Επιδράσεις τριβής και λίπανσης σε διαδικασίες σφράγισης μετάλλων
Κατά τη διαδικασία σφράγισης λαμαρίνας, το φύλλο είναι πάντα σε επαφή με το εργαλείο. Αυτή η επαφή δεν είναι στατική αλλά δυναμική γιατί η μεταλλική πλάκα ρέει πάνω από την επιφάνεια του εργαλείου, δηλαδή υπάρχει σχετική κίνηση μεταξύ της πλάκας και του εργαλείου. Παρόλο που οι επιφάνειες φύλλων και εργαλείων φαίνονται λείες χωρίς υποβοηθούμενη όραση, κάτω από ένα μικροσκόπιο αποκαλύπτουν πολύπλοκα σχήματα.
Οι επιφάνειες φύλλων και εργαλείων έχουν κατανομές τραχύτητας που αποτελούνται από μια σειρά από κορυφές και κοιλάδες διαφορετικών υψών, βάθους και αποστάσεων, όπως φαίνεται στα σχήματα 1 και 2. Η κατανομή τραχύτητας της λαμαρίνας θα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του υλικού, την ποιότητα και επίστρωση, ενώ η κατανομή τραχύτητας των εργαλείων θα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του υλικού και τον τρόπο κατεργασίας τους.
Λόγω αυτών των ανωμαλιών στις επιφάνειες του φύλλου και του εργαλείου, υπάρχει αντίσταση στη σχετική κίνηση. Με απλά λόγια, αυτή η αντίσταση στη σχετική κίνηση ονομάζεται «τριβή», γι' αυτό και εφαρμόζονται λιπαντικά σε μεταλλικές πλάκες για να μειώσουν την αντίστασή τους και επομένως να μειώσουν την τριβή. Ο λόγος μεταξύ της δύναμης τριβής και της δύναμης επαφής δύο κινούμενων αντικειμένων αντιπροσωπεύεται από τον συντελεστή τριβής "μ", η τιμή του οποίου εξαρτάται από το ίδιο το τριβολογικό σύστημα και τη διαδικασία σχηματισμού, όπως η θερμοκρασία του φύλλου, η ταχύτητα σφράγισης , την πίεση επαφής και την καταπόνηση του φύλλου.
Καταλαβαίνουμε από πού προέρχεται η τριβή και γιατί πρέπει να εφαρμόσουμε λιπαντικό στο φύλλο πριν από τη σφράγιση. Τώρα, θα επικεντρωθούμε στο πώς η ποσότητα λίπανσης επηρεάζει την ποιότητα του πάνελ κατά τη διαδικασία διαμόρφωσης. Μπορείτε να κατανοήσετε καλύτερα το φαινόμενο λίπανσης μέσα από τις παρακάτω εικόνες.
Όλα τα πάνελ που εμφανίζονται στην παρακάτω εικόνα προσομοιώνονται στο AutoForm χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο τριβής που δημιουργήθηκε με το TriboForm. Σημειώστε ότι όταν δεν χρησιμοποιείται το μοντέλο τριβής, οι προσομοιώσεις εκτελούνται με σταθερό συντελεστή τριβής «μ». Όταν χρησιμοποιείται το μοντέλο τριβής, ο χρήστης μπορεί να αλλάξει την ποσότητα λίπανσης κατά την προσομοίωση του πίνακα. και ανάλογα με το πόσο ευαίσθητο είναι το πάνελ στην τριβή, η ποσότητα λίπανσης θα έχει διαφορετικά αποτελέσματα στην ποιότητα του πίνακα.
Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα λίπανσης, τόσο μικρότερη είναι η αντίσταση στην κίνηση, δηλαδή το υλικό μετακινείται ελεύθερα στην επιφάνεια του εργαλείου ανεξέλεγκτα, δημιουργώντας ζάρες. Αντίθετα, όταν η ποσότητα λίπανσης που εφαρμόζεται στο φύλλο είναι πολύ χαμηλή, η αντίσταση στην κίνηση είναι πολύ υψηλή. Αυτή η υψηλή αντίσταση αναγκάζει το μεταλλικό φύλλο να τεντωθεί πέρα από την απαιτούμενη ποσότητα, προκαλώντας εκτεταμένη αραίωση και, σε ορισμένες περιπτώσεις, εκτεταμένο ράγισμα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.
Επομένως, η χρήση της σωστής ποσότητας λίπανσης κατά το τράβηγμα των πάνελ καθίσταται κρίσιμη, όπως και η εύρεση της βέλτιστης ποσότητας λίπανσης που απαιτείται. Το σχήμα 5 δείχνει ένα φύλλο χωρίς ζάρες και ρωγμές όταν το λιπαντικό χρησιμοποιείται σωστά.
Όπως κάθε άλλη διαδικασία κατασκευής, η εφαρμογή λιπαντικού στο φύλλο μπορεί να δημιουργήσει κάποιες ασυνέπειες όπως θόρυβο. Αυτό σημαίνει ότι εάν ο χρήστης αποφασίσει να χρησιμοποιήσει 1g/m2 λιπαντικού στον πίνακα, δημιουργώντας έτσι πάνελ χωρίς ελαττώματα, ποια είναι η πιθανότητα το ρομπότ να ψεκάζει την ακριβή ποσότητα λιπαντικού στον πίνακα κάθε φορά; Για παράδειγμα, εάν η ακρίβεια του εξοπλισμού είναι 85%, η απόκλιση του λιπαντικού θα είναι 0.85 - 1.15g/㎡, το οποίο μπορεί να προκαλέσει κάποια προβλήματα εάν ο πίνακας είναι πολύ ευαίσθητος στην τριβή. Επομένως, είναι σημαντικό να βρείτε ένα ασφαλές εύρος για την ποσότητα λίπανσης και να διασφαλίσετε ότι ο εξοπλισμός ψεκάζει λιπαντικό εντός του δεδομένου εύρους.
Η εύρεση της "βέλτιστης ποσότητας" λιπαντικού στον πίνακα που δεν δημιουργεί μεγάλο αριθμό επιφανειακών ελαττωμάτων και ταυτόχρονα δεν εμφανίζει υψηλές τιμές αραίωσης εξαρτάται από ακριβή εργαλεία προσομοίωσης, όπως η χρήση της προσθήκης TriboForm με το AutoForm.
Όταν εξετάζουμε τα τριβολογικά συστήματα χύτευσης AHSS, υπάρχουν τρία βασικά σημεία που πρέπει να ληφθούν υπόψη, συγκεκριμένα: 1) Ο αντίκτυπος της τριβής και της τριβολογίας στο ελατήριο. 2) Η χύτευση AHSS παράγει υψηλότερες θερμοκρασίες, οι οποίες επηρεάζουν και πάλι τη συμπεριφορά τριβής. 3) Χύτευση AHSS Η χρήση διαφορετικών υλικών εργαλείων έχει νέα αποτελέσματα στη συμπεριφορά τριβής κατά τη διαμόρφωση και την προσομοίωση. Τα παραπάνω τρία φαινόμενα θα πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τη διαμόρφωση προσομοιώσεων, οι οποίες μπορούν να επιτευχθούν μόνο με τη χρήση προηγμένων μοντέλων τριβής.
Φυσικά, το AHSS έχει περισσότερο ελατήριο κατά τη διαμόρφωση, για παράδειγμα, ανταλλακτικών αυτοκινήτων. Το Springback μπορεί να επηρεαστεί σοβαρά από τη συμπεριφορά τριβής που ορίζεται στην προσομοίωση σχηματισμού λαμαρίνας. Αυτός είναι επίσης ο λόγος που θα πρέπει να βελτιώσετε τη συμπεριφορά τριβής στις προσομοιώσεις σφράγισης. Αυτό με τη σειρά του οδηγεί σε καλύτερες προβλέψεις ανάκαμψης. Η τριβή καθορίζει το βαθμό συγκράτησης στο εξάρτημα και με βάση αυτό επηρεάζεται η συμπεριφορά του ελατηρίου. Επιπλέον, είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη ότι κατά τον σχηματισμό AHSS, συνήθως παρατηρούνται υψηλότερες πιέσεις επαφής μεταξύ του εργαλείου και του φύλλου, γι' αυτό η τριβή γίνεται τόσο σημαντική και η τριβή προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας στο υλικό, η οποία έχει αρνητικό αντίκτυπο στο Για χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, αυτή η τάξη μεγέθους δεν θα συμβεί. Επομένως, μια σωστή περιγραφή των μεταβολών της θερμοκρασίας και των επιπτώσεών τους στη συμπεριφορά τριβής είναι κρίσιμη για την προσομοίωση του σχηματισμού του AHSS.
Επιπλέον, τα υλικά διαμόρφωσης AHSS απαιτούν τη χρήση χάλυβων εργαλείων που δεν χρησιμοποιούνται συνήθως σε χάλυβες μέσης αντοχής. Αντί να εξετάζουμε εργαλεία κατασκευασμένα από χυτοσίδηρο, πρέπει τώρα να εξετάσουμε τις τριβολογικές επιπτώσεις ενός σκληρότερου εργαλείου που είναι κατασκευασμένο από συγκεκριμένη περιεκτικότητα σε άνθρακα και χρώμιο. Αυτό το υλικό καλουπιού έχει επίσης αντίκτυπο στις τριβολογικές ιδιότητες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο χρήστης πρέπει να το λάβει αυτό υπόψη μαζί με την επιλογή λιπαντικού κατά τη ρύθμιση της προσομοίωσης. Ένα καλό μοντέλο τριβής θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη όλες αυτές τις αλληλεπιδράσεις κατά τη δημιουργία του μοντέλου τριβής.
Εάν έχετε ένα προηγμένο μοντέλο τριβής στην προσομοίωση διαμόρφωσης, τότε πρέπει να εισαγάγετε ένα ρεαλιστικό σύστημα τριβολογίας στην προσομοίωση διαμόρφωσης λαμαρίνας. Στη συνέχεια, θα λάβετε πιο ακριβείς προβλέψεις για ρωγμές, τσαλακώματα, αραίωση και επαναφορά ελατηρίου, όλα συνδεδεμένα με το μοντέλο τριβής που χρησιμοποιείτε.
