Na estampación de chapa metálica, as perlas son un elemento clave para controlar a entrada de chapa para formar grandes paneis. A maioría dos estudos centráronse nun deseño de cordón único, que proporciona unha encadernación limitada;só algúns estudos cubriron múltiples perlas de tracción ou outras xeometrías. "Debuxo de restricións de cordón de soldadura en operacións de debuxo de chapa metálica", un artigo sobre deseño de cordón único publicado en novembro/dec.STAMPING Journal 2020, explica que a encadernación pódese aumentar a algúns. medida aumentando a profundidade de penetración do talón macho e facendo que o raio do talón sexa máis puntiagudo.
O raio máis nítido aumenta a deformación da chapa a medida que se dobra/endereita con cada paso, mentres flúe a través do cordón. O ciclo sen flexión mediante o uso de radios de cordón de soldadura máis grandes pode axudar a evitar o rachadura da chapa. En lugar de facer estes radios máis nítidos, a restrición pódese aumentar aumentando o número de pasos de flexión/endereitamento (ver Figura 1).
O propósito deste estudo foi introducir un deseño híbrido de conta única/dobre e analizar o rendemento desta configuración en termos da súa forza de unión alcanzable. O deseño de dobre perla proposto ten tres secuencias adicionais de flexión e endereitamento e máis fricción. que unha soa perla axustable. Isto dá como resultado unha maior forza de unión para a mesma penetración da perla ou a capacidade de reducir a penetración da perla para minimizar a deformación da folla.
Probáronse especímenes de aluminio AA6014-T4 para determinar como afectan a forza de unión a penetración do cordón central e o espazo entre o adhesivo. As mostras de proba utilizadas para este estudo tiñan 51 ± 0,3 mm de ancho, 600 mm de lonxitude e 0,902 ± 0,003 mm de espesor. Limpar e lubricar adecuadamente as mostras de follas e as insercións con aceite de moenda 61AUS. As insercións de esmerilado están mecanizadas con aceiro para ferramentas D2 e tratadas térmicamente a HRC 62.
A figura 2 mostra os compoñentes do dobre talón ajustable utilizados neste estudo. No estudo discutido no artigo anterior utilizouse o mesmo simulador de cordón e sistema de cilindro hidráulico, que presenta o deseño do sistema con máis detalle. O conxunto completo do simulador de cordón está montado. nunha mesa de aceiro dentro do cadro da máquina de proba de tracción Instron, e as insercións axustables de dobre perla están montadas no simulador de cordón.
Durante o experimento, aplicouse unha forza de suxeición constante de 34,2 kN para manter consistente o espazo entre as partes superior e inferior do cordón de tracción cando a folla foi tirada sobre o cordón de tracción. O espazo entre as partes superior e inferior do cordón de tracción é sempre maior. que o grosor da folla, e axústase mediante un conxunto de cuñas.
O procedemento de proba é similar ao utilizado na proba de talón monotunable descrito no artigo anterior.Use un espaciador calibrado para crear o espazo desexado entre as láminas e use un calibre de espesores para verificar a precisión do espazo. A abrazadeira superior da tracción. o aparello de proba fixa o extremo superior da folla, mentres que o extremo inferior da tira está fixado entre as insercións.
Desenvolvéronse modelos numéricos de experimentos con cordóns mediante o software Autoform. O programa utiliza un método de integración implícito para simular operacións de conformación, o que permite a modificación sinxela do modelo de simulación sen afectar significativamente o tempo de cálculo. Este procedemento simplifica a proba do molde e mostra unha boa correlación cos resultados experimentais. Detalles do modelo numérico preséntanse no artigo anterior.
Realizáronse experimentos para determinar o efecto da penetración do talón central sobre o rendemento do sistema de talón estirado. Probado con penetración de paso central de 6 mm, 10 mm, 13 mm e sen paso central mantendo o espazo entre a inserción e o listón nun 10% do espesor da mostra de proba. Realizáronse tres probas para cada configuración xeométrica para garantir resultados consistentes.
A Figura 3 mostra a repetibilidade dos resultados experimentais para a penetración de perlas de 6 mm en tres exemplares, cunha desviación estándar media de 0,33% (20 N).
Figura 1. Nun deseño híbrido de talón de tracción, a penetración axustable do talón proporciona unha maior restrición. A retracción do talón converte este talón de extracción nunha configuración tradicional de talón único.
A figura 4 compara os resultados experimentais (sen cordón central e penetración de 6, 10 e 13 mm) cos resultados da simulación. Cada curva experimental representa a media de tres experimentos. Pódese ver que hai unha boa correlación entre os resultados da proba e da simulación. , cunha diferenza media nos resultados de aproximadamente ± 1,8%.Os resultados das probas mostran claramente que o aumento da penetración das perlas leva a un aumento da forza de unión.
Ademais, analizouse o efecto da brecha sobre a forza de retención para a configuración de dobre conta de aluminio AA6014-T4 cunha altura de talón central de 6 mm. Este conxunto de experimentos realizouse para lagoas de 5%, 10%, 15% e o 20 % do espesor da mostra. Mantense un espazo entre a brida da inserción e a mostra. Os resultados experimentais e de simulación da figura 5 mostran a mesma tendencia: o aumento da brecha pode levar a unha redución significativa da retención do cordón de arrastre.
O coeficiente de fricción de 0,14 escolleuse mediante enxeñaría inversa. Despois utilizouse un modelo numérico do sistema de cordón de estiramento para comprender o efecto da brecha entre a chapa e a brida para un 10%, 15% e 20% de espesores de chapa. Para un 5 % gap, a diferenza entre os resultados simulados e experimentais é do 10,5%;para lagoas maiores, a diferenza é menor. En xeral, esta discrepancia entre simulación e experimento pódese atribuír á deformación por cizallamento a través do espesor, que pode non ser captada polo modelo numérico na formulación da capa.
Tamén se investigou o efecto dunha brecha sen cordón central (unha cordón ancha) na encadernación. Este conxunto de experimentos tamén se realizou para ocos do 5 %, 10 %, 15 % e 20 % do grosor da folla. A figura 6 compara o resultados experimentais e de simulación, mostrando boa correlación.
Este estudo demostrou que a introdución dun talón central foi capaz de cambiar a forza de unión por un factor de máis de 2. Para o billete de aluminio AA6014-T4, observouse unha tendencia a diminuír a forza de restrición a medida que se abría a brecha da brida. O modelo numérico desenvolvido de fluxo de chapa metálica entre as superficies de cordón de cordón mostra unha boa correlación global cos resultados experimentais e sen dúbida pode facilitar o proceso de proba.
Os autores queren agradecer ao doutor Dajun Zhou de Stellantis o seu valioso consello e a útil discusión sobre os resultados do proxecto.
STAMPING Journal é a única revista do sector dedicada a atender as necesidades do mercado de estampación de metal. Desde 1989, a publicación abarca tecnoloxías de punta, tendencias do sector, mellores prácticas e noticias para axudar aos profesionais da estampación a realizar o seu negocio de forma máis eficiente.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The FABRICATOR, fácil acceso a valiosos recursos do sector.
A edición dixital de The Tube & Pipe Journal é agora totalmente accesible e ofrece un fácil acceso a valiosos recursos da industria.
Goza de acceso completo á edición dixital de STAMPING Journal, que ofrece os últimos avances tecnolóxicos, mellores prácticas e noticias da industria para o mercado de estampación de metal.
Agora con acceso completo á edición dixital de The Fabricator en Español, fácil acceso a valiosos recursos da industria.
Hora de publicación: 23-maio-2022