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Reibung beim Stanzvorgang

Die Stempelprozess ist sehr wichtig, das Blech hat immer Kontakt mit der Matrize. Dieser Kontakt ist nicht statisch, sondern dynamisch. Da das Metallblech über die Werkzeugoberfläche fließt, gibt es eine relative Bewegung zwischen dem Blech und dem Werkzeug. Auch wenn Blech- und Formoberflächen ohne Sehhilfe glatt erscheinen, zeigen ihre Oberflächen unter dem Mikroskop komplexe Formen.

Blech- und Werkzeugoberflächen haben Rauheitsverteilungen, die aus einer Reihe von Spitzen und Tälern mit unterschiedlichen Höhen, Tiefen und Abständen bestehen, wie in den Abbildungen 1 und 2 gezeigt. Die Rauheitsverteilung von Blechen variiert je nach Typ, Güte und Beschichtung des Materials, während die Rauheitsverteilung von Werkzeugen je nach Materialart und Art der Bearbeitung variiert.

Aufgrund dieser Unregelmäßigkeiten der Blech- und Werkzeugoberflächen gibt es einen Widerstand gegen Relativbewegung. Dieser Widerstand gegen Relativbewegung wird vereinfacht als „Reibung“ bezeichnet, weshalb Schmiermittel auf Metallplatten aufgetragen werden, um deren Widerstand und damit die Reibung zu verringern. Das Verhältnis zwischen der Reibungskraft und der Kontaktkraft zweier bewegter Körper wird durch den Reibungskoeffizienten „μ“ dargestellt, dessen Wert vom tribologischen System selbst und dem Umformprozess, wie z. B. der Temperatur des Blechs, der Prägung, abhängt Geschwindigkeit, der Anpressdruck und die Blechdehnung.

Schmierung bei Stanzprozessen

Wir wissen, woher die Reibung kommt und warum wir das Blech vor dem Stanzen schmieren müssen. Wir konzentrieren uns nun darauf, wie sich die Schmiermittelmenge während des Umformprozesses auf die Qualität der Platten auswirkt. Sie können den Schmiereffekt durch die folgenden Bilder besser verstehen.

Die in den Abbildungen 3, 4 und 5 gezeigten Bleche wurden mit genau demselben Simulationsaufbau simuliert, und die Teilequalität war unterschiedlich, da sich die Schmiermittelmenge geändert hatte. Die in Fig. 3 gezeigte Folie weist an den Ecken aufgrund der hohen Gleitfähigkeit, die auf die Folie vor dem Strecken aufgebracht wird, starke Falten auf.

Je höher die Schmiermenge, desto geringer der Bewegungswiderstand, dh das Material bewegt sich dann frei und unkontrolliert über die Werkzeugoberfläche und es entstehen Falten. Umgekehrt ist der Bewegungswiderstand sehr hoch, wenn die auf das Blech aufgebrachte Schmiermittelmenge sehr gering ist. Dieser hohe Widerstand zwingt das Blech dazu, sich über das gewünschte Maß hinaus zu dehnen, was zu einer erheblichen Verdünnung und in einigen Fällen zu ausgedehnten Rissen führt, wie in Abbildung 4 dargestellt.

Daher ist es wichtig, beim Abziehen von Platten die richtige Schmiermittelmenge zu verwenden, ebenso wie das Finden der optimalen erforderlichen Schmiermittelmenge. Abbildung 5 zeigt ein Blech ohne Falten und Risse, wenn das Schmiermittel richtig aufgetragen wurde.

Wie bei jedem anderen Herstellungsprozess erzeugt das Auftragen von Schmiermittel auf das Blech einige Inkonsistenzen wie Rauschen. Das heißt, wenn sich der Benutzer entscheidet, 1 g/m2 Schmiermittel auf die Platte aufzutragen und somit eine fehlerfreie Platte herzustellen, wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Roboter jedes Mal die exakte Menge Schmiermittel auf die Platte sprüht? Wenn die Genauigkeit des Geräts beispielsweise 85% beträgt, beträgt die Abweichung des Schmiermittels 0,85 – 1,15 g/㎡, wenn die Platte sehr reibungsempfindlich ist, kann es zu Problemen kommen. Daher ist es wichtig, einen sicheren Bereich für Schmiermittelmengen zu finden und sicherzustellen, dass das Gerät Schmiermittel innerhalb des angegebenen Bereichs sprüht.

Bei der Betrachtung eines AHSS-Stanztribologiesystems sind drei Hauptpunkte zu berücksichtigen, nämlich: 1. Die Wirkung von Reibung und Tribologie auf die Rückfederung; 2. AHSS-Stanzen erzeugt höhere Temperaturen, was wiederum das Reibungsverhalten beeinflusst; 3. Die Verwendung verschiedener Werkzeugmaterialien beim AHSS-Stanzen hat neue Auswirkungen auf die Reibungsverhaltensinformation und -simulation. Diese drei Phänomene sollten in Stanzsimulationen berücksichtigt werden, was nur durch die Verwendung fortschrittlicher Stanzreibungsmodelle erreicht werden kann.

Natürlich hat AHSS beim Stanzen empfindlicher Teile eine stärkere Rückfederung. Die Rückfederung kann stark durch das im Blech eingestellte Reibungsverhalten beeinflusst werden Bildung Simulation. Verbessern Sie deshalb das Reibungsverhalten in Stempelsimulationen. Dies wiederum führt zu besseren Rebound-Vorhersagen. Die Reibung bestimmt den Grad der Einspannung im Teil, und auf dieser Grundlage wird das Rückfederungsverhalten beeinflusst. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass beim AHSS-Stanzen häufig höhere Kontaktdrücke zwischen dem Werkzeug und dem Blech beobachtet werden, weshalb die Reibung so wichtig wird und die Reibung eine Temperaturerhöhung im Material verursacht, was für Weichstahl dies bedeutet Größenordnung kommt nicht vor. Daher ist eine genaue Beschreibung der Temperaturvariation und ihrer Auswirkung auf das Reibungsverhalten entscheidend für die Simulation des Stanzens von AHSS.

Darüber hinaus erfordern AHSS-Stanzmaterialien die Verwendung von Werkzeugstählen, die normalerweise nicht für mittelfeste Stähle verwendet werden. Nun müssen wir die tribologischen Auswirkungen von härteren Werkzeugen mit einem bestimmten Kohlenstoff- und Chromgehalt berücksichtigen, anstatt von Werkzeugen aus Gusseisen. Dieser Formstoff wirkt sich auch auf die tribologischen Eigenschaften aus. Aus diesem Grund muss der Benutzer dies sowie die Auswahl des Schmiermittels während des Simulationsaufbaus berücksichtigen. Ein gutes Reibungsmodell sollte all diese Zusammenhänge bei der Erstellung des Reibungsmodells berücksichtigen.

Wenn Sie in Ihrer Umformsimulation über ein fortschrittliches Reibungsmodell verfügen, müssen Sie ein realistisches Tribologiesystem in Ihre Blechumformungssimulation einführen. Sie erhalten dann genauere Vorhersagen zu Rissen, Falten, Ausdünnungen und Rückfedern, die alle an das von Ihnen verwendete Reibungsmodell gebunden sind.

Beim Tiefziehen kommt es durch die Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeugoberfläche unter Einwirkung eines bestimmten Drucks zu einer Haftung. Wenn Edelstahl tiefgezogen wird, ist dieses Phänomen schwerwiegender, was zu Kratzern auf der Oberfläche des Produkts und dem Aussehen der Formoberfläche führt. „Klebeknoten“, um die Oberflächenqualität von Produkten zu schützen, Reibung und Verschleiß zu kontrollieren und Kratzer zu entfernen, ist das wirksamste Mittel die Schmierung. Der erste Punkt bei der Auswahl des Schmiermittels ist, dass der Schmierfilm nicht reißt und während des gesamten Blechtiefziehprozesses schmiert.

„Antiviskosität und Reibungsreduzierung“ ist der grundlegende Ausgangspunkt für die Auswahl von Schmierstoffen. Unter der Prämisse, dass andere Bedingungen den Tiefziehprozess erfüllen, wirkt sich die Qualität der Schmierung direkt auf die Ziehkraft, die Standzeit und die Produktqualität usw. aus und wird sogar zum Schlüssel für den Erfolg oder Misserfolg des Tiefziehprozesses. Den Angaben zufolge verbraucht der Tiefziehprozess unter den verschiedenen Prozessen am meisten Schmiermittel. Während des Tiefziehvorgangs ist aufgrund der relativ großen Verformung des Materials eine hervorragende Leistung des Schmiermittels erforderlich.

Werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Gleitmittel:

Hier sind die Eigenschaften mehrerer gebräuchlicher Stanzschmiermittel:

Während des Schmiervorgangs tritt mit steigender Temperatur eine unterschiedliche Verdampfung auf, die viel Wärme entzieht und dadurch die Temperatur der Form senkt; Mit fortschreitender Verdampfung sammelt sich der Schmierstoff bis zum Hochtemperaturpunkt an und bildet einen zäheren Der Schmierfilm schützt die Form besser und verlängert so die Lebensdauer der Form. Es verbessert auch die Qualität der Werkstückoberfläche ohne Kratzer, wie in der Abbildung unten gezeigt.

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