Pri lisovaní plechu sú lemy kľúčovým prvkom pri riadení prítoku plechu na vytvorenie veľkých panelov. Väčšina štúdií sa zamerala na dizajn s jednou guľôčkou, ktorý poskytuje obmedzenú väzbu;len niekoľko štúdií pokrylo viaceré ťahané guľôčky alebo iné geometrie.“ Obmedzenia kreslenia zvarových guľôčok pri operáciách ťahania plechu,“ článok o dizajne jednej guľôčky publikovaný v novembri/decembri. zväčšením hĺbky prieniku samčej guľôčky a tým, že polomer guľôčky bude viac špicatý.
Ostrejší polomer zväčšuje deformáciu plechu pri jeho ohýbaní/narovnávaní pri každom kroku, zatiaľ čo preteká pätkou. Pre materiály s obmedzenou ťažnosťou, ako sú hliníkové zliatiny a pokročilé vysokopevnostné ocele, minimalizácia úrovne deformácie na ohyb/ cyklus neohýbania použitím väčších polomerov zvarovej húsenice môže pomôcť zabrániť praskaniu plechu. Namiesto ostrejšieho polomeru možno obmedzenie zvýšiť zvýšením počtu krokov ohýbania/narovnávania (pozri obrázok 1).
Účelom tejto štúdie bolo predstaviť hybridný dizajn s jednou guľôčkou/dvojitou guľôčkou a analyzovať výkonnosť tejto konfigurácie z hľadiska jej dosiahnuteľnej väzbovej sily. Navrhovaný dizajn s dvojitou guľôčkou má tri ďalšie sekvencie ohýbania a vyrovnávania a väčšie trenie. Výsledkom je vyššia väzbová sila pre rovnakú penetráciu guľôčky alebo schopnosť znížiť penetráciu guľôčky, aby sa minimalizovala deformácia listu.
Hliníkové vzorky AA6014-T4 boli testované, aby sa určilo, ako penetrácia stredovej guľôčky a medzera medzi lepidlom ovplyvňujú väzbovú silu. Testovacie vzorky použité pre túto štúdiu boli 51 ± 0,3 mm široké, 600 mm dlhé a 0,902 ± 0,003 mm hrubé. Vyčistite a riadne namažte vzorky plechov a vložky pomocou brúsneho oleja 61AUS. Vložky s ťahanými perlami sú opracované z nástrojovej ocele D2 a tepelne spracované na HRC 62.
Obrázok 2 zobrazuje komponenty laditeľnej dvojitej pätky použitej v tejto štúdii. Rovnaký simulátor ťažnej pätky a systém hydraulického valca bol použitý v štúdii diskutovanej v predchádzajúcom článku, ktorý predstavuje návrh systému podrobnejšie. Celá zostava simulátora ťažnej pätky je namontovaná na oceľovom stole v ráme stroja na skúšanie ťahu Instron a nastaviteľné vložky s dvoma pätkami sú namontované v simulátore ťažnej pätky.
Počas experimentu bola aplikovaná konštantná upínacia sila 34,2 kN, aby sa medzera medzi hornou a spodnou časťou sťahovacej lišty udržala konzistentná, keď bola plachta pretiahnutá cez sťahovaciu lištu. Medzera medzi hornou a spodnou časťou sťahovacej lišty je vždy väčšia ako je hrúbka plechu a upravuje sa súpravou podložiek.
Skúšobný postup je podobný ako pri skúške monoladiteľných guľôčok opísanom v predchádzajúcom článku.Na vytvorenie požadovanej medzery medzi lopatkami použite kalibrovanú rozperu a pomocou špáromeru overte presnosť medzery.Horná svorka ťahadla testovacie zariadenie upne horný koniec listu, zatiaľ čo spodný koniec pásu sa upne medzi vložky.
Numerické modely ťažných experimentov boli vyvinuté pomocou softvéru Autoform. Program využíva metódu implicitnej integrácie na simuláciu tvárniacich operácií, čo umožňuje jednoduchú úpravu simulačného modelu bez výrazného ovplyvnenia výpočtového času. Tento postup zjednodušuje skúšanie formy a vykazuje dobrú koreláciu s experimentálnymi výsledkami. Podrobnosti numerického modelu sú uvedené v predchádzajúcom článku.
Boli uskutočnené experimenty na určenie vplyvu prenikania stredovej guľôčky na výkonnosť systému ťahaných guľôčok. Testované s penetráciou stredovým priechodom 6 mm, 10 mm, 13 mm a bez stredového priechodu, pričom sa medzera medzi vložkou a lištou udržiavala na 10 % hrúbky testovanej vzorky. Pre každú geometrickú konfiguráciu boli vykonané tri testy, aby sa zabezpečili konzistentné výsledky.
Obrázok 3 ukazuje opakovateľnosť experimentálnych výsledkov pre 6 mm penetráciu guľôčok v troch vzorkách, s priemernou štandardnou odchýlkou 0,33 % (20 N).
Obrázok 1. V dizajne hybridnej ťažnej pätky poskytuje nastaviteľný prienik pätky väčšie obmedzenie. Zatiahnutím pätky sa táto ťažná pätka premení na tradičnú konfiguráciu jednej pätky.
Obrázok 4 porovnáva experimentálne výsledky (žiadna stredová guľôčka a penetrácia 6, 10 a 13 mm) s výsledkami simulácie. Každá experimentálna krivka predstavuje priemer troch experimentov. Je možné vidieť, že medzi výsledkami testu a simulácie existuje dobrá korelácia s priemerným rozdielom vo výsledkoch asi ± 1,8 %. Výsledky testu jasne ukazujú, že zvýšená penetrácia guľôčok vedie k zvýšeniu väzbovej sily.
Okrem toho sa analyzoval vplyv medzery na obmedzujúcu silu pre konfiguráciu dvojitého lemu hliníka AA6014-T4 s výškou stredového lemu 6 mm. Tento súbor experimentov sa uskutočnil pre medzery 5 %, 10 %, 15 %. a 20 % hrúbky vzorky. Medzi prírubou vložky a vzorkou je zachovaná medzera. Experimentálne výsledky a výsledky simulácie na obr. 5 ukazujú rovnaký trend: zväčšenie medzery môže viesť k významnému zníženiu obmedzenia pätky.
Koeficient trenia 0,14 bol zvolený reverzným inžinierstvom. Na pochopenie vplyvu medzery medzi plechom a prírubou pre medzery hrúbky plechu 10 %, 15 % a 20 % sa potom použil numerický model systému ťažnej pätky. % medzery, rozdiel medzi simulovanými a experimentálnymi výsledkami je 10,5 %;pre väčšie medzery je rozdiel menší. Celkovo možno tento nesúlad medzi simuláciou a experimentom pripísať šmykovej deformácii cez hrúbku, ktorú numerický model vo formulácii škrupiny nemusí zachytiť.
Skúmal sa aj vplyv medzery bez stredového lemu (jeden široký lem) na väzbu. Tento súbor experimentov sa tiež vykonal pre medzery s hrúbkou 5 %, 10 %, 15 % a 20 % hrúbky plechu. Obrázok 6 porovnáva experimentálne a simulačné výsledky ukazujúce dobrú koreláciu.
Táto štúdia preukázala, že zavedenie stredového lemu dokázalo zmeniť väzbovú silu o faktor viac ako 2. V prípade hliníkového predvalku AA6014-T4 sa pozoroval trend znižovania obmedzujúcej sily, keď sa otvárala prírubová medzera. vyvinutý numerický model toku plechu medzi povrchmi pätky ukazuje celkovo dobrú koreláciu s experimentálnymi výsledkami a môže určite uľahčiť skúšobný proces.
Autori by sa chceli poďakovať Dr. Dajunovi Zhouovi zo Stellantis za jeho cenné rady a užitočnú diskusiu o výsledkoch projektu.
STAMPING Journal je jediný priemyselný časopis, ktorý sa venuje potrebám trhu s lisovaním kovov. Od roku 1989 publikácia pokrýva špičkové technológie, trendy v odvetví, osvedčené postupy a novinky, aby pomohla odborníkom na lisovanie efektívnejšie riadiť ich podnikanie.
Teraz s úplným prístupom k digitálnemu vydaniu The FABRICATOR, jednoduchým prístupom k cenným priemyselným zdrojom.
Digitálne vydanie časopisu The Tube & Pipe Journal je teraz plne prístupné a poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Užite si plný prístup k digitálnemu vydaniu časopisu STAMPING Journal, ktorý poskytuje najnovšie technologické pokroky, osvedčené postupy a novinky z odvetvia pre trh lisovania kovov.
Teraz s úplným prístupom k digitálnemu vydaniu The Fabricator en Español, jednoduchým prístupom k cenným priemyselným zdrojom.
Čas odoslania: 23. mája 2022