اثرات اصطکاک و روانکاری در فرآیندهای مهر زنی فلزات
در طول فرآیند مهر زنی ورق فلز، ورق همیشه با ابزار در تماس است. این تماس ایستا نیست بلکه دینامیک است زیرا صفحه فلزی بر روی سطح ابزار جریان دارد، یعنی حرکت نسبی بین صفحه و ابزار وجود دارد. حتی اگر سطوح ورق و ابزار بدون دید کمکی صاف به نظر می رسند، در زیر میکروسکوپ اشکال پیچیده ای را نشان می دهند.
سطوح ورق و ابزار دارای توزیع زبری هستند که از یک سری قله و دره با ارتفاع، عمق و فاصله متفاوت تشکیل شده است، همانطور که در شکل های 1 و 2 نشان داده شده است. توزیع زبری ورق فلز بسته به نوع ماده، درجه و درجه متفاوت خواهد بود. پوشش، در حالی که توزیع زبری ابزارها بسته به نوع مواد و نحوه ماشینکاری آنها متفاوت خواهد بود.
به دلیل این بی نظمی ها در ورق و سطوح ابزار، مقاومت در برابر حرکت نسبی وجود دارد. به بیان ساده، این مقاومت در برابر حرکت نسبی را "اصطکاک" می نامند، به همین دلیل است که روان کننده ها برای کاهش مقاومت و در نتیجه کاهش اصطکاک روی صفحات فلزی اعمال می شود. نسبت بین نیروی اصطکاک و نیروی تماس دو جسم متحرک با ضریب اصطکاک "μ" نشان داده می شود که مقدار آن به خود سیستم تریبولوژیکی و فرآیند شکل گیری مانند دمای ورق، سرعت مهر زنی بستگی دارد. ، فشار تماس و کرنش ورق.
ما می دانیم که اصطکاک از کجا می آید و چرا باید قبل از مهر زدن به ورق روان کننده بمالیم. در حال حاضر، ما بر روی چگونگی تاثیر میزان روانکاری بر کیفیت پانل در طول فرآیند شکلدهی تمرکز خواهیم کرد. از طریق تصاویر زیر می توانید اثر روانکاری را بهتر درک کنید.
تمام پانل های نشان داده شده در تصویر زیر در AutoForm با استفاده از مدل اصطکاک ایجاد شده با TriboForm شبیه سازی شده اند. توجه داشته باشید که در صورت عدم استفاده از مدل اصطکاک، شبیه سازی ها با ضریب اصطکاک ثابت "μ" اجرا می شوند. هنگام استفاده از مدل اصطکاک، کاربر می تواند مقدار روغن کاری را در حین شبیه سازی پانل تغییر دهد. و بسته به میزان حساسیت پانل به اصطکاک، میزان روغن کاری تاثیرات متفاوتی بر کیفیت پنل خواهد داشت.
هر چه میزان روغن کاری بیشتر باشد، مقاومت در برابر حرکت کمتر می شود، یعنی سپس مواد به صورت کنترل نشده آزادانه روی سطح ابزار حرکت می کند و چین و چروک ایجاد می کند. برعکس، زمانی که میزان روانکاری اعمال شده روی ورق بسیار کم باشد، مقاومت در برابر حرکت بسیار زیاد است. این مقاومت بالا ورق فلز را مجبور میکند تا بیش از مقدار مورد نیاز کشیده شود و نازک شدن گسترده و در برخی موارد ترکهای گسترده ایجاد کند، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است.
بنابراین، استفاده از مقدار مناسب روغن کاری هنگام کشیدن پانل ها، و همچنین یافتن مقدار بهینه روغن کاری ضروری است. شکل 5 یک ورق بدون چین و چروک و ترک را در صورت استفاده صحیح از روان کننده نشان می دهد.
درست مانند هر فرآیند تولید دیگری، استفاده از روان کننده روی ورق می تواند ناهماهنگی هایی مانند نویز ایجاد کند. به این معنی که اگر کاربر تصمیم بگیرد از 1 گرم در متر مربع روان کننده روی پنل استفاده کند و در نتیجه پنل های بدون نقص تولید کند، احتمال اینکه ربات هر بار مقدار دقیق روان کننده را روی پنل بپاشد چقدر است؟ به عنوان مثال، اگر دقت تجهیزات 85٪ باشد، انحراف روان کننده 0 خواهد بود. بنابراین، یافتن محدوده ایمن برای مقدار روانکاری و اطمینان از اینکه تجهیزات روان کننده را در محدوده داده شده اسپری می کنند، بسیار مهم است.
یافتن "مقدار بهینه" روان کننده در پانل که تعداد زیادی عیوب سطحی ایجاد نمی کند و در عین حال مقادیر رقت بالایی را نشان نمی دهد به ابزارهای شبیه سازی دقیق مانند استفاده از پلاگین TriboForm با AutoForm بستگی دارد.
هنگام در نظر گرفتن سیستمهای تریبولوژیکی قالبگیری AHSS، سه نکته کلیدی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود: 1) تأثیر اصطکاک و تریبولوژی بر پشت فنری. 2) قالب گیری AHSS دماهای بالاتری را تولید می کند که دوباره بر رفتار اصطکاک تأثیر می گذارد. 3) قالب گیری AHSS استفاده از مواد مختلف ابزار تاثیرات جدیدی بر رفتار اصطکاک در شکل دهی و شبیه سازی دارد. سه پدیده فوق را باید در شکل گیری شبیه سازی ها در نظر گرفت که تنها با استفاده از مدل های اصطکاک پیشرفته می توان به آن دست یافت.
البته AHSS در هنگام شکل دهی به عنوان مثال قطعات خودرو دارای بک فنری بیشتری است. برگشت فنری می تواند به شدت تحت تأثیر رفتار اصطکاک تنظیم شده در شبیه سازی شکل دهی ورق فلز قرار گیرد. همچنین به همین دلیل است که شما باید رفتار اصطکاک را در شبیه سازی مهر زنی بهبود بخشید. این به نوبه خود منجر به پیش بینی های بازگشت بهتر می شود. اصطکاک میزان مهار قطعه را تعیین می کند و بر این اساس رفتار فنر بک تحت تأثیر قرار می گیرد. علاوه بر این، مهم است که در نظر بگیرید که هنگام تشکیل AHSS، فشار تماس بالاتری بین ابزار و ورق معمولا مشاهده می شود، به همین دلیل است که اصطکاک بسیار مهم می شود و اصطکاک باعث افزایش دما در مواد می شود که تأثیر منفی بر روی آن دارد. برای فولاد کم کربن، این مرتبه بزرگی رخ نخواهد داد. بنابراین، توصیف مناسب تغییرات دما و اثرات آن بر رفتار اصطکاک برای شبیهسازی تشکیل AHSS حیاتی است.
علاوه بر این، مواد تشکیل دهنده AHSS نیاز به استفاده از فولادهای ابزار دارند که معمولاً در فولادهای با مقاومت متوسط استفاده نمی شوند. به جای در نظر گرفتن ابزارهای ساخته شده از چدن، اکنون باید اثرات تریبولوژیکی ابزار سخت تر ساخته شده از محتوای کربن و کروم خاص را در نظر بگیریم. این ماده قالب بر خواص تریبولوژیکی نیز تأثیر دارد. به همین دلیل است که کاربر باید این موضوع را همراه با انتخاب روانکار در هنگام تنظیم شبیه سازی در نظر بگیرد. یک مدل اصطکاک خوب باید تمام این روابط متقابل را هنگام تولید مدل اصطکاک در نظر بگیرد.
اگر یک مدل اصطکاک پیشرفته در شبیه سازی شکل دهی خود دارید، باید یک سیستم تریبولوژی واقع گرایانه را در شبیه سازی شکل دهی ورق فلزی خود وارد کنید. سپس پیشبینیهای دقیقتری از ترکخوردگی، چروک شدن، نازک شدن و برگشت فنری دریافت خواهید کرد که همگی با مدل اصطکاک مورد استفاده شما مرتبط هستند.
