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2 Best Things About Friction And Lubrication in the Stamping Process

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Attrito sul processo di stampaggio

Il processo di stampaggio is very important, the sheet is always in contact with the die. This contact is not static, but dynamic. Because the metal sheet flows over the die surface, there is relative motion between the sheet and the die. Even though sheet and mold surfaces appear smooth without visual aid, under the microscope, their surfaces show complex shapes. Stamping Process

Processo di stampaggio
Figura 1: Lamiera di acciaio dolce non rivestita con una rugosità di 1,5 μm
Figura 2 Superficie dell'utensile in ghisa con una rugosità di 0,4 μm
Figura 2: superficie dell'utensile in ghisa con una rugosità di 0,4 μm

Sheet and tool surfaces have roughness distributions that consist of a series of peaks and valleys of varying heights, depths, and spacings, as shown in Figures 1 and 2. The roughness distribution of sheet metal will vary depending on the type, grade, and coating of the material, while the roughness distribution of tools will vary depending on the type of material and how they are processed. Stamping Process

Due to these irregularities of the sheet and tool surfaces, there is resistance to relative motion. In simple terms, this resistance to relative motion is called “friction”, which is why lubricants are applied to metal plates to reduce their resistance and therefore friction. The ratio between the frictional force and the contact force of two moving objects is represented by the coefficient of friction “μ”, the value of which depends on the tribological system itself and the forming process, such as the temperature of the sheet, the stamping speed, the contact pressure and the strain of the sheet. Stamping Process

Lubrificazione sui processi di stampaggio

We know where the friction is coming from and why we need to lubricate the sheet before stamping. We will now focus on how the amount of lubrication affects the quality of the panels during the forming process. You can get a better understanding of the lubrication effect through the pictures below. Stamping Process

Figura 3 Quantità di lubrificazione troppo elevata
Figura 3: Quantità di lubrificante troppo elevata nello stampaggio
Figura 4 Quantità di lubrificante troppo bassa
Figura 4: Quantità di lubrificante troppo bassa
Figura 5 Lubrificazione ottimale
Figura 5: Lubrificazione ottimale

I fogli mostrati nelle Figure 3, 4 e 5 sono stati simulati utilizzando la stessa configurazione di simulazione esatta e la qualità della parte era diversa perché la quantità di lubrificante era cambiata. La lastra mostrata nella figura 3 presenta forti corrugazioni agli angoli a causa dell'elevata lubrificazione applicata alla lastra prima dell'allungamento.

The higher the amount of lubrication, the lower the resistance to movement, i.e. the material then moves freely over the tool surface in an uncontrolled manner, creating wrinkles. Conversely, when the amount of lubrication applied to the sheet is very low, the resistance to motion is very high. This high resistance forces the sheet metal to stretch beyond the desired amount, producing substantial thinning and, in some cases, extensive cracking, as shown in Figure 4. Stamping Process

Therefore, it becomes critical to use the proper amount of lubrication when pulling panels, as is finding the optimum amount of lubrication required. Figure 5 shows a sheet without wrinkles and cracks when the lubricant is properly applied. Stamping Process

Proprio come qualsiasi altro processo di produzione, l'applicazione di lubrificante al foglio crea alcune incongruenze come il rumore. Ciò significa che, se l'utente decide di utilizzare 1 g/m2 di lubrificante sulla lastra, producendo così un pannello privo di difetti, qual è la probabilità che il robot spruzzerà ogni volta la quantità esatta di lubrificante sul pannello? Ad esempio, se la precisione dell'apparecchiatura è 85%, la deviazione del lubrificante sarà 0,85 – 1,15 g/㎡, se il pannello è molto sensibile all'attrito, potrebbero esserci dei problemi. Pertanto, è fondamentale trovare un intervallo sicuro di quantità di lubrificante e assicurarsi che l'attrezzatura stia spruzzando lubrificante all'interno dell'intervallo specificato.

When considering an AHSS stamping tribology system, there are three main points to consider, namely: 1. The effect of friction and tribology on spring back; 2. AHSS stamping produces higher temperatures, which again affects friction behavior; 3. The use of different tool materials in AHSS stamping has new effects on the friction behavior informing and simulation. These three phenomena should be considered in stamping simulations, which can only be achieved by using advanced stamping friction models. Stamping Process

Figura 6 Punzonatrice HARSLE JH21
Figura 6: Punzonatrice HARSLE JH21

Naturalmente, AHSS ha più ritorno elastico quando si stampano parti delicate. Il ritorno elastico può essere fortemente influenzato dal comportamento di attrito impostato nella lamiera formando simulation. This is why you should improve the friction behavior in punch simulations. This, in turn, yields better rebound predictions. Friction determines the amount of restraint in the part, and based on this, spring-back behavior is affected. Stamping Process

Also, it is important to consider that during AHSS stamping, higher contact pressures between the tool and the sheet are often observed, which is why friction becomes so important, and friction causes an increase in temperature in the material, which For mild steel, this order of magnitude does not occur. Therefore, a proper description of temperature variation and its effect on frictional behavior is critical for simulating the stamping of AHSS. Stamping Process

Additionally, AHSS stamping materials require the use of tool steels that are not typically used on medium strength steels. Now we have to consider the tribological effects of harder tools made of a certain carbon and chromium content, rather than tools made of cast iron. This mold material also has an effect on tribological properties. This is why the user must take this into account as well as lubricant selection during the simulation setup. A good friction model should take into account all these interrelationships when generating the friction model. Stamping Process

If you have an advanced friction model in your forming simulation, then you need to introduce a realistic tribology system in your sheet metal forming simulation. You’ll then get more accurate crack, wrinkle, thinning, and spring back predictions, all tied to the friction model you’re using. Stamping Process

In the process of deep drawing, due to the relative movement between the workpiece and the surface of the mold, adhesion will occur under the action of a certain pressure. When stainless steel is deep-drawn, this phenomenon is more serious, resulting in scratches on the surface of the product and the appearance of the mold surface. “Bonding nodules”, in order to protect the surface quality of products, control friction, wear, and remove scratches, the most effective means is lubrication. The first point of selecting lubricant is that the lubricating film does not break and lubricates throughout the sheet metal deep drawing process. Stamping Process

“Anti-viscosity and friction reduction” is the basic starting point for selecting lubricants. Under the premise that other conditions meet the deep drawing process, the quality of lubrication will directly affect the drawing force, die life and product quality, etc., and even become the key to the success or failure of the deep drawing process. According to the information, among various processes, the deep drawing process consumes the most amount of lubricant. During the deep drawing process, due to the relatively large deformation of the material, the lubricant is required to have excellent performance. Stamping Process

Diamo un'occhiata ai diversi lubrificanti:

Figura 7 Diversi lubrificanti per stampaggio
Figura 7: diversi lubrificanti per stampaggio

Ecco le caratteristiche di diversi lubrificanti per stampaggio comuni:

TipoVantaggiDiscordanza
Olio minerale1. Ampiamente riconosciuto e utilizzato nel settore
2. Cloro e zolfo sono additivi lubrificanti molto efficaci a pressioni estreme
3. Di solito mantenere il pezzo umido e l'adesione del pezzo non è grave durante l'uso
1. Tecnologia obsoleta, scarsi progressi nella ricerca e sviluppo
2. Emulsione difficile da miscelare, instabile
3. Contiene ingredienti nocivi e infiammabili
4. Difficile da pulire e saldatura diretta
5. Aumento delle spese di elaborazione
Olio volatile1. Può evaporare dal pezzo
2. Facile da pulire
1. Infiammabile e tossico
2. Provoca gravi malattie della pelle
3. Meno protezione per gli strumenti
4. Non scompare del tutto
5. Supera il limite per la quantità di COV nell'aria
6. Aumenta notevolmente il contenuto di VOC nel workshop
Film secco di sapone borato1. Mescolato con olio lubrificante o utilizzato da solo durante lo stampaggio
2. Prodotti lubrificanti molto efficaci
1. Costruisci sullo stampo
2. Genera particelle di borace al punzone
3. Aggiungere un costo aggiuntivo durante la pulizia dello stampo
4. Formazione di schiuma durante la pulizia
5. Diventerà morbido e appiccicoso in un ambiente umido o quando incontra lubrificanti
6. Scambiato come metallo pesante nelle acque reflue
Composto di sapone1. Prodotto universale per la protezione degli utensili
2. Prezzo basso
3. Ancora efficace dopo la diluizione
1. La tecnologia degli anni '30 dell'Ottocento
2. Non contiene additivi EP
3. Il pigmento è attaccato allo strumento e la parte di stampa tende a incollarsi
4. La viscosità superficiale del pezzo è elevata
5. Corrosione ai metalli teneri
6. Formazione di schiuma durante la pulizia
Caratteristiche di diversi lubrificanti per stampaggio comuni

During the lubrication process, different vaporization will occur as the temperature rises, taking away a lot of heat, thereby reducing the temperature of the mold; as the vaporization continues to generate, the lubricant will continue to accumulate to the high-temperature point, forming a tougher The lubricating film protects the mold more effectively, thereby extending the service life of the mold. It will also improve the quality of the workpiece surface without scratches, as shown in the figure below. Stamping Process

Figura 8 Miglioramento della qualità della superficie delle parti stampate
Figura 8: Miglioramento della qualità della superficie delle parti stampate

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ensieri su “

  1. Tony Jothson ha detto:

    L'articolo è molto interessante! Hai JH21-160T in stock? Mi puoi dire il prezzo?

    1. Wendy ha detto:

      Si NOI abbiamo!
      Per favore dimmi la tua casella di posta e ti mando una citazione.

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