Trong dập kim loại tấm, hạt kéo là yếu tố then chốt trong việc kiểm soát dòng kim loại tấm đi vào để tạo thành các tấm lớn. Hầu hết các nghiên cứu đều tập trung vào thiết kế một hạt, mang lại khả năng liên kết hạn chế;chỉ một số nghiên cứu đề cập đến nhiều hạt kéo hoặc các dạng hình học khác. "Vẽ các ràng buộc về hạt hàn trong hoạt động vẽ kim loại tấm", một bài báo về thiết kế một hạt được xuất bản vào tháng 11/tháng 12.Tạp chí STAMPING năm 2020, giải thích rằng sự ràng buộc có thể được tăng lên một số mức độ bằng cách tăng độ sâu thâm nhập của hạt nam và làm cho bán kính của hạt nhọn hơn.
Bán kính sắc nét hơn làm tăng độ biến dạng của tấm kim loại khi nó uốn cong/duỗi thẳng theo từng bước, trong khi nó chảy qua hạt kéo. Đối với các vật liệu có độ dẻo hạn chế, chẳng hạn như hợp kim nhôm và thép cường độ cao tiên tiến, giảm thiểu mức độ biến dạng mỗi lần uốn/ Chu trình không uốn bằng cách sử dụng bán kính đường hàn lớn hơn có thể giúp ngăn ngừa nứt kim loại tấm. Thay vì làm cho các bán kính này sắc nét hơn, có thể tăng khả năng hạn chế bằng cách tăng số bước uốn/làm thẳng (xem Hình 1).
Mục đích của nghiên cứu này là giới thiệu thiết kế hạt đơn/hạt kép kết hợp và phân tích hiệu suất của cấu hình này về mặt lực liên kết có thể đạt được của nó. Thiết kế hạt kép được đề xuất có thêm ba trình tự uốn cong và duỗi thẳng, đồng thời ma sát nhiều hơn so với một hạt có thể điều chỉnh được. Điều này dẫn đến lực liên kết cao hơn cho cùng một độ xuyên của hạt hoặc khả năng giảm độ xuyên của hạt để giảm thiểu biến dạng của tấm.
Các mẫu nhôm AA6014-T4 đã được thử nghiệm để xác định mức độ xuyên thấu của hạt ở giữa và khoảng cách giữa chất kết dính ảnh hưởng đến lực liên kết. Các mẫu thử nghiệm được sử dụng cho nghiên cứu này có chiều rộng 51 ± 0,3 mm, dài 600 mm và dày 0,902 ± 0,003 mm. Làm sạch và bôi trơn đúng cách các mẫu tấm và hạt dao bằng Dầu mài 61AUS. Hạt dao hạt dao được gia công từ thép công cụ D2 và được xử lý nhiệt theo HRC 62.
Hình 2 cho thấy các thành phần của hạt đôi có thể điều chỉnh được sử dụng trong nghiên cứu này. Hệ thống mô phỏng hạt rút và xi lanh thủy lực tương tự đã được sử dụng trong nghiên cứu được thảo luận ở bài viết trước, trình bày thiết kế hệ thống chi tiết hơn. Toàn bộ cụm mô phỏng hạt rút được lắp vào trên một bàn thép trong khung của máy kiểm tra độ bền kéo Instron và các hạt chèn hạt kép có thể điều chỉnh được gắn trong bộ mô phỏng hạt rút.
Trong quá trình thử nghiệm, một lực kẹp không đổi 34,2 kN đã được áp dụng để giữ khoảng cách giữa phần trên và phần dưới của hạt kéo luôn ổn định khi tấm vải được kéo qua hạt kéo. Khoảng cách giữa phần trên và phần dưới của hạt kéo luôn lớn hơn hơn độ dày của tấm và được điều chỉnh bằng bộ miếng chêm.
Quy trình kiểm tra tương tự như quy trình được sử dụng trong thử nghiệm hạt đơn điều chỉnh được mô tả trong bài viết trước. Sử dụng miếng đệm đã hiệu chỉnh để tạo khoảng cách mong muốn giữa các lưỡi dao và sử dụng thước đo cảm biến để xác minh độ chính xác của khoảng cách. Kẹp phía trên của độ bền kéo thiết bị kiểm tra kẹp đầu trên của tờ giấy, trong khi đầu dưới của dải được kẹp giữa các phần chèn.
Các mô hình số của thí nghiệm hạt rút được phát triển bằng phần mềm Autoform. Chương trình sử dụng phương pháp tích hợp ngầm để mô phỏng các hoạt động tạo hình, cho phép dễ dàng sửa đổi mô hình mô phỏng mà không ảnh hưởng đáng kể đến thời gian tính toán. Quy trình này đơn giản hóa việc thử khuôn và cho thấy mối tương quan tốt với kết quả thử nghiệm. Chi tiết của mô hình số đã được cung cấp ở bài viết trước.
Các thí nghiệm đã được tiến hành để xác định ảnh hưởng của độ xuyên tâm của hạt đến hiệu suất của hệ thống hạt rút. Đã được thử nghiệm với độ xuyên qua tâm 6 mm, 10 mm, 13mm và không có đường xuyên tâm trong khi vẫn duy trì khoảng cách giữa hạt chèn và thanh tiện ở mức 10% độ dày của mẫu thử. Ba thử nghiệm đã được thực hiện cho từng cấu hình hình học để đảm bảo kết quả nhất quán.
Hình 3 cho thấy độ lặp lại của kết quả thí nghiệm đối với độ xuyên thấu hạt 6 mm trong ba mẫu thử, với độ lệch chuẩn trung bình là 0,33% (20 N).
Hình 1. Trong thiết kế hạt kéo lai, độ xuyên thấu có thể điều chỉnh của hạt mang lại khả năng kiềm chế tốt hơn. Việc rút hạt sẽ chuyển hạt kéo này thành cấu hình hạt đơn truyền thống.
Hình 4 so sánh kết quả thực nghiệm (không có hạt ở giữa và độ xuyên 6, 10 và 13 mm) với kết quả mô phỏng. Mỗi đường cong thử nghiệm biểu thị giá trị trung bình của ba thí nghiệm. Có thể thấy rằng có mối tương quan tốt giữa kết quả thử nghiệm và mô phỏng , với chênh lệch trung bình trong kết quả khoảng ±1,8%. Kết quả thử nghiệm cho thấy rõ ràng rằng việc tăng độ xuyên của hạt dẫn đến tăng lực liên kết.
Ngoài ra, ảnh hưởng của khe hở đến lực cản đã được phân tích đối với cấu hình hạt đôi của nhôm AA6014-T4 với chiều cao hạt ở giữa là 6 mm. Bộ thí nghiệm này được thực hiện với các khe hở 5%, 10%, 15% và 20% độ dày mẫu thử. Khe hở được duy trì giữa mặt bích của vật chèn và mẫu thử. Kết quả thử nghiệm và mô phỏng trong Hình 5 cho thấy xu hướng tương tự: việc tăng khe hở có thể dẫn đến giảm đáng kể khả năng kiềm chế của hạt rút.
Hệ số ma sát 0,14 đã được chọn bằng kỹ thuật đảo ngược. Sau đó, một mô hình số của hệ thống hạt rút đã được sử dụng để hiểu tác động của khe hở giữa tấm và mặt bích đối với các khe hở có độ dày kim loại tấm 10%, 15% và 20%. Đối với 5 % chênh lệch giữa kết quả mô phỏng và thực nghiệm là 10,5%;đối với các khoảng trống lớn hơn, sự khác biệt sẽ nhỏ hơn. Nhìn chung, sự khác biệt giữa mô phỏng và thử nghiệm này có thể được quy cho biến dạng cắt xuyên chiều dày, có thể không được mô hình số trong công thức vỏ ghi lại.
Ảnh hưởng của khe hở không có hạt trung tâm (một hạt rộng) đến sự liên kết cũng đã được nghiên cứu. Bộ thí nghiệm này cũng được thực hiện đối với các khoảng trống 5%, 10%, 15% và 20% độ dày của tấm. Hình 6 so sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng cho thấy mối tương quan tốt.
Nghiên cứu này đã chứng minh rằng việc đưa hạt ở giữa vào có thể thay đổi lực liên kết theo hệ số lớn hơn 2. Đối với phôi nhôm AA6014-T4, người ta quan sát thấy xu hướng giảm lực cản khi khe hở mặt bích được mở ra. mô hình số được phát triển về dòng chảy kim loại tấm giữa các bề mặt hạt kéo cho thấy mối tương quan tổng thể tốt với kết quả thử nghiệm và chắc chắn có thể giúp quá trình thử dễ dàng hơn.
Các tác giả xin cảm ơn Tiến sĩ Dajun Chu của Stellantis vì những lời khuyên quý báu và những thảo luận hữu ích về kết quả dự án.
Tạp chí STAMPING là tạp chí công nghiệp duy nhất chuyên phục vụ nhu cầu của thị trường dập kim loại. Kể từ năm 1989, ấn phẩm này đã đề cập đến các công nghệ tiên tiến, xu hướng của ngành, các phương pháp hay nhất và tin tức nhằm giúp các chuyên gia về dập kim loại điều hành hoạt động kinh doanh của họ hiệu quả hơn.
Giờ đây với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Phiên bản kỹ thuật số của The Tube & Pipe Journal hiện hoàn toàn có thể truy cập được, giúp bạn dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào ấn bản kỹ thuật số của Tạp chí STAMPING, nơi cung cấp những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức trong ngành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The Fabricator en Español, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Thời gian đăng: 23-05-2022