TriboForm：基于敏感性分析缩小调试和批量生产之间的差距
如今，在试模之前，在零件设计的早期阶段进行成形模拟仿真是一种常见的做法。 随后在试模阶段验证模拟，并且仅在试模成功后才开始批量生产。 但是，试模和生产之间的工艺设置存在一些差异。
因此，定义一个稳定的工艺窗口非常重要，这样可以在试模和生产条件下产生无缺陷的产品。 由于其对工艺参数的高灵敏度，这在铝成形中变得更加关键。 摩擦条件是铝板成形产品质量的最大影响之一。 因此，在这项研究中，考虑了深拉延铝合金翼子板（AA6014）（图1）。 使用AutoForm-Sigma模块和TriboForm软件进行灵敏度研究，以选择与成形过程中使用的实际摩擦学系统相对应的真实摩擦模型。
图1. 翼子板模型，包括凸模，凹模，板料，压边圈
本文研究了摩擦行为在成形过程中起重要作用的三个设计变量，即成形速度，涂油量和温度（表1）。
表1. 工艺参数及其应用范围
本文考虑了两种温度场景，即板料/模具温度为20ºC，以描述基于缓慢冲压过程的试模条件，并在冲压生产之间进行多次中断。 另一方面，模具/板料温度为30ºC，用于描述基于批量生产的生产条件，其中较少/没有中断，这种情况会使模具和板料温度升高。
本文目标是确定适当的涂油量，同时在两种生产方案下实现适合的成形速度的安全工艺窗口。 为此，研究了三种标准涂油量（图2）。
图2. TriboForm模型显示了三种不同涂油量下摩擦对压力和滑动速度的依赖关系。 请注意，此处未显示对温度和应变的依赖性。
模拟结果表明，通过增加涂油量，最大失效和塑性应变均明显下降（图3）。 涂油量的增加导致较低的摩擦系数，特别是对于较高的速度范围（图2），这反过来导致最大失效和塑性应变均较低（图3）。着重要强调的是两个结果参数（最大失效和拉伸极限相对于彼此具有相反的效果。即，期望较低的最大失效但是塑性应变不应低于拉伸极限值。
图3.模拟结果表明，通过增加涂油量，最大失效和塑性应变都会明显下降
最后，为了回答这一敏感性研究的主要目标，可以看出涂油量对定义的质量问题有显著影响，只有1.0 g / m2的涂油量才能形成安全的工艺窗口（图4）。 对于这种涂油量，针对这两种情况，在规定的速度范围（~100-250mm / sec）下均能获得安全的产品。
图4.行程速度的过程窗口仅显示在试用和生产条件下润滑量为1g / mm2的安全区域。
0.5g / m 2的涂油量满足拉伸极限，但是在生产设置下发生开裂（不依赖于成形速度）。 也就是说，由于30℃的较高温度，观察到更高的摩擦系数，从而导致更敏感的产品（图5）。 相反，较高的涂油量对于开裂的安全的工艺窗口具有相反的效果，但是导致在某些位置拉伸不充分。
图5.较高的温度导致较高的摩擦范围，随后增加最大失效并降低拉伸极限。
该敏感性研究强调了摩擦条件通过将AutoForm-Sigma模块与TriboForm软件结合使用来实现工业铝件的稳健成形过程的重要作用。在试模和生产设置下的安全产品只能通过在特定润滑条件下使用特定范围的成形速度来实现。重要的是要意识到这些工艺参数彼此相互作用，不可分开单独研究。
来源：AutoForm软件解决方案
