Účinky trenia a mazania v procesoch lisovania kovov
Počas procesu lisovania plechu je plech vždy v kontakte s nástrojom. Tento kontakt nie je statický, ale dynamický, pretože kovová doska tečie po povrchu nástroja, tj medzi doskou a nástrojom dochádza k relatívnemu pohybu. Aj keď sa povrchy plechov a nástrojov javia ako hladké bez pomoci videnia, pod mikroskopom odhalia zložité tvary.
Povrchy plechov a nástrojov majú distribúciu drsnosti, ktorá pozostáva zo série vrcholov a prehĺbení rôznych výšok, hĺbok a rozostupov, ako je znázornené na obrázkoch 1 a 2. Distribúcia drsnosti plechu sa bude líšiť v závislosti od typu materiálu, triedy a povlak, pričom rozloženie drsnosti nástrojov sa bude líšiť v závislosti od typu materiálu a spôsobu ich opracovania.
Kvôli týmto nepravidelnostiam na povrchu plechu a nástroja existuje odpor voči relatívnemu pohybu. Jednoducho povedané, tento odpor voči relatívnemu pohybu sa nazýva "trenie", a preto sa na kovové platne nanášajú mazivá, aby sa znížil ich odpor a tým sa znížilo trenie. Pomer medzi trecou silou a kontaktnou silou dvoch pohybujúcich sa predmetov predstavuje koeficient trenia "μ", ktorého hodnota závisí od samotného tribologického systému a procesu tvárnenia, ako je teplota plechu, rýchlosť lisovania. kontaktný tlak a napätie plechu.
Rozumieme, odkiaľ pochádza trenie a prečo musíme pred razením naniesť na plech lubrikant. Teraz sa zameriame na to, ako množstvo mazania ovplyvňuje kvalitu panelu počas procesu tvárnenia. Účinok mazania môžete lepšie pochopiť pomocou obrázkov nižšie.
Všetky panely zobrazené na obrázku nižšie sú simulované v AutoForm pomocou modelu trenia vytvoreného pomocou TriboForm. Všimnite si, že keď sa nepoužíva model trenia, simulácie prebiehajú s konštantným koeficientom trenia "μ". Pri použití modelu trenia môže užívateľ meniť množstvo mazania pri simulácii panelu; a v závislosti od citlivosti panelu na trenie bude mať množstvo mazania rôzne účinky na kvalitu panelu.
Čím vyššie množstvo mazania, tým menší odpor proti pohybu, teda materiál sa potom nekontrolovane voľne pohybuje po povrchu nástroja a vytvára vrásky. Naopak, keď je množstvo maziva aplikovaného na list veľmi nízke, odpor voči pohybu je veľmi vysoký. Táto vysoká odolnosť núti kovový plech natiahnuť sa nad požadované množstvo, čo spôsobuje rozsiahle stenčenie a v niektorých prípadoch rozsiahle praskanie, ako je znázornené na obrázku 4.
Preto sa používanie správneho množstva mazania pri ťahaní panelov stáva kritickým, rovnako ako nájdenie optimálneho požadovaného množstva mazania. Obrázok 5 zobrazuje list bez vrások a prasklín, keď sa mazivo používa správne.
Rovnako ako pri akomkoľvek inom výrobnom procese môže nanášanie maziva na plech spôsobiť určité nezrovnalosti, ako napríklad hluk. To znamená, že ak sa používateľ rozhodne použiť na panel 1 g/m2 maziva, čím sa vyrobia panely bez defektov, aká je pravdepodobnosť, že robot zakaždým nastrieka na panel presné množstvo maziva? Ak je napríklad presnosť zariadenia 85 %, odchýlka maziva bude 0.85 - 1,15 g/㎡, čo môže spôsobiť určité problémy, ak je panel veľmi citlivý na trenie. Preto je kľúčové nájsť bezpečný rozsah pre množstvo mazania a zabezpečiť, aby zariadenie rozprašovalo mazivo v rámci daného rozsahu.
Nájdenie „optimálneho množstva“ maziva v paneli, ktoré nevytvára veľké množstvo povrchových defektov a zároveň nevykazuje vysoké hodnoty riedenia, závisí od presných simulačných nástrojov, ako je napríklad použitie zásuvného modulu TriboForm s AutoForm.
Pri zvažovaní tribologických systémov formovania AHSS je potrebné zvážiť tri kľúčové body, a to: 1) Vplyv trenia a tribológie na odpruženie; 2) Lisovanie AHSS produkuje vyššie teploty, čo opäť ovplyvňuje trenie; 3) Lisovanie AHSS Použitie rôznych materiálov nástrojov má nové účinky na správanie sa trenia pri tvárnení a simulácii. Vyššie uvedené tri javy by sa mali brať do úvahy pri simuláciách tvárnenia, ktoré je možné dosiahnuť iba použitím pokročilých modelov trenia.
Samozrejme, AHSS má väčšiu spätnú väzbu pri formovaní napríklad automobilových dielov. Odpruženie môže byť vážne ovplyvnené trením nastaveným v simulácii tvárnenia plechu. To je tiež dôvod, prečo by ste mali zlepšiť trenie pri simuláciách lisovania. To zase vedie k lepším predpovediam odrazu. Trenie určuje mieru obmedzenia v diele a na základe toho je ovplyvnené pruženie. Ďalej je dôležité vziať do úvahy, že pri tvarovaní AHSS sa zvyčajne pozorujú vyššie kontaktné tlaky medzi nástrojom a plechom, a preto sa trenie stáva tak dôležitým a trenie spôsobuje zvýšenie teploty v materiáli, čo má negatívny vplyv na V prípade nízkouhlíkovej ocele k tomuto rádu nedochádza. Preto je pre simuláciu tvorby AHSS kritický správny popis teplotných zmien a ich účinkov na trenie.
Okrem toho tvárniace materiály AHSS vyžadujú použitie nástrojových ocelí, ktoré sa zvyčajne nepoužívajú na stredne pevné ocele. Namiesto toho, aby sme uvažovali o nástrojoch vyrobených z liatiny, musíme teraz zvážiť tribologické účinky tvrdšieho nástroja vyrobeného z určitého obsahu uhlíka a chrómu. Tento formovací materiál má tiež vplyv na tribologické vlastnosti. To je dôvod, prečo to musí používateľ vziať do úvahy spolu s výberom maziva počas nastavenia simulácie. Dobrý model trenia by mal brať do úvahy všetky tieto vzájomné vzťahy pri vytváraní modelu trenia.
Ak máte vo svojej simulácii tvarovania pokročilý model trenia, musíte do svojej simulácie tvarovania plechov zaviesť realistický tribologický systém. Potom získate presnejšie predpovede praskania, zvrásnenia, stenčenia a pruženia, všetko spojené s modelom trenia, ktorý používate.
