Metallileimauksessa vetohelmet ovat avainelementti ohutlevyn sisäänvirtauksen hallinnassa suurten paneelien muodostamiseksi. Useimmat tutkimukset ovat keskittyneet yksipaleen suunnitteluun, joka tarjoaa rajoitetun sitomisen;vain muutamat tutkimukset ovat käsitelleet useita vetohelmiä tai muita geometrioita. "Hitsipalojen rajoitukset levyn piirustusoperaatioissa", marraskuussa/joulukuussa julkaistussa artikkelissa yhden helmen suunnittelusta. STAMPING Journal 2020 selitetään, että sitomista voidaan lisätä joihinkin laajuutta lisäämällä uroshelmen tunkeutumissyvyyttä ja tekemällä helmen sädettä terävämmäksi.
Terävämpi säde lisää metallilevyn muodonmuutosta sen taipuessa/suoristuessa jokaisessa vaiheessa, samalla kun se virtaa vetopalon läpi. Rajoitetun taipuisuuden omaaville materiaaleille, kuten alumiiniseoksille ja kehittyneille lujille teräksille, minimoi muodonmuutostason taivutuskohtaa kohti. ei-taivutusjakso käyttämällä suurempia hitsauspalojen säteitä voi auttaa estämään levymetallin halkeilua. Sen sijaan, että säteet terävöitettäisiin, rajoitusta voidaan lisätä lisäämällä taivutus-/oikaisuvaiheiden määrää (katso kuva 1).
Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli esitellä hybridi yksihelmi/kaksihelmi ja analysoida tämän konfiguraation suorituskykyä sen saavutettavissa olevan sitomisvoiman suhteen. Ehdotetussa kaksoishelmimallissa on kolme ylimääräistä taivutus- ja suoristusjaksoa sekä enemmän kitkaa. kuin yksi säädettävä helmi. Tämä johtaa korkeampaan sidosvoimaan samalle vanteen tunkeutumiselle tai kykyyn vähentää vanteen tunkeutumista levyn muodonmuutoksen minimoimiseksi.
Alumiini AA6014-T4 -näytteitä testattiin sen määrittämiseksi, kuinka keskipalkan tunkeutuminen ja liiman välinen rako vaikuttavat sitoutumisvoimaan. Tässä tutkimuksessa käytetyt testinäytteet olivat 51 ± 0,3 mm leveitä, 600 mm pitkiä ja 0,902 ± 0,003 mm paksuja. Puhdista ja voitele levynäytteet ja terät kunnolla 61AUS Grinding Oil -öljyllä. Vetohelmiterät on koneistettu D2-työkaluteräksestä ja lämpökäsitelty HRC 62:een.
Kuvassa 2 on esitetty tässä tutkimuksessa käytetyn viritettävän kaksoispalon komponentit. Samaa vetopalo-simulaattoria ja hydraulisylinterijärjestelmää käytettiin edellisessä artikkelissa käsitellyssä tutkimuksessa, joka esittelee järjestelmän suunnittelun tarkemmin. Koko vetopalkkisimulaattorikokoonpano on asennettu teräspöydälle Instron-vetotestikoneen rungon sisällä, ja säädettävät kaksoishelmiosat on asennettu vetopalsimulaattoriin.
Kokeen aikana käytettiin jatkuvaa 34,2 kN:n puristusvoimaa pitämään vetopalon ylä- ja alaosan välinen rako tasaisena, kun levy vedettiin vetopalon päälle. Vetopalon ylä- ja alaosan välinen rako on aina suurempi. kuin levyn paksuus, ja sitä säädetään välilevysarjalla.
Testimenettely on samanlainen kuin edellisessä artikkelissa kuvatussa monoviritettävässä helmitestissä. Käytä kalibroitua välikappaletta luodaksesi haluttu rako terien väliin ja käytä rakotulkkia raon tarkkuuden tarkistamiseen. Vedon ylempi puristin testauslaite kiinnittää arkin yläpään, kun taas nauhan alapää kiinnittyy välikappaleiden väliin.
Vetohelmikokeiden numeeriset mallit kehitettiin Autoform-ohjelmistolla.Ohjelma käyttää implisiittistä integrointimenetelmää muovaustoimintojen simuloimiseen, mikä mahdollistaa simulaatiomallin helpon muokkaamisen ilman, että se vaikuttaa merkittävästi laskentaaikaan. Tämä menettely yksinkertaistaa muotin testausta ja näyttää hyvän korrelaation kokeellisten tulosten kanssa. numeerisesta mallista on esitetty edellisessä artikkelissa.
Suoritettiin kokeita sen määrittämiseksi, mikä vaikutus keskipalkan tunkeutumisen vaikutus on vedetty helmijärjestelmän suorituskykyyn. Testattiin 6 mm, 10 mm, 13 mm:n keskiläpäisyllä ja ilman keskiläpäisyä pitäen samalla välikappaleen ja säleen välinen rako 10 %:ssa testinäytteen paksuudesta. Jokaiselle geometriselle konfiguraatiolle suoritettiin kolme testiä yhdenmukaisten tulosten varmistamiseksi.
Kuvassa 3 esitetään koetulosten toistettavuus 6 mm:n helmien tunkeutumiselle kolmessa näytteessä, keskimääräisellä standardipoikkeamalla 0,33 % (20 N).
Kuva 1. Hybridivetohelman rakenteessa säädettävä ulompi helman tunkeutuminen tarjoaa paremman pidätyksen. Palkan sisäänvetäminen muuttaa tämän vetopalon perinteiseksi yksihelmakokoonpanoksi.
Kuvassa 4 verrataan koetuloksia (ei keskipalloa ja tunkeuma 6, 10 ja 13 mm) simulaatiotuloksiin. Jokainen koekäyrä edustaa kolmen kokeen keskiarvoa. Voidaan nähdä, että testin ja simulointitulosten välillä on hyvä korrelaatio , jolloin tulosten keskimääräinen ero on noin ±1,8 %. Testitulokset osoittavat selvästi, että helmien tunkeutumisen lisääntyminen johtaa sitoutumisvoiman lisääntymiseen.
Lisäksi raon vaikutus rajoitusvoimaan analysoitiin alumiinin AA6014-T4 kaksoispalkissa, jonka keskipalteen korkeus oli 6 mm. Tämä koesarja suoritettiin 5 %, 10 %, 15 % rakoille. ja 20 % näytteen paksuudesta. Sisäkkeen laipan ja näytteen välissä säilyy rako. Kuvan 5 kokeelliset ja simulointitulokset osoittavat saman suuntauksen: raon suurentaminen voi johtaa vetopalojen rajoituksen merkittävään vähenemiseen.
Kitkakerroin 0,14 valittiin käänteissuunnittelulla. Vetopalkkijärjestelmän numeerista mallia käytettiin sitten ymmärtämään levyn ja laipan välisen raon vaikutusta 10 %, 15 % ja 20 % ohutlevyn paksuusväleillä. % aukko, ero simuloidun ja kokeellisen tulosten välillä on 10,5 %;suurempien rakojen tapauksessa ero on pienempi. Kaiken kaikkiaan tämä ero simulaation ja kokeen välillä voidaan johtua paksuuden läpi tapahtuvasta leikkausmuodonmuutoksesta, jota kuoren koostumuksessa oleva numeerinen malli ei välttämättä pysty kuvaamaan.
Tutkittiin myös raon, jossa ei ole keskellä olevaa helmaa (yksi leveä helmi) vaikutusta sidontaan. Tämä koesarja suoritettiin myös rakoille, jotka olivat 5 %, 10 %, 15 % ja 20 % levyn paksuudesta. Kuvassa 6 verrataan kokeelliset ja simulointitulokset osoittavat hyvää korrelaatiota.
Tämä tutkimus osoitti, että keskipalkan lisääminen pystyi muuttamaan sidontavoimaa kertoimella yli 2. Alumiinisen AA6014-T4-aihion kohdalla havaittiin suuntaus, joka pieneni pidätysvoimaa, kun laipparako avattiin. kehitetty numeerinen malli levyn virtauksesta vetopalojen pintojen välillä osoittaa yleisesti hyvän korrelaation koetulosten kanssa ja voi varmasti helpottaa koeprosessia.
Kirjoittajat haluavat kiittää Stellantisin tohtori Dajun Zhoua hänen arvokkaista neuvoistaan ja hyödyllisestä keskustelusta projektin tuloksista.
STAMPING Journal on ainoa alan aikakauslehti, joka on omistettu palvelemaan metallileimausmarkkinoiden tarpeita. Vuodesta 1989 lähtien julkaisu on kattanut huipputeknologiaa, alan trendejä, parhaita käytäntöjä ja uutisia auttaakseen leimausalan ammattilaisia hoitamaan liiketoimintaansa tehokkaammin.
Nyt täysi pääsy The FABRICATORin digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
The Tube & Pipe Journalin digitaalinen painos on nyt täysin saatavilla, ja se tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin teollisuuden resursseihin.
Nauti STAMPING Journalin digitaalisesta painoksesta, joka tarjoaa uusimmat teknologian edistysaskeleet, parhaat käytännöt ja alan uutiset metallileimausmarkkinoille.
Nyt täysi pääsy The Fabricator en Español -lehden digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
Postitusaika: 23.5.2022