Comment la méthode de formage par rouleau de déformation intensive aide à réduire la longueur des machines.
Plus c'est long, mieux c'est », c'est ce que presque tout le monde dira quand vous poserez des questions sur la conception de la machine de profilage.
Ayant une quantité plus que suffisante de stations de profilage, vous pouvez progressivement créer n'importe quel type de profil sans stress, vagues et ondulations. Cependant, chaque pied supplémentaire de la machine ne concerne pas seulement le coût de la machine et les conditions de livraison, mais également les demandes croissantes d'espace d'atelier, les besoins en énergie, le poids de manutention et le manque de mobilité.
La méthode intensive de la conception par profilage nous aide à construire de petites machines avec un meilleur budget et de meilleures conditions et donne aux petites entreprises la possibilité de faire des choses que seuls les grands pouvaient se permettre auparavant.
Voici quelques exemples d'ingénierie :
À titre d'exemple, un panneau de toit à joint debout double de 1.5 po a été utilisé.
(PIC 1) Dessin de profil de joint debout de 1.5 po.
Pour montrer la différence, des rouleaux ont été conçus pour ce profil en sept passes avec une méthode de profilage régulier (RR) et une méthode de déformation intensive (ID).
Avec la conception RR, les plis se succèdent un par un en partant du bord vers le centre du matériau (voir photo 2).
(PIC 2) Fleur fluidifiante pour la méthode de conception de formage RR.
La méthode ID sapée forme plusieurs virages à chaque passe (voir photo 3).
(PIC 3) Fleur de fluotournage pour la méthode de conception Intensive Roll-Forming.
Comme matière première, nous utilisons de l'acier de calibre 24 ASTM A653-96.
La résistance à la traction est de 210 MPa, le coefficient de Poisson est de 0.3, la limite d'élasticité est de 350 MPa, le module de durcissement dans la région plastique est de 587 MPa. La modélisation du processus de déformation a été réalisée dans le programme Ls-Dyna.
La modélisation de l'outil de travail n'a simulé que la surface de travail des rouleaux calibrés. Dans ce cas, l'entraînement ne comporte que des rouleaux inférieurs et les supérieurs non propulsés. Dans la modélisation, les rouleaux d'alimentation utilisés comme premier passage sans bandes, donc huit supports sont présents dans le modèle.
(PIC 4A) Vue générale.
(PIC 4B) Perte de stabilité du bord gauche.
(PIC 4C) Perte de stabilité du bord droit.
La forme du matériau à l'état formé pendant le processus de moulage est illustrée sur l'image 4a, les rouleaux supérieurs étaient cachés. Les résultats de la simulation démontrent que la perte de stabilité se situe sur les deux bords de la pièce à usiner. L'image 4b montre la formation d'ondulations sur le bord gauche entre quatre et cinq passages. L'image 4c montre la formation d'un pli sur le bord droit lorsque la pièce passe entre six et sept passes.
Ces images montrent l'état formé du matériau lors du processus de formage, selon la méthode RR.
La figure 5 montre les valeurs des contraintes équivalentes selon la théorie de Mises. On peut voir sur l'image que les plus grandes contraintes équivalentes se produisent sur les bords de la pièce et ses valeurs sont de 367 MPa, ce qui est supérieur à la limite d'élasticité, qui est de 350 MPa. Cela signifie qu'aux endroits présentant les plus grandes valeurs de contraintes équivalentes, des déformations plastiques se produiront et, par conséquent, les bords du matériau seront allongés dans le sens longitudinal, formant des défauts d'ondulation le long du bord illustré, affiché sur l'image 4.
(PIC 5) Contraintes équivalentes dans la pièce pendant le processus de formage selon le schéma conventionnel.
La figure 6 montre les valeurs des contraintes longitudinales. Vous pouvez voir sur la figure que les plus grandes contraintes de traction longitudinales agissent sur les bords de la pièce lors de son passage par les deuxième et troisième passes.
(PIC 6) Contraintes longitudinales dans la pièce pendant le processus de formage selon la méthode RR.
L'image 7 montre les valeurs de déformation dans le sens longitudinal. Les plus grandes valeurs de déformation atteignent 2 %. Une telle valeur est supérieure à la limite élastique, donc des déformations résiduelles apparaîtront dans la pièce, ce qui conduira ultérieurement à une déformation indésirable du bord sous la forme d'une ondulation.
(
PIC 7) Déformations longitudinales de la pièce pendant le processus de formage, selon la méthode RR.
L'image 8 montre les changements d'épaisseur de la pièce pendant le processus de formage. L'image montre que la valeur de la plus grande éclaircie est d'environ 3 %. En tenant compte que la valeur de l'épaisseur de la pièce est égale à 0236" (calibre 24 ou 0.6 mm), la valeur absolue de l'amincissement est de 0.000708".
(PIC 8) Modification de l'épaisseur de la pièce en cours de formage, selon la méthode RR.
Maintenant, la même recherche a été effectuée pour la méthode de profilage ID. La même épaisseur, le même matériau, le même profil et le même désir de bien faire en sept passes.
Les images 9a montrent le résultat du profilage avec la méthode de profilage ID et aucune déformation des bords, ondulations ou ondulations n'est visible. Et, les deux autres images 9b et 9c, montrent pourquoi cela fonctionne. Les images montrent la pièce en cours de profilage par méthode d'identification.
(PIC) 9 – Vue d'ensemble.
(PIC) 9b – Bord droit.
(PIC) 9c – Vue isométrique.
L'image 10 montre les valeurs des contraintes équivalentes, la valeur la plus élevée est de 353 MPa, ce qui est légèrement supérieur à la limite d'élasticité (350 MPa), et par conséquent, les forces de déformation plastique en traction dans les bords seront faibles et très probablement, pas de roulis les défauts de formation sur les bords du profil seront visibles.
(PIC 10) Contraintes équivalentes dans une pièce en cours de profilage par la méthode de déformation intensive.
L'image 11 montre les valeurs des contraintes de traction, les valeurs les plus élevées atteignent 367 MPa, soit environ 10 MPa de moins que la méthode traditionnelle de profilage.
(PIC 11) Contraintes longitudinales dans une pièce en cours de profilage par la méthode de déformation intensive.
Les images 12 et 13 montrent comment la valeur de la contrainte de traction d'une particule métallique située sur les bords gauche et droit de la pièce change, respectivement, lorsque la pièce se déplace à travers les cages de profilage. La couleur rouge indique la contrainte pour le profilage par RR et le bleu pour l'ID. Les lignes pointillées verticales indiquent la position des plans axiaux.
(PIC 12) Tensions d'étirement dans le bord gauche de la pièce.
(PIC 13) Tensions d'étirement dans le bord droit de la pièce.
Les valeurs des déformations longitudinales d'une pièce pendant le profilage par la méthode de déformation intensive sont illustrées à l'image 14.
Les plus grandes valeurs de déformations sont d'environ 0.7 %, soit environ 2 % de moins qu'avec le profilage jusqu'à la méthode traditionnelle.
Le changement le plus élevé de l'épaisseur de la pièce pendant le profilage selon la méthode ID (image 15) est de 1.4 %, ce qui, en termes de valeur absolue, est de 0.00033".
Cette modélisation mathématique simple montre qu'il est possible d'adapter une conception de profilage de bonne qualité jusqu'à 30 % avec moins de passes en utilisant une seule méthode. Dans le même temps, en combinant plusieurs méthodes, il peut être jusqu'à 40 % plus efficace.
En conclusion, la conception du profilage se développe, et il existe des solutions plus intéressantes qui se sont déjà concrétisées dans l'industrie et il y en a certainement d'autres à venir. En suivant les demandes des clients, les raisons rationnelles et le développement des matériaux, nous concevrons de meilleures machines - plus petites, plus économes en énergie, plus rapides, plus automatisées et quelles que soient les exigences du marché. Il n'y a aucune raison d'avoir peur des nouvelles technologies ; les gagnants sont toujours à l'avant-garde. RF
(PIC 14) Déformations longitudinales d'une pièce en cours de profilage par la méthode ID.
(PIC 15) Modification de l'épaisseur du matériau dans le processus de profilage par la méthode d'ID.
Pour plus d'informations sur ces techniques, les méthodes de profilage ou l'équipement, veuillez visiter www.stangroup.us ou contacter le 570-404-6968.
