Effect of friction conditions on change of sheet surface roughness during deep drawing

• Autorzy: Bazan A. , Trzepieciński T.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2013.33

Warianty tytułu

PL

Wpływ warunków tarcia na zmianę chropowatości powierzchni blach podczas tłoczenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article deals with problems related to analysis of friction existed in sheet metal forming. In order to determine the influence of surface parameter value of the sheets, surface parameters of the rollers and pressure force on friction coefficient value the strip-drawing friction tests have been performed. Furthermore, the analysis of the effect of friction conditions on the change of sheet roughness parameters has been done. The topographical analysis of tested samples was carried out by using the measurement system Alicona InfiniteFocus. As the testing materials low-carbon deep drawing quality steel sheet has been used. In case of rolls with surface roughness parameter value of Ra = 0.63 and 1.25 mm the smoothing of peaks roughness during the friction process was observed. For the roll with surface roughness value of Ra = 2.5 mm the highest deviation of the surface after friction tests in respect of the reference surface exists below the reference surface. In all analyzed frictional conditions the decreasing of the value of the surface roughness parameters Ssk and Sku characterizing the topography of the sheets was noticed. During tests realized in dry friction conditions the value of surface roughness parameter Ssk was smaller than for lubrication conditions. In case of Sku parameter the reverse dependence was observed.

PL

W pracy przedstawiono zagadnienia związane z analizą tarcia występującego podczas kształtowania blach. Aby określić wpływ wartości parametrów chropowatości blach oraz wałków, a także wartości nacisków na wartość współczynnika tarcia, przeprowadzono testy przeciągania paska blachy. Ponadto przeprowadzono analizę wpływu warunków tarcia na zmianę parametrów chropowatości blach. Analizę topograficzną badanych próbek wykonano za pomocą systemu pomiarowego Alicona InfiniteFocus. Testowanym materiałem były niskowęglowe głębokotłoczne blachy stalowe. W przypadku rolek o parametrze chropowatości Ra= 0,63 μm i 1,25 μm zaobserwowano wygładzanie wierzchołków nierówności blachy podczas procesu tarcia. Dla rolki o chropowatości Ra= 2,5 μm największe odchylenie powierzchni poddanej tarciu względem powierzchni referencyjnej wystąpiło poniżej tej powierzchni. W analizowanych warunkach tarcia obserwowano zmniejszenie wartości parametrów chropowatości powierzchni Ssk i Sku, które są podstawowymi parametrami charakteryzującymi topografię powierzchni blach używanych do tłoczenia. Podczas badań prowadzonych w warunkach tarcia suchego wartość parametru chropowatości Ssk była mniejsza niż podczas tarcia w warunkach smarowania, dla parametru Sku zależność jest odwrotna.

Słowa kluczowe

EN

friction coefficient; friction; sheet metal forming

PL

współczynnik tarcia; tarcie; kształtowanie blach

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 85[288], nr 4
• Strony: 375--386
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bazan A.

• Rzeszow University of Technology, 2 W. Pola St.

autor

Trzepieciński T.

• Rzeszow University of Technology, 8 Powstańców Warszawy Avenue, 35-959 Rzeszow

Bibliografia

• 1. Totten G.E.: Handbook of lubrication and tribology. Vol. I: Application and maintenance, 2nd ed. CRC Press, New York 2006.
• 2. Firat M., Cicek O.: A FE technique to improve the accuracy of drawbead models and verification with channel drawing experiments of a high-strength steel. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 55 (2011), 107-119.
• 3. Evin E., Tomáš M., Semjon V.: Study of Fe-Zn coated steel sheets tribological characteristics. Tribologia, 44 (2013), 35-46.
• 4. Evin E., Kollárová M.: Tribologické vlastnosti pozinkovaných plecov pre karosérie áut. Chem. Listy, 105 (2011), 465-467.
• 5. Stachowicz F., Trzepieciński T.: ANN application for determination of frictional characteristics of brass sheet metal. J. Artif. Intell., 2 (2004), 81-90.
• 6. Kowalik M., Trzepieciński T.: Experimental and numerical study of friction in sheet metal forming processes. Adv. Sci. Lett., 19 (2013), 338-341.
• 7. Trzepieciński T., Lemu H.G.: Application of genetic algorithms to optimize neural networks for selected tribological tests. J. Mech. Eng. Autom., 2 (2012), 69-76.
• 8. Trzepieciński T.: Analysis of the friction influence on the change of surface topography in strip drawing test. Tribologia, 44 (2013), 125-134.
• 9. Weinmann K.J., Bhonsle S.R., Gerstenberger J.: On the determination of the coefficient of friction and the friction factor by the strip-tension friction test. CIRP Ann. – Manuf. Technol., 39 (1990), 263-266.
• 10. Hortig D., Schmoeckel D.: Analysis of local loads on the draw die profile with regard to wear using the FEM and experimental investigations. J. Mat. Proc. Technol., 115 (2001), 153-158.
• 11. Choudhury I.A., Lai O.H., Wong L.T.: PAM-STAMP in the simulation of stamping process of an automobile component. Simul. Model. Pract. Theory, 14 (2006), 71-81.
• 12. Costa H.L., Hutchings I.M.: Effects of die surface patterning on lubrication in strip drawing. J. Mat. Proc. Technol., 209 (2009), 1175-1180.
• 13. Kowalewski P.: Numeryczna analiza rozkładów nacisku występujących w standardowych węzłach tribologicznych. Tribologia, 41 (2010), 39-47.
• 14. Czupryk W., Krawiec M.: Wpływ nacisku i prędkości poślizgu na opory tarcia przy smarowaniu smarami plastycznymi w procesie tłoczenia blach. Tribologia, 39 (2008), 127-135.
• 15. Wihlborg A., Crafoord R.: Steel sheet surface topography and its influence on friction in a bending under tension friction test. Int. J. Mach. Tools Manuf., 41 (2001), 1953-1959.
• 16. Sedlaček M., Vilhena L.M.S., Podgornik B., Vižintin J.: Surface topography modelling for reduced friction. Stroj. Vestn. – J. Mech. Eng., 57 (2011), 674-680.