ผลของการเสียดสีและการหล่อลื่นในกระบวนการปั๊มโลหะ
ในระหว่างกระบวนการปั๊มโลหะแผ่น แผ่นจะสัมผัสกับเครื่องมือเสมอ หน้าสัมผัสนี้ไม่คงที่แต่เป็นแบบไดนามิกเนื่องจากแผ่นโลหะไหลผ่านพื้นผิวเครื่องมือ กล่าวคือ มีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างแผ่นกับเครื่องมือ แม้ว่าพื้นผิวของแผ่นงานและเครื่องมือจะดูเรียบเนียนโดยไม่ต้องใช้ตัวช่วยในการมองเห็น แต่ภายใต้กล้องจุลทรรศน์จะเผยให้เห็นรูปร่างที่ซับซ้อน
พื้นผิวแผ่นและเครื่องมือมีการกระจายความหยาบที่ประกอบด้วยชุดของยอดและหุบเขาที่มีความสูง ความลึก และระยะห่างที่แตกต่างกัน ดังแสดงในรูปที่ 1 และ 2 การกระจายความหยาบของแผ่นโลหะจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ เกรด และ ในขณะที่การกระจายความหยาบของเครื่องมือจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุและวิธีการตัดเฉือน
เนื่องจากความผิดปกติเหล่านี้ในแผ่นงานและพื้นผิวเครื่องมือ จึงมีความต้านทานต่อการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ พูดง่ายๆ ก็คือ ความต้านทานต่อการเคลื่อนที่สัมพัทธ์นี้เรียกว่า "แรงเสียดทาน" ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงต้องใช้สารหล่อลื่นกับแผ่นโลหะเพื่อลดความต้านทานและลดแรงเสียดทาน อัตราส่วนระหว่างแรงเสียดทานและแรงสัมผัสของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่สองชิ้นแสดงด้วยค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน "μ" ซึ่งค่านี้ขึ้นอยู่กับระบบไตรโบโลยีและกระบวนการขึ้นรูป เช่น อุณหภูมิของแผ่น ความเร็วในการปั๊ม แรงกดสัมผัสและความเครียดของแผ่น
เราเข้าใจดีว่าแรงเสียดทานมาจากไหน และเหตุใดเราจึงต้องทาสารหล่อลื่นบนแผ่นก่อนปั๊ม ตอนนี้ เราจะเน้นไปที่ปริมาณการหล่อลื่นที่ส่งผลต่อคุณภาพของแผงในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปอย่างไร คุณสามารถเข้าใจผลการหล่อลื่นได้ดีขึ้นจากรูปภาพด้านล่าง
แผงทั้งหมดที่แสดงในภาพด้านล่างจำลองใน AutoForm โดยใช้แบบจำลองแรงเสียดทานที่สร้างด้วย TriboForm โปรดทราบว่าเมื่อไม่ได้ใช้แบบจำลองแรงเสียดทาน การจำลองจะดำเนินการโดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคงที่ "μ" เมื่อใช้แบบจำลองแรงเสียดทาน ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนปริมาณการหล่อลื่นขณะจำลองแผงได้ และขึ้นอยู่กับความไวของแผงต่อการเสียดสี ปริมาณการหล่อลื่นจะส่งผลต่อคุณภาพของแผงที่แตกต่างกัน
ยิ่งปริมาณการหล่อลื่นสูง ความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ก็จะยิ่งลดลง กล่าวคือ วัสดุจะเคลื่อนที่อย่างอิสระบนพื้นผิวเครื่องมือในลักษณะที่ไม่สามารถควบคุมได้ ทำให้เกิดรอยยับ ในทางกลับกัน เมื่อปริมาณการหล่อลื่นที่ทาบนแผ่นงานต่ำมาก ความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวจะสูงมาก ความต้านทานสูงนี้บังคับให้แผ่นโลหะยืดเกินปริมาณที่ต้องการ ทำให้เกิดการบางลงอย่างมาก และในบางกรณีอาจเกิดการแตกร้าวอย่างรุนแรง ดังแสดงในรูปที่ 4
ดังนั้นการใช้สารหล่อลื่นในปริมาณที่เหมาะสมเมื่อดึงแผงจึงมีความสำคัญ เช่นเดียวกับการค้นหาปริมาณการหล่อลื่นที่เหมาะสมที่สุดที่ต้องการ รูปที่ 5 แสดงแผ่นที่ไม่มีริ้วรอยและรอยแตกเมื่อใช้สารหล่อลื่นอย่างถูกต้อง
เช่นเดียวกับกระบวนการผลิตอื่นๆ การทาสารหล่อลื่นบนแผ่นอาจทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกัน เช่น เสียงรบกวน ซึ่งหมายความว่าหากผู้ใช้ตัดสินใจใช้สารหล่อลื่น 1 กรัม/ตารางเมตรบนแผง ทำให้เกิดแผงที่ปราศจากข้อบกพร่อง ความน่าจะเป็นที่หุ่นยนต์จะพ่นสารหล่อลื่นในปริมาณที่แน่นอนบนแผงทุกครั้งเป็นเท่าใด ตัวอย่างเช่น หากความแม่นยำของอุปกรณ์คือ 85% ค่าเบี่ยงเบนของสารหล่อลื่นจะเป็น 0.85 - 1.15g/m2 ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาหากแผงมีความไวต่อแรงเสียดทานมาก ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องค้นหาช่วงที่ปลอดภัยสำหรับปริมาณการหล่อลื่นและตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์พ่นสารหล่อลื่นภายในช่วงที่กำหนด
การค้นหา "ปริมาณที่เหมาะสมที่สุด" ของสารหล่อลื่นในแผงที่ไม่สร้างข้อบกพร่องที่พื้นผิวจำนวนมาก และในขณะเดียวกันก็ไม่แสดงค่าการเจือจางสูง ขึ้นอยู่กับเครื่องมือจำลองที่แม่นยำ เช่น การใช้ปลั๊กอิน TriboForm กับ AutoForm
เมื่อพิจารณาถึงระบบไทรโบโลยีการขึ้นรูปของ AHSS มีประเด็นสำคัญสามประการที่ต้องพิจารณา ได้แก่: 1) ผลกระทบของแรงเสียดทานและไทรโบโลยีที่มีต่อการดีดตัวกลับ; 2) การขึ้นรูป AHSS ทำให้เกิดอุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งส่งผลต่อพฤติกรรมการเสียดสีอีกครั้ง 3) การขึ้นรูป AHSS การใช้วัสดุเครื่องมือที่แตกต่างกันมีผลกระทบใหม่ต่อพฤติกรรมการเสียดสีในการขึ้นรูปและการจำลอง ควรคำนึงถึงปรากฏการณ์สามประการข้างต้นในการสร้างแบบจำลอง ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้แบบจำลองแรงเสียดทานขั้นสูงเท่านั้น
แน่นอนว่า AHSS มีแรงสปริงกลับมากกว่าเมื่อขึ้นรูป เช่น ชิ้นส่วนยานยนต์ การสปริงกลับอาจได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากพฤติกรรมการเสียดสีที่กำหนดไว้ในการจำลองการขึ้นรูปโลหะแผ่น นี่คือสาเหตุที่คุณควรปรับปรุงพฤติกรรมการเสียดสีในการจำลองการปั๊ม ซึ่งส่งผลให้คาดการณ์การฟื้นตัวได้ดีขึ้น แรงเสียดทานจะกำหนดปริมาณการยับยั้งชั่งใจในชิ้นส่วน และจากนี้ พฤติกรรมการสปริงกลับจะได้รับผลกระทบ นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าเมื่อสร้าง AHSS โดยทั่วไปจะสังเกตเห็นแรงกดสัมผัสระหว่างเครื่องมือและแผ่นงานที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแรงเสียดทานจึงมีความสำคัญมาก และการเสียดสีทำให้อุณหภูมิในวัสดุเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลเสียต่อ สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ลำดับความสำคัญนี้จะไม่เกิดขึ้น ดังนั้น คำอธิบายที่เหมาะสมเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและผลกระทบที่มีต่อพฤติกรรมการเสียดสีจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการจำลองการขึ้นรูปของ AHSS
นอกจากนี้ วัสดุการขึ้นรูป AHSS ยังต้องใช้เหล็กกล้าเครื่องมือซึ่งปกติแล้วจะไม่ใช้กับเหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงปานกลาง แทนที่จะพิจารณาเครื่องมือที่ทำจากเหล็กหล่อ ตอนนี้เราต้องพิจารณาถึงผลกระทบทางไทรโบโลยีของเครื่องมือที่แข็งกว่าซึ่งทำจากคาร์บอนและโครเมียมบางชนิด วัสดุแม่พิมพ์นี้ยังมีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางไทรโบโลยีอีกด้วย นี่คือสาเหตุที่ผู้ใช้ต้องคำนึงถึงเรื่องนี้ควบคู่ไปกับการเลือกน้ำมันหล่อลื่นระหว่างการตั้งค่าการจำลอง แบบจำลองแรงเสียดทานที่ดีควรคำนึงถึงความสัมพันธ์เหล่านี้ทั้งหมดเมื่อสร้างแบบจำลองแรงเสียดทาน
หากคุณมีแบบจำลองแรงเสียดทานขั้นสูงในการจำลองการขึ้นรูป คุณจะต้องแนะนำระบบไทรโบโลยีที่สมจริงในการจำลองการขึ้นรูปโลหะแผ่นของคุณ จากนั้น คุณจะได้รับการคาดการณ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นของการแตกร้าว การย่น การผอมลง และการเด้งกลับ ซึ่งทั้งหมดนี้เชื่อมโยงกับโมเดลแรงเสียดทานที่คุณใช้
