Dalam pengecapan kepingan logam, drawbeads ialah elemen utama dalam mengawal aliran masuk kepingan logam untuk membentuk panel besar.Kebanyakan kajian memfokuskan pada reka bentuk manik tunggal, yang menyediakan pengikatan terhad;hanya beberapa kajian telah merangkumi berbilang manik tarik atau geometri lain."Melukis Kekangan Manik Kimpalan dalam Operasi Lukisan Logam Lembaran," artikel mengenai reka bentuk manik tunggal yang diterbitkan pada Nov/Dis.STAMPING Journal 2020, menjelaskan bahawa pengikatan boleh ditingkatkan kepada beberapa tahap dengan meningkatkan kedalaman penembusan manik lelaki dan menjadikan jejari manik lebih runcing.
Jejari yang lebih tajam meningkatkan ubah bentuk kepingan logam apabila ia membengkok/meluruskan dengan setiap langkah, semasa ia mengalir melalui drawbead. Untuk bahan dengan kemuluran terhad, seperti aloi aluminium dan keluli berkekuatan tinggi termaju, meminimumkan tahap ubah bentuk setiap lenturan/ kitaran tidak lentur dengan menggunakan jejari manik kimpalan yang lebih besar boleh membantu mengelakkan keretakan kepingan logam. Daripada menjadikan jejari ini lebih tajam, sekatan boleh ditingkatkan dengan menambah bilangan langkah lentur/lurus (lihat Rajah 1).
Tujuan kajian ini adalah untuk memperkenalkan reka bentuk manik tunggal/dwi-manik hibrid dan menganalisis prestasi konfigurasi ini dari segi daya ikatan yang boleh dicapai. Reka bentuk dwi manik yang dicadangkan mempunyai tiga jujukan tambahan lenturan dan pelurus, dan lebih banyak geseran. daripada satu manik boleh laras. Ini menghasilkan daya ikatan yang lebih tinggi untuk penembusan manik yang sama atau keupayaan untuk mengurangkan penembusan manik untuk meminimumkan ubah bentuk kepingan.
Spesimen aluminium AA6014-T4 telah diuji untuk menentukan bagaimana penembusan manik tengah dan jurang antara pelekat mempengaruhi daya ikatan. Sampel ujian yang digunakan untuk kajian ini ialah 51 ± 0.3 mm lebar, 600 mm panjang, dan 0.902 ± 0.003 mm tebal. Bersihkan dan lumurkan dengan betul sampel dan sisipan kepingan dengan Minyak Pengisar 61AUS. Sisipan Drawbead dimesin daripada keluli alat D2 dan dirawat haba kepada HRC 62.
Rajah 2 menunjukkan komponen manik berganda boleh tala yang digunakan dalam kajian ini. Simulator drawbead dan sistem silinder hidraulik yang sama digunakan dalam kajian yang dibincangkan dalam artikel sebelum ini, yang membentangkan reka bentuk sistem dengan lebih terperinci. Keseluruhan pemasangan simulator drawbead dipasang pada meja keluli dalam rangka mesin ujian tegangan Instron, dan sisipan dwi-manik boleh laras dipasang dalam simulator pancing.
Semasa eksperimen, daya pengapit malar sebanyak 34.2 kN digunakan untuk memastikan jurang antara bahagian atas dan bawah manik seri adalah konsisten apabila helaian ditarik ke atas manik seri. Jurang antara bahagian atas dan bawah manik seri sentiasa lebih besar. daripada ketebalan helaian, dan dilaraskan oleh set shim.
Prosedur ujian adalah serupa dengan yang digunakan dalam ujian manik monotunable yang diterangkan dalam artikel sebelumnya.Gunakan pengatur jarak yang ditentukur untuk mencipta jurang yang diingini antara bilah dan gunakan tolok perasa untuk mengesahkan ketepatan jurang. Pengapit atas tegangan radas ujian mengapit hujung atas helaian, manakala hujung bawah jalur diapit di antara sisipan.
Model berangka eksperimen drawbead telah dibangunkan menggunakan perisian Autoform. Program ini menggunakan kaedah penyepaduan tersirat untuk mensimulasikan operasi membentuk, membolehkan pengubahsuaian mudah model simulasi tanpa menjejaskan masa pengiraan dengan ketara. Prosedur ini memudahkan percubaan acuan dan menunjukkan korelasi yang baik dengan keputusan eksperimen. Butiran daripada model berangka disediakan dalam artikel sebelumnya.
Eksperimen telah dijalankan untuk menentukan kesan penembusan manik tengah terhadap prestasi sistem manik yang dilukis. Diuji dengan penembusan hantaran tengah 6mm, 10mm, 13mm dan tiada hantaran tengah sambil mengekalkan jurang antara sisipan dan larik pada 10% daripada ketebalan spesimen ujian. Tiga ujian telah dilakukan untuk setiap konfigurasi geometri untuk memastikan keputusan yang konsisten.
Rajah 3 menunjukkan kebolehulangan keputusan eksperimen untuk penembusan manik 6 mm dalam tiga spesimen, dengan sisihan piawai purata 0.33% (20 N).
Rajah 1. Dalam reka bentuk manik tarik hibrid, penembusan manik boleh laras memberikan sekatan yang lebih besar. Menarik balik manik menukar manik tarik ini kepada konfigurasi manik tunggal tradisional.
Rajah 4 membandingkan keputusan eksperimen (tiada manik tengah dan penembusan 6, 10 dan 13 mm) dengan hasil simulasi.Setiap lengkung eksperimen mewakili min bagi tiga eksperimen. Dapat dilihat bahawa terdapat korelasi yang baik antara keputusan ujian dan simulasi , dengan purata perbezaan dalam keputusan kira-kira ±1.8%.Keputusan ujian jelas menunjukkan bahawa peningkatan penembusan manik membawa kepada peningkatan daya ikatan.
Di samping itu, kesan jurang pada daya sekatan dianalisis untuk konfigurasi manik dua kali ganda aluminium AA6014-T4 dengan ketinggian manik tengah 6 mm. Set eksperimen ini dilakukan untuk jurang 5%, 10%, 15% dan 20% daripada ketebalan spesimen. Jurang dikekalkan antara bebibir sisipan dan spesimen. Keputusan eksperimen dan simulasi dalam Rajah 5 menunjukkan trend yang sama: meningkatkan jurang boleh membawa kepada pengurangan ketara dalam sekatan drawbead.
Pekali geseran 0.14 dipilih oleh kejuruteraan terbalik. Model berangka sistem drawbead kemudiannya digunakan untuk memahami kesan jurang antara kepingan dan bebibir untuk 10%, 15% dan 20% jurang ketebalan logam kepingan. Untuk 5 % jurang, perbezaan antara keputusan simulasi dan eksperimen ialah 10.5%;untuk jurang yang lebih besar, perbezaannya adalah lebih kecil. Secara keseluruhan, percanggahan antara simulasi dan eksperimen ini boleh dikaitkan dengan ubah bentuk ricih ketebalan melalui, yang mungkin tidak ditangkap oleh model berangka dalam rumusan cangkerang.
Kesan jurang tanpa manik tengah (satu manik lebar) pada pengikatan juga disiasat. Set eksperimen ini juga dilakukan untuk jurang 5%, 10%, 15% dan 20% daripada ketebalan kepingan. Rajah 6 membandingkan keputusan eksperimen dan simulasi, menunjukkan korelasi yang baik.
Kajian ini menunjukkan bahawa pengenalan manik tengah mampu mengubah daya ikatan dengan faktor lebih daripada 2. Untuk bilet aluminium AA6014-T4, arah aliran diperhatikan untuk mengurangkan daya penahan apabila jurang bebibir dibuka. model berangka aliran logam kepingan yang dibangunkan antara permukaan drawbead menunjukkan korelasi yang baik secara keseluruhan dengan keputusan eksperimen dan pastinya boleh memudahkan proses percubaan.
Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Dr. Dajun Zhou dari Stellantis atas nasihatnya yang berharga dan perbincangan yang berguna tentang hasil projek.
Jurnal STAMPING ialah satu-satunya jurnal industri yang didedikasikan untuk memenuhi keperluan pasaran pengecapan logam. Sejak tahun 1989, penerbitan itu meliputi teknologi termaju, trend industri, amalan terbaik dan berita untuk membantu profesional pengecap menjalankan perniagaan mereka dengan lebih cekap.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital The FABRICATOR, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini boleh diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Nikmati akses penuh kepada edisi digital Jurnal STAMPING, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran pengecapan logam.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Masa siaran: Mei-23-2022