1. Introduction
Blanking and, more generally, shearing operations are the most
common operations in the process chains for sheet metal parts.
Looking at a typical punch force vs. penetration curve in blanking
(Fig. 1), two main phases can be distinguished. In the first phase
(from A to B in Fig. 1), the punch penetrates the material causing
the sheet metal to deform, first elastically and then plastically,
until the pressure at the cutting edges starts the shearing. Initially,
the punch force increases steadily due to both the deformation and
strain hardening of the material and, then, at the onset of shearing,
it decreases due to the progressive reduction in the cross-section
despite the strain hardening. In this phase, the press and die set
store up elastic energy. In the second phase (from B to C in Fig. 1),
the shear strength of the material in the shearing zone is exceeded
and a fracture starts causing the sudden release of the energy that
dissipates through the high frequency oscillations shown in the tail
end of the curve in Fig. 1. This break through shock generates
uncontrolled high reverse loads, mechanical vibrations and loud
noise that may cause serious problems such as fatigue cracks in the
ram, drive linkage, crown, housings and, in the bed of the press,
premature wear in punches and dies and great discomfort for press
operators. To withstand the harmful effects caused by break
through shocks, mechanical and hydraulic presses can be oversized
(an over tonnage of 50% is usual for continuous blanking and
punching of high strength materials) or equipped with cushions or
hydraulic shock dampers that absorb part of the shock energy.
However, if, on the one hand, over sizing the press may not be
practical from an economical point of view, on the other hand, the
required additional load capacity, fluid elasticity and limitations in
the working stroke represent the main drawbacks of cushions and
hydraulic dampers.
The break through shock in blanking operations has been
considered by a number of researchers, most notably for modelling
the ductile fracture that causes the sheet metal separation and the
associated energy release [1–3] or for correlating the stiffness of
the system components (press, stripper and die set) and their
vibrations during the break through [4–6]. However, few
contributions in the scientific literature have dealt with new
possible solutions to effectively reduce the reverse load, vibrations
and noise. Murakawa [7] developed a ‘‘hydraulic inertia damper’’
that proved to be effective in lowering the punch force reduction
rate, thereby causing a reduction in vibration and noise. Osakada
[8] demonstrated that the noise level accompanying the break
through shock can be significantly reduced if an accurate control of
the punch motion – such as that allows by servo controlled presses
– is combined with a ‘‘continuous two-step blanking’’, where the
punch is stopped just before the fracture starts.
In this paper, the application of magneto-rheological (MR)
dampers to reduce the shock response of press systems during
blanking operations is considered. In recent years, many research
projects have demonstrated that MR dampers can be profitably
utilized to control the vibrations of civil structures, vehicle
suspensions and biomedical systems as well (e.g. see Refs. [9–
11]). The principal aim of the investigation described in the paper
was to evaluate, through full-scale experiments, the feasibility and
practicability of implementing MR dampers and to understand the
potential benefits when they are used in a semi-active manner in
comparison with conventional dampers. In the first part of the
paper, the design and construction of the MR dampers utilized in
the experiments are presented together with the testing that was
carried out to evaluate their damping force characteristic. The
second part focuses on the experiments, which aimed at evaluating
the press system response to the break through shocks generated
1. บทนำBlanking ตัดเพิ่มเติมโดยทั่วไป การดำเนินการอยู่มากที่สุดดำเนินงานทั่วไปในห่วงโซ่กระบวนการสำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่นดูที่แรงเจาะทั่วไปเปรียบเทียบกับเส้นโค้งการเจาะใน blanking(Fig. 1), 2 ขั้นตอนหลักสามารถแตกต่างกัน ในระยะแรก(จาก A ไป B ใน Fig. 1), หมัดแทรกซึมทำให้วัสดุแผ่นโลหะจะเบี้ยว แรกหมายถึงการปิด แล้ว plasticallyจนกว่าความดันที่ขอบตัดเริ่มตัด เริ่มต้นหมัดแรงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากทั้งแมพ และแข็ง ของวัสดุ และ แล้ว อย่างตัด สายพันธุ์จะลดลงเนื่องจากการลดแบบก้าวหน้าในระหว่างส่วนแม้จะแข็งต้องใช้ ในระยะนี้ กดและตายตั้งเก็บค่าพลังงานยืดหยุ่น ในระยะที่สอง (จาก B ถึง C ใน Fig. 1),ความแข็งแรงเฉือนของวัสดุในโซนตัดเกินแตกหักเริ่มก่อให้เกิดการปล่อยพลังงานทันทีที่dissipates ผ่านการแกว่งที่ความถี่สูงที่แสดงในหางจุดสิ้นสุดของเส้นโค้งใน Fig. 1 สร้างแบ่งนี้ผ่านช็อตสูงอพยพกลับโหลด เครื่องจักรสั่นสะเทือน และเสียงดังเสียงรบกวนที่อาจทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงเช่นความอ่อนเพลียรอยแตกในราม เชื่อมโยงไดรฟ์ มงกุฎ housings และ เตียงกดสึกหรอในเจาะตาย และสบายดีสำหรับกดตัวดำเนินการ ทนต่ออันตรายที่เกิดจากการแบ่งผ่านแรงกระแทก เครื่องกลและกด hydraulic สามารถมีขนาดใหญ่(an over tonnage of 50% is usual for continuous blanking andpunching of high strength materials) or equipped with cushions orhydraulic shock dampers that absorb part of the shock energy.However, if, on the one hand, over sizing the press may not bepractical from an economical point of view, on the other hand, therequired additional load capacity, fluid elasticity and limitations inthe working stroke represent the main drawbacks of cushions andhydraulic dampers.The break through shock in blanking operations has beenconsidered by a number of researchers, most notably for modellingthe ductile fracture that causes the sheet metal separation and theassociated energy release [1–3] or for correlating the stiffness ofthe system components (press, stripper and die set) and theirvibrations during the break through [4–6]. However, fewcontributions in the scientific literature have dealt with newpossible solutions to effectively reduce the reverse load, vibrationsand noise. Murakawa [7] developed a ‘‘hydraulic inertia damper’’that proved to be effective in lowering the punch force reductionrate, thereby causing a reduction in vibration and noise. Osakada[8] demonstrated that the noise level accompanying the breakthrough shock can be significantly reduced if an accurate control ofthe punch motion – such as that allows by servo controlled presses– is combined with a ‘‘continuous two-step blanking’’, where thepunch is stopped just before the fracture starts.In this paper, the application of magneto-rheological (MR)dampers to reduce the shock response of press systems duringblanking operations is considered. In recent years, many researchprojects have demonstrated that MR dampers can be profitablyutilized to control the vibrations of civil structures, vehiclesuspensions and biomedical systems as well (e.g. see Refs. [9–11]). The principal aim of the investigation described in the paperwas to evaluate, through full-scale experiments, the feasibility andpracticability of implementing MR dampers and to understand thepotential benefits when they are used in a semi-active manner incomparison with conventional dampers. In the first part of thepaper, the design and construction of the MR dampers utilized inthe experiments are presented together with the testing that wascarried out to evaluate their damping force characteristic. Thesecond part focuses on the experiments, which aimed at evaluatingthe press system response to the break through shocks generated
การแปล กรุณารอสักครู่..
1. บทนำ
Blanking และอื่น ๆ
โดยทั่วไปการดำเนินงานตัดเป็นส่วนใหญ่การดำเนินงานร่วมกันในกระบวนการโซ่สำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่น.
มองไปที่แรงหมัดทั่วไปเมื่อเทียบกับเส้นโค้งการเจาะใน blanking
(รูปที่ 1). สองขั้นตอนหลักสามารถโดดเด่น ในระยะแรก
(จาก A ไป B ในรูปที่ 1).
เจาะแทรกซึมวัสดุที่ก่อให้เกิดแผ่นโลหะที่จะทำให้เสียโฉมแรกelastically แล้วแบบพลาสติก,
จนความดันที่ตัดขอบเริ่มตัด ในขั้นต้นเพิ่มขึ้นแรงหมัดอย่างต่อเนื่องเนื่องจากทั้งความผิดปกติและสายพันธุ์แข็งของวัสดุและแล้วที่เริ่มมีอาการของการตัดที่มันลดลงเนื่องจากการลดลงของความก้าวหน้าในส่วนข้ามแม้จะแข็งความเครียด ในระยะนี้สื่อมวลชนและตายตั้งร้านค้าพลังงานยืดหยุ่น ในระยะที่สอง (จาก B ไป C ในรูป. 1), แรงเฉือนของวัสดุในเขตตัดที่เกินและแตกหักเริ่มต้นที่ก่อให้เกิดการปล่อยฉับพลันของพลังงานที่กระจายผ่านแนบแน่นความถี่สูงที่แสดงในหางท้ายของเส้นโค้งในรูป 1. ตัดผ่านช็อตนี้สร้างไม่สามารถควบคุมได้โหลดสูงกลับสั่นสะเทือนดังกลและเสียงรบกวนที่อาจก่อให้เกิดปัญหาที่รุนแรงเช่นรอยแตกเมื่อยล้าในหน่วยความจำ, การเชื่อมต่อไดรฟ์, มงกุฎ, ตัวเรือนและในเตียงของสื่อมวลชน, การสึกหรอก่อนวัยอันควรในการเจาะและ ตายและไม่สบายที่ดีสำหรับการกดผู้ประกอบการ ที่จะทนต่อผลกระทบที่เป็นอันตรายที่เกิดจากการหยุดพักผ่านแรงกระแทก, เครื่องรีดกลและไฮดรอลิสามารถขนาดใหญ่ (เป็นน้ำหนักมากกว่า 50% เป็นปกติสำหรับ blanking อย่างต่อเนื่องและเจาะวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง) หรืออุปกรณ์ที่มีเบาะรองนั่งหรือกระโปรงช็อตไฮโดรลิคที่ดูดซับส่วนหนึ่งของ พลังงานช็อต. แต่ถ้าในมือข้างหนึ่งมากกว่าขนาดกดอาจจะไม่ได้ในทางปฏิบัติจากจุดที่ประหยัดในมุมมองของในมืออื่น ๆ ที่จำเป็นต้องใช้กำลังการผลิตไฟฟ้าที่เพิ่มความยืดหยุ่นของของเหลวและข้อจำกัด ในจังหวะการทำงานแทนข้อบกพร่องหลักหมอนอิงและกระโปรงไฮดรอลิ. แบ่งผ่านช็อตในการดำเนินงาน blanking ได้รับการพิจารณาจากจำนวนนักวิจัยที่โดดเด่นที่สุดสำหรับการสร้างแบบจำลองแตกหักเหนียวที่เป็นสาเหตุของการแยกโลหะแผ่นและปล่อยพลังงานที่เกี่ยวข้อง[1-3] หรือมีความสัมพันธ์ความแข็ง ขององค์ประกอบของระบบ(กดเต้นระบำเปลื้องผ้าและตายตั้งค่า) ของพวกเขาและการสั่นสะเทือนในช่วงพักผ่าน[4-6] แต่ไม่กี่ผลงานในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ได้กระทำกับใหม่โซลูชั่นที่เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพลดภาระกลับสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน Murakawa [7] การพัฒนา '' สิ่งที่ทำให้ชื้นไฮดรอลิความเฉื่อย '' ที่พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการลดแรงหมัดลดอัตราจึงก่อให้เกิดการลดลงของการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน Osakada [8] แสดงให้เห็นว่าระดับเสียงที่มาพร้อมกับการแบ่งผ่านช็อตจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญหากมีการควบคุมที่ถูกต้องของการเคลื่อนไหวหมัด- เช่นที่ช่วยให้โดยกดควบคุมเซอร์โว- จะถูกรวมกับ '' อย่างต่อเนื่องสองขั้นตอน blanking '', ที่หมัดจะหยุดก่อนที่จะเริ่มต้นการแตกหัก. ในบทความนี้ประยุกต์ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไหล (MR) กระโปรงเพื่อลดการตอบสนองของระบบการช็อตกดในระหว่างการดำเนินงาน blanking ถือว่าเป็น ในปีที่ผ่านมางานวิจัยหลายโครงการที่แสดงให้เห็นว่ากระโปรงนายสามารถมีผลกำไรนำมาใช้ในการควบคุมการสั่นสะเทือนของโครงสร้างทางแพ่งรถแขวนลอยและระบบการแพทย์เช่นกัน(เช่นเห็น Refs. [9 11]) จุดมุ่งหมายหลักของการตรวจสอบที่อธิบายไว้ในกระดาษเพื่อประเมินผ่านการทดลองเต็มรูปแบบความเป็นไปได้และความเหมาะสมของการใช้กระโปรงMR และเข้าใจการผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นเมื่อพวกเขาจะใช้ในลักษณะกึ่งใช้งานในการเปรียบเทียบกับกระโปรงธรรมดา ในส่วนแรกของกระดาษ, การออกแบบและการก่อสร้างของกระโปรงนายที่ใช้ในการทดลองจะถูกนำเสนอร่วมกับการทดสอบที่ได้รับการดำเนินการในการประเมินลักษณะแรงทำให้หมาดๆ ของพวกเขา ส่วนที่สองมุ่งเน้นไปที่การทดลองซึ่งมุ่งเป้าไปที่การประเมินการตอบสนองของระบบกดเพื่อหยุดพักผ่านแรงกระแทกที่เกิดขึ้น
การแปล กรุณารอสักครู่..
1 . บทนำ
เจาะและโดยทั่วไปงานตัดมีมากที่สุด
การดําเนินงานร่วมกันในกระบวนการโซ่สำหรับชิ้นส่วนโลหะแผ่น .
ดูทั่วไปแรงเจาะทะลุ เจาะกับเส้นโค้งใน
( รูปที่ 1 ) , สองขั้นตอนหลักสามารถโดดเด่น ใน
เฟสแรก ( จาก A ไป B ในรูปที่ 1 ) หมัดแทรกซึมวัสดุก่อให้เกิด
แผ่นโลหะบิดแรก elastically แล้ว plastically
, จนกระทั่งความดันที่ตัดขอบเริ่มตัด ตอนแรก
หมัดแรงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากทั้งรูปร่างและ
เครียดแข็งของวัสดุ และ แล้ว ในการตัด ,
มันลดลงเนื่องจากการลดลงก้าวหน้าในภาคตัดขวาง
แม้จะเมื่อยตึง ในขั้นตอนนี้ , กดและชุดตาย
การจัดเก็บพลังงานที่ยืดหยุ่น ในช่วงระยะที่สอง ( จาก B เป็น C ในรูปที่ 1 ) ,
กำลังรับแรงเฉือนของวัสดุในการตัดโซนเกิน
และแตกหักเริ่มก่อให้เกิดการปล่อยอย่างฉับพลันของพลังงานที่กระจายผ่านความถี่สูง
แสดงในหางกวัดแกว่งปลายโค้งในรูปที่ 1 นี้ตัดผ่านช็อกสร้าง
ไม่มีการควบคุมสูงกลับโหลดการสั่นทางกล และเสียงดัง
ที่อาจทำให้เกิดปัญหาร้ายแรง เช่น อ่อนเพลีย รอยแตกใน
รามขับรถเชื่อมโยง , มงกุฎ , เรือนและในเตียงของกด
ก่อนใส่ในการเจาะและตายและความรู้สึกไม่สบายที่ดีสำหรับผู้ประกอบการกด
ทนต่อผลกระทบที่เป็นอันตรายที่เกิดจากการแบ่ง
ผ่านการกระแทก เครื่องจักรกล และไฮดรอลิ
สามารถขนาดใหญ่( มากกว่า 50% เป็นระวางปกติเจาะอย่างต่อเนื่องและ
เจาะวัสดุมีความแข็งแรงสูง ) หรือติดตั้งกับเบาะหรือ
ไฮดรอลิกช็อกที่ดูดซับช็อกค่าส่วนหนึ่งของพลังงาน .
แต่ถ้าบนมือข้างหนึ่งไปกดขนาดอาจจะไม่ได้ประโยชน์จากการประหยัด
จุดของมุมมองใน มืออื่น ๆ ,
ต้องโหลดเพิ่มเติมความจุของเหลวความยืดหยุ่นและข้อจำกัดใน
จังหวะการทำงานของข้อด้อยหลักของเบาะรองนั่งและไฮดรอลิกค่า
.
ตัดผ่านช็อตในการได้รับการพิจารณาโดยเจาะ
จำนวนนักวิจัยส่วนใหญ่ยวดสำหรับการสร้างแบบจำลอง
ร้าว แผ่นโลหะอ่อนที่ทำให้การแยกและ
ที่ปล่อยพลังงาน [ 1 – 3 ] หรือเพื่อเทียบเคียงความแข็งของ
ส่วนประกอบของระบบ ( กดระบำเปลื้องผ้าและตายตั้ง ) และการสั่นสะเทือนของพวกเขา
ช่วงตัดผ่าน [ 4 – 6 ) แต่น้อย
บอกบุญในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ใหม่
อย่างมีประสิทธิภาพลดกลับโหลดสั่นสะเทือน
และเสียงรบกวน มูราคาวา [ 7 ] พัฒนา ' หน่วง ' '
'hydraulic ความเฉื่อยที่พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการลดหมัดแรงลด
อัตราจึงทำให้เกิดการลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน osakada
[ 8 ] พบว่าระดับเสียงรบกวนมาแบ่ง
ผ่านช็อกสามารถลดลงถ้าถูกต้องควบคุม
ชกเคลื่อนไหว ( เช่นที่ช่วยให้โดยเซอร์โวควบคุมกด
–พร้อมกับ ' เจาะ ' ' 'continuous 2 ที่
หมัดจะหยุดเพียงแค่ก่อนที่จะเริ่มร้าว
. ในกระดาษนี้การไหลของแมกนีโต ( MR )
หน่วงเพื่อลดการตอบสนองของระบบกดช็อตในระหว่าง
เจาะงานถือว่า ในปีที่ผ่านมา โครงการวิจัย
หลายแสดงให้เห็นว่าคุณสามารถยังคงใช้ค่า
เพื่อควบคุมการสั่นสะเทือนของโครงสร้างโยธา , ยานพาหนะ
ช่วงล่างและระบบชีวการแพทย์เช่นกัน ( เช่นดูอ้างอิง [ 9 –
11 ] )จุดมุ่งหมายหลักของการสอบสวนที่อธิบายไว้ในกระดาษ
ประเมินผลการทดลองงาน , ผ่าน , ความเป็นไปได้และความเหมาะสมของการใช้ค่า
และคุณเข้าใจประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นเมื่อมีการใช้ในลักษณะ semi-active ใน
เปรียบเทียบกับค่าปกติ ในส่วนแรกของ
กระดาษ , การออกแบบและก่อสร้างของนายใช้
หน่วง
การแปล กรุณารอสักครู่..