În ștanțarea tablei, perlele de tracțiune sunt un element cheie în controlul afluxului de tablă pentru a forma panouri mari. Cele mai multe studii s-au concentrat pe un design cu un singur margel, care oferă legare limitată;doar câteva studii au acoperit mai multe margini de tragere sau alte geometrii. „Drawing Weld Bead Constraints in Sheet Metal Drawing Operations”, un articol despre designul cu un singur cordon publicat în noiembrie/dec.STAMPING Journal 2020, explică faptul că legarea poate fi crescută la unele extinde prin creșterea adâncimii de penetrare a talonului tată și făcând raza talonului mai ascuțită.
Raza mai ascuțită crește deformarea tablei pe măsură ce se îndoaie/se îndreaptă cu fiecare pas, în timp ce curge prin cordonul de tracțiune. Pentru materiale cu ductilitate limitată, cum ar fi aliajele de aluminiu și oțelurile avansate de înaltă rezistență, minimizarea nivelului de deformare per îndoire/ ciclul de non-îndoire prin utilizarea unor raze mai mari ale cordonului de sudură poate ajuta la prevenirea fisurilor tablei. În loc să facă aceste raze mai ascuțite, reținerea poate fi mărită prin creșterea numărului de pași de îndoire/îndreptare (vezi Figura 1).
Scopul acestui studiu a fost acela de a introduce un design hibrid cu un singur șirag/dublu și de a analiza performanța acestei configurații în ceea ce privește forța de legare realizabilă. Designul propus de talon dublu are trei secvențe suplimentare de îndoire și îndreptare și mai multă frecare. decât o singură sferă reglabilă. Acest lucru are ca rezultat o forță de legare mai mare pentru aceeași penetrare a sferului sau capacitatea de a reduce penetrarea sferului pentru a minimiza deformarea foii.
Eșantioanele de aluminiu AA6014-T4 au fost testate pentru a determina modul în care penetrarea granulului central și spațiul dintre adeziv afectează forța de legare. Probele de testare utilizate pentru acest studiu au fost de 51 ± 0,3 mm lățime, 600 mm lungime și 0,902 ± 0,003 mm grosime. Curățați și lubrifiați corespunzător mostrele de tablă și inserțiile cu ulei de șlefuit 61AUS. Inserțiile de bile sunt prelucrate din oțel de scule D2 și tratate termic la HRC 62.
Figura 2 prezintă componentele talonului dublu reglabil utilizate în acest studiu. Același simulator de cordon de tracțiune și sistem de cilindru hidraulic a fost utilizat în studiul discutat în articolul anterior, care prezintă proiectarea sistemului mai detaliat. Întregul ansamblu simulator de cordon de tracțiune este montat. pe o masă de oțel în cadrul mașinii de încercare la tracțiune Instron, iar inserțiile reglabile cu talon dublu sunt montate în simulatorul de cordon de tracțiune.
În timpul experimentului, a fost aplicată o forță de strângere constantă de 34,2 kN pentru a menține spațiul dintre părțile superioare și inferioare ale cordonului de tracțiune constant atunci când foaia a fost trasă peste cordonul de tracțiune. Distanța dintre părțile superioare și inferioare ale cordonului de tracțiune este întotdeauna mai mare. decât grosimea foii și este reglată printr-un set de lame.
Procedura de testare este similară cu cea utilizată în testul cu talon monotunabile descris în articolul precedent. Folosiți un distanțier calibrat pentru a crea spațiul dorit între lame și utilizați un calibre pentru a verifica precizia spațiului. Clema superioară a tracțiunii. aparatul de testare prinde capătul superior al foii, în timp ce capătul inferior al benzii este prins între inserții.
Modelele numerice ale experimentelor cu cordonul trasat au fost dezvoltate folosind software-ul Autoform. Programul folosește o metodă implicită de integrare pentru a simula operațiile de formare, permițând modificarea ușoară a modelului de simulare fără a afecta semnificativ timpul de calcul. Această procedură simplifică testarea matriței și arată o corelație bună cu rezultatele experimentale. Detalii ale modelului numeric sunt prevăzute în articolul precedent.
Au fost efectuate experimente pentru a determina efectul penetrării talonului central asupra performanței sistemului de sferă trasă. Testat cu penetrare de trecere centrală de 6 mm, 10 mm, 13 mm și fără trecere centrală, menținând în același timp spațiul dintre insert și șipcă la 10% din grosimea probei de testat. Au fost efectuate trei teste pentru fiecare configurație geometrică pentru a asigura rezultate consistente.
Figura 3 arată repetabilitatea rezultatelor experimentale pentru penetrarea granulelor de 6 mm în trei specimene, cu o abatere standard medie de 0,33% (20 N).
Figura 1. Într-un design hibrid de sferă de tracțiune, penetrarea reglabilă a sferului oferă o reținere mai mare. Retragerea sferului transformă această sferă de tracțiune într-o configurație tradițională cu un singur șirag.
Figura 4 compară rezultatele experimentale (fără talon central și penetrare de 6, 10 și 13 mm) cu rezultatele simulării. Fiecare curbă experimentală reprezintă media a trei experimente. Se poate observa că există o corelație bună între rezultatele testului și cele ale simulării. , cu o diferență medie a rezultatelor de aproximativ ±1,8%.Rezultatele testului arată clar că creșterea pătrunderii mărgelelor duce la o creștere a forței de legare.
În plus, efectul decalajului asupra forței de reținere a fost analizat pentru configurația cu talon dublu a aluminiului AA6014-T4 cu o înălțime a talonului central de 6 mm. Acest set de experimente a fost efectuat pentru goluri de 5%, 10%, 15% și 20% din grosimea probei. Se menține un spațiu între flanșa insertului și specimen. Rezultatele experimentale și de simulare din Fig. 5 arată aceeași tendință: creșterea distanței poate duce la o reducere semnificativă a reținerii talonului de tracțiune.
Coeficientul de frecare de 0,14 a fost ales prin inginerie inversă. Apoi a fost utilizat un model numeric al sistemului de cordon de tracțiune pentru a înțelege efectul spațiului dintre tablă și flanșă pentru goluri de 10%, 15% și 20% din grosimea tablei. Pentru un 5 Gap %, diferența dintre rezultatele simulate și cele experimentale este de 10,5%;pentru goluri mai mari, diferența este mai mică. În general, această discrepanță între simulare și experiment poate fi atribuită deformării prin forfecare prin grosime, care este posibil să nu fie surprinsă de modelul numeric în formularea cochiliei.
De asemenea, a fost investigat efectul unui decalaj fără margine centrală (un șirag lat) asupra legăturii. Acest set de experimente a fost efectuat și pentru goluri de 5%, 10%, 15% și 20% din grosimea foii. Figura 6 compară rezultate experimentale și de simulare, care arată o corelație bună.
Acest studiu a demonstrat că introducerea unui talon central a putut schimba forța de legare cu un factor mai mare de 2. Pentru țagla din aluminiu AA6014-T4, s-a observat o tendință de scădere a forței de reținere pe măsură ce s-a deschis spațiul de flanșă. modelul numeric dezvoltat al fluxului de tablă între suprafețele talonului de tracțiune arată o corelație generală bună cu rezultatele experimentale și cu siguranță poate facilita procesul de încercare.
Autorii ar dori să-i mulțumească Dr. Dajun Zhou de la Stellantis pentru sfaturile sale valoroase și discuțiile utile despre rezultatele proiectului.
STAMPING Journal este singurul jurnal din industrie dedicat să servească nevoile pieței de ștanțare a metalelor. Din 1989, publicația acoperă tehnologii de ultimă oră, tendințe din industrie, bune practici și știri pentru a ajuta profesioniștii în ștanțare să-și conducă afacerea mai eficient.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a The FABRICATOR, acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Ediția digitală a The Tube & Pipe Journal este acum complet accesibilă, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Bucurați-vă de acces complet la ediția digitală a Jurnalului STAMPING, care oferă cele mai recente progrese tehnologice, cele mai bune practici și știri din industrie pentru piața de ștanțare a metalelor.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a The Fabricator en Español, acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Ora postării: 23-mai-2022