PDA

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : ورق‌هاي آلومينيم در خودرو


tondar90
02-09-2010, 07:36 PM
استفاده از آلومينيم در قطعات خودرو به سرعت روبه گسترش است. استفاده از ورق‌هاي آلومينيمي در ساخت قطعات بدنه خودرو در سال‌هاي اخير، مورد توجه قرار گرفته است و شركت‌هاي خودروسازي، در سراسر دنيا از مزاياي متعدد استفاده از آلومينيم، برخوردارند. مهمترين مزيت استفاده از آلومينيم، كاهش وزن خودرو است. يكي از نكات اساسي در استفاده از ورق‌هاي آلومينيمي، نحوه فرمينگ و تفاوت آن با فرمينگ ورق‌هاي فولادي مي‌باشد. در اين مقاله، نكاتي در مورد فرمينگ ورق‌هاي آلومينيمي ارائه مي‌شود.
مقدمه
تجهيزات فرمينگ ورق‌هاي فولادي براي فرمينگ ورق‌هاي آلياژهاي آلومينيم نيز استفاده مي‌شود. ميزان تناژ پرس مورد نياز، در مورد ورق‌هاي آلومينيم، كمتر است، اما فرمينگ ورق‌هاي آلومينيم به دليل فرم‌پذيري پايين‌تر، ميزان Spring back بيشتر و حساسيت‌هاي سطحي هنگام تماس با سطح قالب به توجه بيشتري، نياز دارد. براي موفقيت در فرمينگ ورق‌هاي آلومينيم توجه به نكات زير، ضروري است.





كنترل سيلان مواد، به طراحي مناسب با استفاده از رايانه و شبيه‌سازي‌هاي عددي فرايند فرمينگ، نياز دارد. جدول 1 نشان‌دهنده ميزان كلي ابعاد پيشنهادي براي قالب و بلنك است. توجه داشته باشيد كه اين ابعاد، كلي هستند.
طراحي قالب، Blank اوليه و پرس
طراحي beadها
طراحي beadها از نكات مهم در طراحي فرايند پرسكاري ورق‌ها مي‌باشد. شكل و اندازه beadهاي مورد استفاده در پرسكاري ورق‌هاي آلومينيمي تا حدودي اب شكل و اندازه beadهاي مورد استفاده در فرمينگ ورق‌هاي فولادي متفاوت است. در مواردي كه ورق، كشيدگي كم عمقي دارد (كاربردهايي مثل درب موتور) در محيط قالب از beadهاي نيمه استفاده مي‌شود.
1. نحوه تماس پانچ با ورق قطعه بايد طوري روي پرس جايگزين شود كه سطح تماس پانچ قطعات، تقسيم‌بندي شود. يعني اول مركز پانچ با قطعه تماس پيدا كند سپس لبه‌ها به صورت تدريجي، تماس يابند. 2. در بيشتر موارد بايد از Draw Beadها استفاده كرد. 3. از شعاع‌هاي تيز و تند در طراحي قطعه استفاده نكنيد. 4. از آنجا كه شكل بلنك اوليه بر الگوي سيلان مواد تأثير گذارده است استفاده از بلنك‌هاي آماده شده، بسيار مهم است. 5. طراحي Binder بر قابليت توليد، تأثير مي‌گذارد. جدول 1: ميزان كلي ابعاد پيشنهادي براي قالب و بلنك
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C987500115 523149.jpg&X=541&Y=832






beadهاي كامل براي كشيدگي عميق‌تر مانند پنل داخلي درب‌ها استفاده مي‌شود. از lock beadها نيز در پرسكاري‌هاي بسيار كم‌عمق مانند پرسكاري سقف استفاده مي‌شود. نوعي از طراحي bead كه براي فولاد انجام شده است اگر در مورد آلومينيم به كار رود مي‌تواند موجب ايجاد پاره‌گي در ورق آلومينيم شود.

tondar90
02-09-2010, 07:37 PM
Draw beads
Draw beadها براي كاهش ميزان سيلان مواد به داخل قالب استفاده مي‌شوند. با كاهش ميزان سيلان مواد، ميزان Stretching بيشتري در مركز نمونه ايجاد مي‌شود. براي استفاده از Draw beadها مي‌توان از طراحي كلي زير استفاده كرد.
ابعاد معمول براي Draw beadهاي مورد استفاده براي پنل‌هاي آلومينيمي بدنه خودرو به صورت زير است:
R1=3 to 6t; R2=6t; B1=12t; B2=15t; h= 6 to 10t.
در جايي كه: ضخامت ورق= t باشد.
مركز Draw bead به‌طور معمول در حدود 25 برابر ضخامت ورق تا لبه قالب دارد.
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C235436036 145576.jpg&X=236&Y=122


Lock bead
Lock beadها براي پيشگيري كامل از سيلان مواد به داخل قالب استفاده مي‌شوند. در اين حالت، تغيير شكل به صورت Stretching خواهد بود و مي‌توان از قوانين كلي زير در طراحي استفاده كرد.
ابعاد معمول در Lock beadها براي ورق‌هاي آلومينيمي بدنه خودرو به صورت زير است.
R1=3t; R2=2t; B1=12t; B2=15t; h=6t
در جايي‏كه: ضخامت ورق= T
مركز Lock bead بايد در فاصله 24 برابر ضخامت ورق از كناره قالب قرار گيرد.
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C277878080 697568.jpg&X=236&Y=117


كنترل شكل
با توجه به اينكه مدول الاستيك آلومينيم، يك سوم فولاد است. رفتار Spring back الاستيك ورق‌هاي آلومينيمي از نظر شكل و ميزان برگشت الاستيك با ورق‌هاي فولادي متفاوت است. ميزهاي پرسي كه براي فولاد استفاده مي‌شوند براي آلومينيم مناسب نيستند. ايجاد حداقل 2-1درصد كرنش در ورق براي به‌دست آوردن DR و سفتي مناسب، لازم است. اگرچه با استفاده از مواد Bake hardenable تقريباً DR، مستقل از ميزان كرنش مي‌شود. براي ايجاد دقت ابعادي بالاتر و همچنين پيش‌بيني Spring back ورق بايد ميزان كرنش در كل ورق يكنواخت باشد.
Blanking and Triming
در Blancking ورق‌هاي آلومينيمي بايد بر روي Clearance ابزار، دقت كافي داشت. زاويه blade بايد به‌طور مناسب انتخاب شود و لبه‌ها، تيز و روانسازي شده باشند. مقدار clearance بر روي قالب blanking به استحكام برشي ساده بستگي دارد. هر چه استحكام برشي، كمتر باشد به clearance كمتري نياز است. براي مواردي با استحكام برشي تا حدود 200MPa، ميزان Clearance در هر طرف حدود 96درصد، ضخامت پيشنهاد مي‌شود. براي مواردي با استحكام برشي بيشتر از 200MPa، ميزان 9درصد ضخامت مواد پيشنهاد مي‌شود. استحكام برشي برخي از ورق‌هاي آلياژ آلومينيم در جدول 2 ارائه شده است.
جدول 2: استحكام برشي برخي از ورق‌هاي آلياژ آلومينيم
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C253222824 294651.jpg&X=336&Y=226


فشار مورد نياز براي blanking ورق‌هاي مختلف آلومينيم از جداول 2، 3 و 4 قابل استخراج است.
جدول 3: فشار مورد نياز براي پرسكاري ضخامت‌هاي مختلف ورق آلومينيم از جنس آلياژ
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C834642747 303124.jpg&X=236&Y=172


جدول 4
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C879633702 576803.jpg&X=236&Y=199


در جدول 3 فشار مورد نياز براي پرسكاري ضخامت‌هاي مختلف ورق آلومينيمي از جنس آلياژ 1100 ارائه شده است. با استفاده از ضرايب آلياژهاي ديگر از جدول 4 و ضرب كردن اين ضرائب در ضخامت‌هاي مورد نظر از جدول 3 مي‌توان مقادير فشار مورد نياز براي پرس ورق‌هاي با ضخامت متفاوت از جنس آلياژهاي ديگر آلومينيم را نيز به دست آورد.
در blanking آلومينيم، مانند فولاد، براي ايجاد شكست مناسب به نفوذ پانچ تا حدود 45درصد از ضخامت ورق، نياز است. سطح پاييني Blank نيز به همين مقدار، در قالب نفوذ مي‌كند. اين امر باعث ايجاد بعدهاي صاف و صيقلي براي Blank مي‌شود. بيش از حد زياد بودن Clearance باعث افزايش Burrها مي‌شود. بيش از حد كم بودن نيز باعث ناهمواري و پاره‌گي در لبه‌هاي Blank مي‌شود.

tondar90
02-09-2010, 07:38 PM
كنترل فشار Binder
مناسب بودن فشار Binder از عوامل كليدي در فرمينگ آلومينيم است. به‌طور كلي، فشار Binder بايد به اندازه‌اي زياد باشد كه فقط از چروك خوردگي ورق پيشگيري كند و نبايد آنقدر زياد باشد كه باعث پارگي شود.
فشار binder براي آلومينيم به‌طور كلي كمتر از فولاد است. نيروي binder قابل تغيير (Variable binder forcu) (VBF) در هنگام پرس مي‌تواند قابليت توليد محصولات پرسكاري را افزايش دهد. شكل 1، نشان‌دهنده اهميت مقدار نيروي (BHF) (binder holding force) binder بر كرنش ايجاد شده در پنل است. خطر پر، در اين شكل، نشان‌دهنده ميزان كرنش غير ايمن است كه به‌وسيله اعمال نيروي ثابت binder بر Draw beadها ايجاد شده است و نقطه‌چين نشان‌دهنده ميزان كرنشي است كه از تغييرات نيروي binder هنگام پرس ايجاد شده است. علاوه‌بر مقدار فشار binder، تغييرات اين فشار در هنگام پرسكاري نيز مي‌تواند بر خوب يا بد بودن نتايج پرسكاري تأثير بگذارد.
تريبولوژي
در اين قسمت به رفتار سطح مشترك بين قالب و ورق مي‌پردازيم. اين رفتارها شامل اصطكاك، روانسازي و سايش است. در نظر گرفتن مشخصات تريبولوژيكي اهميت زيادي در فرمينگ ورق‌ها دارد.
اصطكاك
رفتار اصطكاكي و سايشي از مشخصات سيستم، در فرمينگ ورق‌هاست. اصطكاك در شرايط فرمينگ به فشار تماس و سرعت لغزش بستگي دارد. مشخصات ورق و قالب (مشخصات مكانيكي، پوشش، زبري سطح و مشخصات هندسي) و همچنين مشخصات روانساز و شرايط انجام فرايند (مثلاً دما) نيز بايد مورد توجه قرار گيرند. همچنين در مورد ورق‌هاي آلومينيم، نوع بافت سطحي نيز مهم است (MF, EDT). هنگامي كه تمامي سطح ورق با سطح قالب را در فرمينگ ورق‌هاي آلومينيمي در نظر مي‌گيريم، از مهمترين نكاتي كه بايد به آن توجه كنيم ايجاد پديده‌اي به نام Galling است. Galling يكي از مكانيزم‌هاي سايش است كه در آن انتقال مواد از يك سطح تماس به سطح ديگر انجام مي‌شود، مثلاً در فرمينگ ورق‌ها از ورق به قالب. اين امر باعث ايجاد خسارات زياد در سطح قالب مي‌شود. مواد ريز جدا شده از سطح قالب يا ورق، در سطح تماس باقي مي‌مانند و باعث ايجاد خراش‌هاي زياد در سطح قالب مي‌شوند. با توجه به شدت اين نوع عيب در فرمينگ ورق‌هاي آلومينيمي و براي پيشگيري از خسارات زياد بايد قالب در هنگام كار، بازرسي شود. ايجاد پوشش‌هاي مناسب بر سطح قالب، استفاده از ورق‌هايي با زبري سطح پايين و استفاده از بافت سطحي EDT به جاي MF از راه‌هاي پيشگيري از ايجاد Galling مي‌باشد.
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C477814255 932546.jpg&X=236&Y=260


شكل 1: اهميت مقدار نيروي Binder بر كرنش ايجاد شده در پنل
روانسازي
روانسازي در پرسكاري ورق‌هاي آلومينيمي بدنه خودرو براي كاهش اصطكاك در مناطق تماس ورق و قالب و پيشگيري از عيوبي مثل Galling انجام مي‌شود. روانساز بايد طوري باشد كه در صورت باقي ماندن روي سطح، بر روي سطح، لك ايجاد نكند. از امولوسيون‌هاي محلول در آب، روغن‌هاي سبك و روانسازهاي جامد براي روانسازي آلومينيم، استفاده مي‌شود. با استفاده از روانسازهاي پايه آبي با نسبت 4 به 1 و به ميزان 100mg/ft2(1.1g/m2) در سطح ورق مي‌توان ضريب اصطكاك را تا ميزان 0.04-0.15 پايين آورد- همچنين در صورت استفاده از روانسازهاي به صورت لايه‌هاي جامد (Dry-film) و به ميزان 80-100mg/ft2 (0.88-1.1g/m2) ضريب اصطكاك تا مقدار 0.02-0.05 پايين خواهد آمد. در صورت استفاده از روانسازهاي به صورت لايه جامد، مقدار روانسازي و كاهش ضريب اصطكاك در مراحل مختلف پرسكاري ورق ثابت خواهد بود.
شكل 2، نشان‌دهنده پايداري ضريب اصطكاك در صورت استفاده از روانسازهاي لايه‌اي جامد به جاي روانسازهاي مايع مي‌باشد.
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C450971485 775760.jpg&X=236&Y=139


شكل 2: پايداري ضريب اصطكاك در صورت استفاده از روانسازهاي لايه‌اي جامد
زبري سطح
زبري و موجدار بودن سطح علاوه‌بر اينكه تأثير زيادي بر رنگ‌پذيري ورق دارد بر رفتار اصطكاكي و سايشي ورق، در حين فرايند فرمينگ نيز تأثير مي‌گذارد. تفاوت بين رفتار اصطكاكي بافت‌هاي سطحي EDT و MF به دليل تفاوت در ميزان زبري سطح آنها است (MF: Ra~0.4µm , EDT: Ra~1µm)، گاهي تصور مي‌شود كه بزرگتر بودن Ra باعث ايجاد اصطكاك بيشتر مي‌شود اما شكل نشان مي‌دهد كه اين نظر، صحيح نيست. در صورت استفاده از بافت سطحي EDT مقدار ضريب اصطكاك، كاهش مي‌يابد.
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C443544717 253762.jpg&X=236&Y=159


شكل 3: استفاده از بافت سطحي EDT، مقدار ضريب اصطكاك را كاهش مي‌دهد

براي ايجاد بافت EDT در سطح ورق معمولاً پاس نهايي با كاهش ضخامت كمتر از 4درصد به ورق اعمال مي‌شود. در شكل4س، بافت‌هاي سطحي EDT و MF ديده مي‌شوند.
http://www.sanatekhodro.com/CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C7%5C215274246 305421.jpg&X=324&Y=81


شكل 4: بافت‌هاي سطحي EDT و MF
منابع
1. Aluminum for automotive body sheet panels, aluminum automotive association, publication AT3, December, 1998
2. Aluminum automotive online manual, aluminum automotive association
3. Aluminum, The corrosion resistant automotive material

ACO
02-24-2010, 01:59 AM
تشکر از نوشته ی خوب شما اقا یاسر
موس رو روی عکس ها ببر میبینی کلیک خور شده اما به مقصدی مبهم....

همیشه قبل از ارسال پیش نمایش رو بزنین و مطلب رو کامل بررسی کنید
اگر مشکلی شبیه این که بعضی وقتا پیش میاد به چشم خورد عکس یا نوشته رو انتخاب کرده و روش http://acoforum.org/images/editor/unlink.gifبزنید
همکاران زحمتکشم بعد از اینکه این دوست خوبمون مطلب رو خوندند ویرایش لازمه رو انجام بدن.