdament de la xapa. En lloc de fer que aquests radis siguin més nítids, la restricció es pot augmentar augmentant el nombre de passos de flexió / redreçament (vegeu la figura 1).
L'objectiu d'aquest estudi era introduir un disseny híbrid d'una sola perla/doble cordó i analitzar el rendiment d'aquesta configuració en termes de la seva força d'unió assolible. El disseny de doble taló proposat té tres seqüències addicionals de flexió i redreçament i més fricció. que un sol taló ajustable. Això dóna com a resultat una força d'unió més gran per a la mateixa penetració del taló o la capacitat de reduir la penetració del taló per minimitzar la deformació de la làmina.
Es van provar mostres d'alumini AA6014-T4 per determinar com la penetració del cordó central i l'espai entre l'adhesiu afecten la força d'unió. Les mostres de prova utilitzades per a aquest estudi eren de 51 ± 0,3 mm d'ample, 600 mm de llarg i 0,902 ± 0,003 mm de gruix. Netegeu i lubriqueu adequadament les mostres de làmina i els inserts amb oli de mòlta 61AUS.
La figura 2 mostra els components del doble taló ajustable utilitzat en aquest estudi. En l'estudi comentat a l'article anterior es va utilitzar el mateix simulador de cordons i el mateix sistema de cilindre hidràulic, que presenta el disseny del sistema amb més detall. Es munta tot el conjunt del simulador de cordons. sobre una taula d'acer dins del marc de la màquina d'assaig de tracció Instron, i les insercions de doble taló ajustables es munten al simulador de cordons.
Durant l'experiment, es va aplicar una força de subjecció constant de 34,2 kN per mantenir l'espai entre les parts superior i inferior del cordó d'estirament consistent quan el full es va estirar per sobre del cordó. El buit entre les parts superior i inferior del cordó sempre és més gran. que el gruix de la làmina, i s'ajusta mitjançant un conjunt de calces.
El procediment de prova és similar al que s'utilitza en la prova de taló monosintonitzable descrit a l'article anterior. Utilitzeu un separador calibrat per crear l'espai desitjat entre les fulles i utilitzeu un calibre per verificar la precisió de l'espai. La pinça superior de la tracció. L'aparell de prova subjecta l'extrem superior del full, mentre que l'extrem inferior de la tira està subjectat entre les insercions.
Els models numèrics d'experiments de cordons es van desenvolupar mitjançant el programari Autoform. El programa utilitza un mètode d'integració implícit per simular operacions de conformació, permetent una fàcil modificació del model de simulació sense afectar significativament el temps de càlcul. Aquest procediment simplifica la prova del motlle i mostra una bona correlació amb els resultats experimentals. Detalls del model numèric es proporcionen a l'article anterior.
Es van dur a terme experiments per determinar l'efecte de la penetració del taló central sobre el rendiment del sistema de taló estirat. Provat amb una penetració del pas central de 6 mm, 10 mm, 13 mm i sense pas central, mantenint l'espai entre la inserció i el llistó al 10% del gruix de la mostra de prova. Es van realitzar tres proves per a cada configuració geomètrica per garantir resultats consistents.
La figura 3 mostra la repetibilitat dels resultats experimentals per a una penetració de perles de 6 mm en tres exemplars, amb una desviació estàndard mitjana del 0,33% (20 N).
Figura 1. En un disseny de taló híbrid, la penetració ajustable del taló proporciona una major restricció. La retracció del taló converteix aquest taló en una configuració tradicional d'un sol taló.
La figura 4 compara els resultats experimentals (sense corda central i penetració de 6, 10 i 13 mm) amb els resultats de la simulació. Cada corba experimental representa la mitjana de tres experiments. Es pot veure que hi ha una bona correlació entre els resultats de la prova i de la simulació. , amb una diferència mitjana en els resultats d'aproximadament ± 1,8%. Els resultats de la prova mostren clarament que l'augment de la penetració de les perles comporta un augment de la força d'unió.
A més, es va analitzar l'efecte de la bretxa sobre la força de contenció per a la configuració de doble taló d'alumini AA6014-T4 amb una alçada de taló central de 6 mm. Aquest conjunt d'experiments es va realitzar per a buits del 5%, 10%, 15% i el 20% del gruix de la mostra. Es manté una bretxa entre la brida de la inserció i la prova. Els resultats experimentals i de simulació de la figura 5 mostren la mateixa tendència: augmentar la bretxa pot comportar una reducció significativa de la restricció del cordó.
El coeficient de fricció de 0,14 es va escollir mitjançant enginyeria inversa. A continuació, es va utilitzar un model numèric del sistema de cordons per entendre l'efecte de l'espai entre la xapa i la brida per a espais de gruix de xapa de 10%, 15% i 20%. Per a un 5 % gap, la diferència entre els resultats simulats i experimentals és del 10,5%;per a espais més grans, la diferència és menor. En general, aquesta discrepància entre la simulació i l'experiment es pot atribuir a la deformació de cisalla a través del gruix, que pot no ser capturada pel model numèric a la formulació de la closca.
També es va investigar l'efecte d'un buit sense un cordó central (un cordó ample) sobre l'enquadernació. Aquest conjunt d'experiments també es va realitzar per a buits del 5%, 10%, 15% i 20% del gruix de la làmina. La figura 6 compara el resultats experimentals i de simulació, mostrant una bona correlació.
Aquest estudi va demostrar que la introducció d'un taló central va poder canviar la força d'unió per un factor de més de 2. Per a la palanca d'alumini AA6014-T4, es va observar una tendència a disminuir la força de contenció a mesura que s'obria la bretxa de la brida. El model numèric desenvolupat del flux de xapa metàl·lica entre les superfícies del cordó enrotllable mostra una bona correlació general amb els resultats experimentals i, sens dubte, pot facilitar el procés de prova.
Els autors volen agrair al Dr. Dajun Zhou de Stellantis el seu valuós consell i la discussió útil sobre els resultats del projecte.
STAMPING Journal és l'única revista de la indústria dedicada a atendre les necessitats del mercat de l'estampació de metalls. Des de 1989, la publicació cobreix tecnologies d'avantguarda, tendències del sector, bones pràctiques i notícies per ajudar els professionals de l'estampació a gestionar el seu negoci de manera més eficient.
Ara amb accés complet a l'edició digital de The FABRICATOR, accés fàcil a recursos valuosos de la indústria.
L'edició digital de The Tube & Pipe Journal és ara totalment accessible i ofereix un fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Gaudeix d'accés complet a l'edició digital de STAMPING Journal, que ofereix els últims avenços tecnològics, bones pràctiques i notícies del sector per al mercat de l'estampació de metalls.
Ara amb accés complet a l'edició digital de The Fabricator en Español, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Hora de publicació: 23-maig-2022