Dalam stamping lembaran logam, drawbeads adalah elemen kunci dalam mengendalikan aliran masuk lembaran logam untuk membentuk panel besar. Sebagian besar penelitian berfokus pada desain manik tunggal, yang memberikan pengikatan terbatas;hanya sedikit penelitian yang mencakup beberapa manik tarik atau geometri lainnya.”Menggambar Batasan Manik Las dalam Operasi Menggambar Lembaran Logam,” sebuah artikel tentang desain manik tunggal yang diterbitkan Nov/Des. Jurnal STAMPING 2020, menjelaskan bahwa pengikatan dapat ditingkatkan menjadi beberapa sejauh mana dengan meningkatkan kedalaman penetrasi manik jantan dan membuat jari-jari manik lebih runcing.
Jari-jari yang lebih tajam meningkatkan deformasi lembaran logam saat dibengkokkan/diluruskan pada setiap langkah, saat mengalir melalui drawbead. Untuk material dengan keuletan terbatas, seperti paduan aluminium dan baja berkekuatan tinggi yang canggih, meminimalkan tingkat deformasi per pembengkokan/ siklus non-pembengkokan dengan menggunakan jari-jari manik las yang lebih besar dapat membantu mencegah retaknya lembaran logam. Daripada mempertajam jari-jari ini, pengekangan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan jumlah langkah pembengkokan/pelurusan (lihat Gambar 1).
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperkenalkan desain manik tunggal/manik ganda hibrida dan menganalisis kinerja konfigurasi ini dalam hal kekuatan pengikatan yang dapat dicapai. Desain manik ganda yang diusulkan memiliki tiga rangkaian tambahan yaitu pembengkokan dan pelurusan, serta lebih banyak gesekan. daripada manik tunggal yang dapat disesuaikan. Hal ini menghasilkan gaya pengikatan yang lebih tinggi untuk penetrasi manik yang sama atau kemampuan untuk mengurangi penetrasi manik untuk meminimalkan deformasi lembaran.
Spesimen aluminium AA6014-T4 diuji untuk mengetahui pengaruh penetrasi center bead dan celah antar perekat terhadap gaya ikat. Sampel uji yang digunakan untuk penelitian ini berukuran lebar 51 ± 0,3 mm, panjang 600 mm, dan tebal 0,902 ± 0,003 mm. Bersihkan dan lumasi dengan benar sampel lembaran dan sisipan dengan Minyak Gerinda 61AUS. Sisipan drawbead dikerjakan dari baja perkakas D2 dan diberi perlakuan panas hingga HRC 62.
Gambar 2 menunjukkan komponen merdu double bead yang digunakan dalam penelitian ini. Simulator drawbead dan sistem silinder hidrolik yang sama digunakan pada penelitian yang dibahas pada artikel sebelumnya, yang menyajikan desain sistem lebih detail. Seluruh rakitan simulator drawbead sudah terpasang di atas meja baja dalam rangka mesin uji tarik Instron, dan sisipan manik ganda yang dapat disesuaikan dipasang di simulator drawbead.
Selama percobaan, gaya penjepitan konstan sebesar 34,2 kN diterapkan untuk menjaga jarak antara bagian atas dan bawah drawbead tetap konsisten ketika lembaran ditarik melewati drawbead. Celah antara bagian atas dan bawah drawbead selalu lebih besar dari ketebalan lembaran, dan disesuaikan dengan satu set shim.
Prosedur pengujian serupa dengan yang digunakan dalam pengujian manik monotunable yang dijelaskan dalam artikel sebelumnya. Gunakan pengatur jarak yang telah dikalibrasi untuk membuat celah yang diinginkan di antara bilah dan gunakan pengukur rasa untuk memverifikasi keakuratan celah tersebut. Penjepit atas tarik alat penguji menjepit ujung atas lembaran, sedangkan ujung bawah strip dijepit di antara sisipan.
Model numerik percobaan drawbead dikembangkan menggunakan perangkat lunak Autoform. Program ini menggunakan metode integrasi implisit untuk mensimulasikan operasi pembentukan, memungkinkan modifikasi model simulasi dengan mudah tanpa mempengaruhi waktu komputasi secara signifikan. Prosedur ini menyederhanakan uji coba cetakan dan menunjukkan korelasi yang baik dengan hasil eksperimen. Detail model numerik disediakan di artikel sebelumnya.
Eksperimen dilakukan untuk mengetahui pengaruh penetrasi manik tengah terhadap kinerja sistem manik yang ditarik. Diuji dengan penetrasi lintasan tengah 6 mm, 10 mm, 13 mm dan tanpa lintasan tengah dengan tetap menjaga jarak antara sisipan dan bilah sebesar 10% dari ketebalan benda uji. Tiga tes dilakukan untuk setiap konfigurasi geometri untuk memastikan hasil yang konsisten.
Gambar 3 menunjukkan keterulangan hasil percobaan penetrasi bead 6 mm pada tiga benda uji, dengan simpangan baku rata-rata 0,33% (20 N).
Gambar 1. Dalam desain manik tarik hibrid, penetrasi manik yang dapat disesuaikan memberikan pengekangan yang lebih besar. Menarik kembali manik akan mengubah manik tarik ini menjadi konfigurasi manik tunggal tradisional.
Gambar 4 membandingkan hasil percobaan (tanpa manik tengah dan penetrasi 6, 10 dan 13 mm) dengan hasil simulasi. Setiap kurva percobaan mewakili mean dari tiga percobaan. Terlihat adanya korelasi yang baik antara hasil pengujian dan simulasi. , dengan perbedaan hasil rata-rata sekitar ±1,8%. Hasil pengujian dengan jelas menunjukkan bahwa peningkatan penetrasi manik menyebabkan peningkatan gaya pengikatan.
Selain itu, pengaruh celah terhadap gaya penahan dianalisis untuk konfigurasi manik ganda aluminium AA6014-T4 dengan tinggi manik tengah 6 mm. Rangkaian percobaan ini dilakukan untuk celah 5%, 10%, 15% dan 20% dari ketebalan spesimen. Celah dipertahankan antara flensa sisipan dan spesimen. Hasil eksperimen dan simulasi pada Gambar 5 menunjukkan tren yang sama: peningkatan celah dapat menyebabkan penurunan yang signifikan dalam pengekangan drawbead.
Koefisien gesekan 0,14 dipilih melalui rekayasa balik. Model numerik dari sistem drawbead kemudian digunakan untuk memahami pengaruh celah antara lembaran dan flensa untuk celah ketebalan lembaran logam 10%, 15% dan 20%.Untuk 5 % gap, selisih hasil simulasi dan eksperimen sebesar 10,5%;untuk celah yang lebih besar, perbedaannya lebih kecil. Secara keseluruhan, perbedaan antara simulasi dan eksperimen ini dapat disebabkan oleh deformasi geser melalui ketebalan, yang mungkin tidak ditangkap oleh model numerik dalam formulasi cangkang.
Pengaruh celah tanpa manik tengah (satu manik lebar) pada pengikatan juga diselidiki. Rangkaian percobaan ini juga dilakukan untuk celah 5%, 10%, 15% dan 20% dari ketebalan lembaran. Gambar 6 membandingkan Hasil eksperimen dan simulasi menunjukkan korelasi yang baik.
Studi ini menunjukkan bahwa penggunaan manik tengah mampu mengubah gaya pengikat sebanyak lebih dari 2 kali lipat. Untuk billet aluminium AA6014-T4, terdapat tren penurunan gaya penahan saat celah flensa dibuka. Model numerik aliran lembaran logam yang dikembangkan antara permukaan drawbead menunjukkan korelasi yang baik secara keseluruhan dengan hasil eksperimen dan tentunya dapat mempermudah proses uji coba.
Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Dr. Dajun Zhou dari Stellantis atas nasihatnya yang berharga dan diskusinya yang bermanfaat mengenai hasil proyek.
STAMPING Journal adalah satu-satunya jurnal industri yang didedikasikan untuk melayani kebutuhan pasar stamping logam. Sejak tahun 1989, publikasi ini telah meliput teknologi mutakhir, tren industri, praktik terbaik, dan berita untuk membantu para profesional stamping menjalankan bisnis mereka dengan lebih efisien.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini dapat diakses sepenuhnya, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar stamping logam.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Waktu posting: 23 Mei-2022