A fémlemez sajtolásánál a húzóperemek kulcsfontosságúak a fémlemez beáramlásának szabályozásában, hogy nagy paneleket képezzenek. A legtöbb tanulmány az egyperemes kialakításra összpontosított, amely korlátozott kötést biztosít;csak néhány tanulmány foglalkozott többszörös húzóperemekkel vagy más geometriákkal. „Rajzolható hegesztési gyöngyök kényszerei a fémlemez rajzolási műveleteiben” – az egyperemes tervezésről megjelent, november/dec. STAMPING Journal 2020-ban megjelent cikk elmagyarázza, hogy a kötés bizonyos mértékig növelhető. mértéke a hím gyöngy behatolási mélységének növelésével és a gyöngy sugarának hegyesebbé tételével.
Az élesebb sugár növeli a fémlemez deformációját, ahogy minden lépésnél meghajlik/kiegyenesedik, miközben átfolyik a vonóperemen. Korlátozott hajlékonyságú anyagokhoz, mint például alumíniumötvözetek és fejlett, nagy szilárdságú acélok, a hajlításonkénti alakváltozási szint minimalizálása/ A nem hajlítási ciklus nagyobb hegesztési perem sugarak használatával megelőzheti a fémlemez repedését. Ahelyett, hogy élesebbé tennénk ezeket a sugarakat, a visszatartás növelhető a hajlítási/egyenesítési lépések számának növelésével (lásd 1. ábra).
Ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy bemutasson egy hibrid egyperemes/kétperemes kialakítást, és elemezze ennek a konfigurációnak a teljesítményét az elérhető kötőerő szempontjából. A javasolt kettős gyöngysor kialakítása három további hajlítási és kiegyenesítési szekvenciát, valamint nagyobb súrlódást tartalmaz. Ez nagyobb kötőerőt eredményez ugyanazon perem behatolásánál, vagy csökkenti a perem behatolását a lap deformációjának minimalizálása érdekében.
Alumínium AA6014-T4 próbatesteket teszteltek annak meghatározására, hogy a középső gyöngy behatolása és a ragasztó közötti rés hogyan befolyásolja a kötőerőt. A vizsgálathoz használt tesztminták 51 ± 0,3 mm szélesek, 600 mm hosszúak és 0,902 ± 0,003 mm vastagok voltak. Tisztítsa meg és megfelelően kenje be a lemezmintákat és a betéteket 61AUS csiszolóolajjal. A húzóperem lapkák D2 szerszámacélból vannak megmunkálva és hőkezelve HRC 62-re.
A 2. ábrán a jelen tanulmányban használt hangolható duplaperem alkatrészei láthatók. Ugyanazt a vonóperem-szimulátort és hidraulikus hengerrendszert használtuk az előző cikkben tárgyalt tanulmányban is, amely részletesebben bemutatja a rendszer felépítését. az Instron szakítógép vázán belüli acél asztalon, és az állítható duplaperemes betétek a vonóperem szimulátorba vannak felszerelve.
A kísérlet során állandó 34,2 kN szorítóerőt alkalmaztunk, hogy a húzóperem felső és alsó része közötti hézag egyenletes legyen, amikor a lapot a vonóperemre húzták. A húzóperem felső és alsó része közötti rés mindig nagyobb mint a lap vastagsága, és alátétkészlettel állítható be.
A vizsgálati eljárás hasonló az előző cikkben ismertetett monotunolható gyöngytesztben használthoz. Kalibrált távtartó segítségével hozzon létre a kívánt rést a pengék között, és használjon hézagmérőt a rés pontosságának ellenőrzésére.A húzóelem felső bilincse A vizsgálóberendezés a lap felső végét, míg a szalag alsó végét a betétek közé szorítja.
A húzógyöngy-kísérletek numerikus modelljeit Autoform szoftverrel fejlesztették ki.A program implicit integrációs módszert használ az alakítási műveletek szimulálására, lehetővé téve a szimulációs modell egyszerű módosítását anélkül, hogy jelentősen befolyásolná a számítási időt.Ez az eljárás leegyszerűsíti a penész kipróbálását, és jó korrelációt mutat a kísérleti eredményekkel.Részletek A numerikus modellt az előző cikk tartalmazza.
Kísérleteket végeztek a középső perem behatolásának a húzott peremrendszer teljesítményére gyakorolt hatásának meghatározására. 6 mm-es, 10 mm-es, 13 mm-es középen áthaladó behatolással tesztelték, és nem volt középen, miközben a betét és a léc közötti rést a próbadarab vastagságának 10%-án tartották. A következetes eredmények biztosítása érdekében minden geometriai konfigurációra három tesztet végeztünk.
A 3. ábra a kísérleti eredmények megismételhetőségét mutatja 6 mm-es gyöngy behatolásnál három próbatestben, 0,33% (20 N) átlagos szórással.
1. ábra: A hibrid húzóperem kialakításában a perem állítható behatolása nagyobb visszatartást biztosít. A perem visszahúzása ezt a húzóperemet hagyományos egyperemes konfigurációvá alakítja.
A 4. ábra a kísérleti eredményeket (nincs központi gyöngy és 6, 10 és 13 mm-es penetráció) hasonlítja össze a szimulációs eredményekkel. Minden kísérleti görbe három kísérlet átlagát reprezentálja. Látható, hogy jó korreláció van a teszt és a szimulációs eredmények között , az eredmények átlagos eltérése körülbelül ±1,8%. A teszteredmények egyértelműen azt mutatják, hogy a növekvő gyöngy behatolás a kötőerő növekedéséhez vezet.
Ezenkívül elemezték a résnek a visszatartó erőre gyakorolt hatását az AA6014-T4 alumínium duplaperemes konfigurációjára, amelynek középső peremmagassága 6 mm. Ezt a kísérletsorozatot 5%, 10%, 15% hézagokra végezték el. és a próbatest vastagságának 20%-a.A betét pereme és a próbatest között rés marad.Az 5. ábrán látható kísérleti és szimulációs eredmények ugyanezt a tendenciát mutatják: a rés növelése a vonóperem visszatartásának jelentős csökkenéséhez vezethet.
A 0,14-es súrlódási együtthatót fordított tervezéssel választottuk. A vonóperemrendszer numerikus modelljét használták fel a lemez és a karima közötti rés hatásának megértésére 10%, 15% és 20% lemezvastagság hézag esetén. % rés, a szimulált és a kísérleti eredmények közötti különbség 10,5%;nagyobb hézagok esetén a különbség kisebb. Összességében ez az eltérés a szimuláció és a kísérlet között a vastagságon átnyúló nyírási deformációnak tulajdonítható, amelyet nem biztos, hogy a héjformulációban szereplő numerikus modell rögzít.
A központi gyöngy (egy széles gyöngy) nélküli rés kötésre gyakorolt hatását is vizsgáltuk. Ezt a kísérletsorozatot a lapvastagság 5, 10, 15 és 20 %-os hézagokra is elvégeztük. A 6. ábra összehasonlítja a kísérleti és szimulációs eredmények, amelyek jó korrelációt mutatnak.
Ez a tanulmány kimutatta, hogy a középső perem bevezetése több mint 2-szeresére képes megváltoztatni a kötőerőt. Az AA6014-T4 alumínium tuskó esetében megfigyelhető az a tendencia, hogy csökken a visszatartó erő a karimarés kinyitásakor. A húzóperemek felületei közötti lemezáramlás kidolgozott numerikus modellje összességében jó korrelációt mutat a kísérleti eredményekkel, és minden bizonnyal megkönnyítheti a próbafolyamatot.
A szerzők szeretnének köszönetet mondani Dr. Dajun Zhou-nak, a Stellantis-től, értékes tanácsaiért és a projekt eredményeiről szóló hasznos megbeszéléséért.
A STAMPING Journal az egyetlen iparági folyóirat, amely a fémbélyegzési piac igényeit szolgálja. 1989 óta a kiadvány a legmodernebb technológiákkal, iparági trendekkel, legjobb gyakorlatokkal és újdonságokkal foglalkozik, hogy segítse a bélyegzéssel foglalkozó szakembereket üzleti tevékenységük hatékonyabb működtetésében.
Most teljes hozzáféréssel a The FABRICATOR digitális kiadásához, és könnyű hozzáférést biztosít az értékes iparági erőforrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal digitális kiadása már teljes mértékben hozzáférhető, egyszerű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
Élvezze a teljes hozzáférést a STAMPING Journal digitális kiadásához, amely a legújabb technológiai fejlesztéseket, legjobb gyakorlatokat és iparági híreket tartalmazza a fémbélyegzési piac számára.
Most teljes hozzáféréssel a The Fabricator en Español digitális kiadásához, és könnyen hozzáférhet az értékes iparági forrásokhoz.
Feladás időpontja: 2022. május 23