Στη σφράγιση λαμαρίνας, οι χάντρες είναι βασικό στοιχείο για τον έλεγχο της εισροής λαμαρίνας για το σχηματισμό μεγάλων πλαισίων. Οι περισσότερες μελέτες έχουν επικεντρωθεί σε ένα σχέδιο με ένα σφαιρίδιο, το οποίο παρέχει περιορισμένο δέσιμο.μόνο λίγες μελέτες έχουν καλύψει πολλαπλά σφαιρίδια έλξης ή άλλες γεωμετρίες. "Σχεδίαση περιορισμών σφαιριδίων συγκόλλησης σε εργασίες σχεδίασης λαμαρίνας", ένα άρθρο για το σχεδιασμό ενός σφαιριδίου που δημοσιεύτηκε Νοέμβριο/Δεκ. STAMPING Journal 2020, εξηγεί ότι το δέσιμο μπορεί να αυξηθεί σε μερικά αυξάνοντας το βάθος διείσδυσης του αρσενικού σφαιριδίου και κάνοντας την ακτίνα του σφαιριδίου πιο μυτερή.
Η πιο έντονη ακτίνα αυξάνει την παραμόρφωση της λαμαρίνας καθώς κάμπτεται/ισιώνεται με κάθε βήμα, ενώ ρέει μέσα από την έλξη. Για υλικά με περιορισμένη ολκιμότητα, όπως κράματα αλουμινίου και προηγμένους χάλυβες υψηλής αντοχής, ελαχιστοποιώντας το επίπεδο παραμόρφωσης ανά κάμψη/ Ο κύκλος μη κάμψης με τη χρήση μεγαλύτερων ακτίνων σφαιριδίων συγκόλλησης μπορεί να βοηθήσει στην αποφυγή ρωγμών της λαμαρίνας. Αντί να κάνετε αυτές τις ακτίνες πιο αιχμηρές, η συγκράτηση μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας τον αριθμό των βημάτων κάμψης/ισιώματος (βλ. Εικόνα 1).
Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να εισαγάγει ένα υβριδικό σχέδιο μονής/διπλής σφαιριδίων και να αναλύσει την απόδοση αυτής της διαμόρφωσης όσον αφορά την επιτεύξιμη δεσμευτική της δύναμη. Ο προτεινόμενος σχεδιασμός διπλών σφαιριδίων έχει τρεις επιπλέον ακολουθίες κάμψης και ευθυγράμμισης και περισσότερη τριβή Αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη δύναμη δέσμευσης για την ίδια διείσδυση σφαιριδίων ή τη δυνατότητα μείωσης της διείσδυσης σφαιριδίων για ελαχιστοποίηση της παραμόρφωσης του φύλλου.
Δείγματα αλουμινίου AA6014-T4 δοκιμάστηκαν για να προσδιοριστεί πώς η διείσδυση του κεντρικού σφαιριδίου και το διάκενο μεταξύ της κόλλας επηρεάζουν τη δύναμη δέσμευσης. Τα δείγματα δοκιμής που χρησιμοποιήθηκαν για αυτή τη μελέτη ήταν 51 ± 0,3 mm πλάτος, 600 mm μήκος και 0,902 ± 0,003 mm πάχος. Καθαρίστε και λιπάνετε σωστά τα δείγματα και τα ένθετα φύλλων με 61AUS Grinding Oil. Τα ένθετα σφαιριδίων ράβδου κατασκευάζονται από χάλυβα εργαλείων D2 και έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία σε HRC 62.
Το Σχήμα 2 δείχνει τα εξαρτήματα του συντονίσιμου διπλού σφαιριδίου που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη. Ο ίδιος προσομοιωτής σφαιριδίων και υδραυλικό σύστημα κυλίνδρων χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη που συζητήθηκε στο προηγούμενο άρθρο, η οποία παρουσιάζει τον σχεδιασμό του συστήματος με περισσότερες λεπτομέρειες. Ολόκληρο το συγκρότημα προσομοιωτή έλξης είναι τοποθετημένο σε ένα χαλύβδινο τραπέζι εντός του πλαισίου της μηχανής δοκιμής εφελκυσμού Instron και τα ρυθμιζόμενα ένθετα δύο σφαιριδίων είναι τοποθετημένα στον προσομοιωτή έλξης.
Κατά τη διάρκεια του πειράματος, εφαρμόστηκε μια σταθερή δύναμη σύσφιξης 34,2 kN για να διατηρηθεί το κενό μεταξύ του πάνω και του κάτω μέρους του σφαιριδίου έλξης σταθερό όταν το φύλλο τραβήχτηκε πάνω από το έλξης. από το πάχος του φύλλου και προσαρμόζεται από ένα σετ στερέωσης.
Η διαδικασία δοκιμής είναι παρόμοια με αυτή που χρησιμοποιήθηκε στη δοκιμή μονοσυντονιζόμενων σφαιριδίων που περιγράφηκε στο προηγούμενο άρθρο. Χρησιμοποιήστε ένα βαθμονομημένο διαχωριστικό για να δημιουργήσετε το επιθυμητό κενό μεταξύ των λεπίδων και χρησιμοποιήστε ένα μετρητή αισθητήρα για να επαληθεύσετε την ακρίβεια του διακένου. Ο επάνω σφιγκτήρας του εφελκυσμού η συσκευή δοκιμής συσφίγγει το πάνω άκρο του φύλλου, ενώ το κάτω άκρο της λωρίδας συσφίγγεται ανάμεσα στα ένθετα.
Αναπτύχθηκαν αριθμητικά μοντέλα πειραμάτων με σφαιρίδια σχεδίασης χρησιμοποιώντας λογισμικό Autoform. Το πρόγραμμα χρησιμοποιεί μια μέθοδο άρρητης ολοκλήρωσης για την προσομοίωση λειτουργιών διαμόρφωσης, επιτρέποντας την εύκολη τροποποίηση του μοντέλου προσομοίωσης χωρίς να επηρεάζεται σημαντικά ο χρόνος υπολογισμού. Αυτή η διαδικασία απλοποιεί τη δοκιμή καλουπιών και δείχνει καλή συσχέτιση με τα πειραματικά αποτελέσματα. Λεπτομέρειες του αριθμητικού μοντέλου παρέχονται στο προηγούμενο άρθρο.
Διεξήχθησαν πειράματα για τον προσδιορισμό της επίδρασης της διείσδυσης κεντρικών σφαιριδίων στην απόδοση του συστήματος τραβηγμένων σφαιριδίων. Δοκιμάστηκε με διείσδυση κεντρικού περάσματος 6 mm, 10 mm, 13 mm και χωρίς κεντρικό πέρασμα, ενώ διατηρήθηκε το κενό μεταξύ του ένθετου και του πηχάκι στο 10% του πάχους του δείγματος δοκιμής. Πραγματοποιήθηκαν τρεις δοκιμές για κάθε γεωμετρική διαμόρφωση για να διασφαλιστούν συνεπή αποτελέσματα.
Το Σχήμα 3 δείχνει την επαναληψιμότητα των πειραματικών αποτελεσμάτων για διείσδυση σφαιριδίων 6 mm σε τρία δείγματα, με μέση τυπική απόκλιση 0,33% (20 N).
Σχήμα 1. Σε ένα σχέδιο υβριδικού σφαιριδίου έλξης, η ρυθμιζόμενη διείσδυση του σφαιριδίου παρέχει μεγαλύτερη συγκράτηση. Η ανάσυρση του σφαιριδίου μετατρέπει αυτό το σφαιρίδιο έλξης σε μια παραδοσιακή διαμόρφωση ενός σφαιριδίου.
Το σχήμα 4 συγκρίνει τα πειραματικά αποτελέσματα (χωρίς κεντρικό σφαιρίδιο και διείσδυση 6, 10 και 13 mm) με τα αποτελέσματα της προσομοίωσης. Κάθε πειραματική καμπύλη αντιπροσωπεύει τον μέσο όρο τριών πειραμάτων. Μπορεί να φανεί ότι υπάρχει καλή συσχέτιση μεταξύ των αποτελεσμάτων της δοκιμής και της προσομοίωσης , με μέση διαφορά στα αποτελέσματα περίπου ±1,8%. Τα αποτελέσματα της δοκιμής δείχνουν ξεκάθαρα ότι η αύξηση της διείσδυσης των σφαιριδίων οδηγεί σε αύξηση της δύναμης δέσμευσης.
Επιπλέον, η επίδραση του διακένου στη δύναμη συγκράτησης αναλύθηκε για τη διαμόρφωση διπλών σφαιριδίων αλουμινίου AA6014-T4 με ύψος κεντρικής σφαιριδίων 6 mm. Αυτό το σύνολο πειραμάτων πραγματοποιήθηκε για κενά 5%, 10%, 15% και 20% του πάχους του δείγματος. Διατηρείται ένα κενό μεταξύ της φλάντζας του ένθετου και του δείγματος. Τα πειραματικά αποτελέσματα και τα αποτελέσματα της προσομοίωσης στο Σχήμα 5 δείχνουν την ίδια τάση: η αύξηση του διακένου μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείωση της συγκράτησης του τυλίγματος.
Ο συντελεστής τριβής 0,14 επιλέχθηκε με αντίστροφη μηχανική. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε ένα αριθμητικό μοντέλο του συστήματος έλξης για την κατανόηση της επίδρασης του κενού μεταξύ του φύλλου και της φλάντζας για κενά πάχους λαμαρίνας 10%, 15% και 20%. Για 5 % χάσμα, η διαφορά μεταξύ των προσομοιωμένων και των πειραματικών αποτελεσμάτων είναι 10,5%.Για μεγαλύτερα κενά, η διαφορά είναι μικρότερη. Συνολικά, αυτή η απόκλιση μεταξύ προσομοίωσης και πειράματος μπορεί να αποδοθεί σε διατμητική παραμόρφωση κατά πάχος, η οποία μπορεί να μην αποτυπωθεί από το αριθμητικό μοντέλο στη σύνθεση του κελύφους.
Διερευνήθηκε επίσης η επίδραση ενός κενού χωρίς κεντρικό σφαιρίδιο (ένα φαρδύ σφαιρίδιο) στο δέσιμο. Αυτό το σύνολο πειραμάτων πραγματοποιήθηκε επίσης για κενά 5%, 10%, 15% και 20% του πάχους του φύλλου. Το σχήμα 6 συγκρίνει το πειραματικά αποτελέσματα και αποτελέσματα προσομοίωσης, που δείχνουν καλή συσχέτιση.
Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η εισαγωγή ενός κεντρικού σφαιριδίου μπόρεσε να αλλάξει τη δύναμη πρόσδεσης κατά ένα συντελεστή περισσότερο από 2. Για το μπιλιέτα αλουμινίου AA6014-T4, παρατηρήθηκε μια τάση μείωσης της δύναμης συγκράτησης καθώς άνοιγε το διάκενο της φλάντζας. Το αναπτυγμένο αριθμητικό μοντέλο ροής λαμαρίνας μεταξύ των επιφανειών έλξης δείχνει μια συνολική καλή συσχέτιση με τα πειραματικά αποτελέσματα και σίγουρα μπορεί να κάνει τη διαδικασία δοκιμής ευκολότερη.
Οι συγγραφείς θα ήθελαν να ευχαριστήσουν τον Δρ Dajun Zhou του Stellantis για τις πολύτιμες συμβουλές του και τη χρήσιμη συζήτηση σχετικά με τα αποτελέσματα του έργου.
Το STAMPING Journal είναι το μόνο βιομηχανικό περιοδικό αφιερωμένο στην εξυπηρέτηση των αναγκών της αγοράς σφράγισης μετάλλων. Από το 1989, η δημοσίευση καλύπτει τεχνολογίες αιχμής, τάσεις της βιομηχανίας, βέλτιστες πρακτικές και νέα για να βοηθήσει τους επαγγελματίες της σφραγίδας να διευθύνουν την επιχείρησή τους πιο αποτελεσματικά.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The FABRICATOR, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Η ψηφιακή έκδοση του The Tube & Pipe Journal είναι πλέον πλήρως προσβάσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Απολαύστε πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του περιοδικού STAMPING, το οποίο παρέχει τις πιο πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις, τις βέλτιστες πρακτικές και τα νέα της βιομηχανίας για την αγορά σφράγισης μετάλλων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The Fabricator en Español, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Ώρα δημοσίευσης: 23 Μαΐου 2022