在(zai)沖壓過程中，板材始(shi)終與模具接觸。這(zhe)種接觸不(bu)是靜態(tai)的，而是動態(tai)的，因為金屬板在模具表(biao)面(mian)上流動，即在(zai)板材和模具之(zhi)間存在(zai)相對(dui)運動。即使(shi)板(ban)材和(he)模具(ju)表面在沒有輔助視覺的情況下(xia)看起來很光滑，但是在顯微鏡下(xia)，它們顯示出(chu)復(fu)雜的形狀。

圖 1：粗(cu)糙度(du)為 1.5μm 的無(wu)涂層低碳鋼板。 

圖 2：粗糙度為0.4μm 的鑄鐵工具表面(mian)。

板材(cai)和(he)工(gong)具(ju)表(biao)面(mian)具(ju)有(you)粗(cu)糙度(du)(du)分布(bu)，這些分布(bu)是由一系列不同的(de)(de)高度(du)(du)、深度(du)(du)和(he)間距的(de)(de)峰谷構(gou)成，如圖(tu) 1 和(he)圖(tu) 2所示。金屬板的(de)(de)粗(cu)糙度(du)(du)分布(bu)根據(ju)材(cai)料的(de)(de)類型，等級和(he)涂層而(er)不同，而(er)工(gong)具(ju)的(de)(de)粗(cu)糙度(du)(du)分布(bu)將根據(ju)材(cai)料的(de)(de)類型和(he)它們的(de)(de)加工(gong)方式而(er)不同。

由于板材(cai)和工具表(biao)面的(de)(de)(de)這(zhe)些不規則性，因此存在相對(dui)運動的(de)(de)(de)阻力。簡單(dan)來說，這(zhe)種對(dui)相對(dui)運動產生(sheng)的(de)(de)(de)阻力被稱為“摩(mo)(mo)擦”，這(zhe)也是(shi)為什么在金屬(shu)板上施(shi)加潤滑劑(ji)以降低其阻力并因此減小摩(mo)(mo)擦的(de)(de)(de)原因。摩(mo)(mo)擦力與兩(liang)個運動物體的(de)(de)(de)接觸(chu)力之間的(de)(de)(de)比率由摩(mo)(mo)擦系(xi)數(shu)“μ”表(biao)示，其值取決(jue)于摩(mo)(mo)擦學系(xi)統本(ben)身和成型過程，例(li)如(ru)板材(cai)的(de)(de)(de)溫度、沖壓(ya)速度、接觸(chu)壓(ya)力和板材(cai)的(de)(de)(de)應變。

我們(men)(men)知道了摩擦力來自何處，以及為什么我們(men)(men)需要在(zai)(zai)沖壓前在(zai)(zai)板材上涂抹潤滑(hua)劑。現在(zai)(zai)，我們(men)(men)將著(zhu)重討(tao)論潤滑(hua)量如何影響(xiang)面(mian)板在(zai)(zai)成型過程中(zhong)的質量。通過下(xia)面(mian)的圖片(pian)大(da)家可以更好地了解潤滑(hua)效果。

使(shi)用TriboForm創建的(de)(de)摩(mo)(mo)擦(ca)模(mo)型(xing)在AutoForm中模(mo)擬下(xia)圖中顯(xian)示的(de)(de)所有面(mian)板(ban)。請注意，當不(bu)(bu)使(shi)用摩(mo)(mo)擦(ca)模(mo)型(xing)時，使(shi)用恒定的(de)(de)摩(mo)(mo)擦(ca)系數(shu)“μ”運行模(mo)擬。當使(shi)用摩(mo)(mo)擦(ca)模(mo)型(xing)時，用戶可以在模(mo)擬面(mian)板(ban)時改變潤(run)滑量(liang)；并且(qie)根據面(mian)板(ban)對(dui)摩(mo)(mo)擦(ca)力的(de)(de)敏(min)感程(cheng)度，潤(run)滑量(liang)會對(dui)面(mian)板(ban)的(de)(de)質量(liang)產生不(bu)(bu)同的(de)(de)影(ying)響(xiang)。

圖 3：潤滑量太高

圖(tu) 4：潤滑量太低。

圖(tu) 5：最(zui)佳潤滑。

圖(tu) 3、4 和圖(tu)5 所示(shi)的板材(cai)使用相同的精確模擬設置進行模擬，由(you)于潤滑劑(ji)量(liang)已經發(fa)生(sheng)改變(bian)，因此零件質量(liang)不同。圖(tu)3 中所示(shi)的板材(cai)因為(wei)在拉伸之前在板上施加了高潤滑性，在拐角(jiao)處有嚴重的起皺。

潤滑量(liang)越高，運(yun)動(dong)阻(zu)力越低，即材料隨后以不受控制(zhi)的(de)方式(shi)在(zai)工具(ju)表面(mian)上自由運(yun)動(dong)，從而產生(sheng)皺折(zhe)。相反，當施加在(zai)片材上的(de)潤滑量(liang)非(fei)常低時，運(yun)動(dong)阻(zu)力非(fei)常高。這種高阻(zu)力迫使金屬板拉伸超過所需的(de)量(liang)，產生(sheng)大量(liang)的(de)減薄，并且(qie)在(zai)某些情況下，產生(sheng)大量(liang)的(de)裂紋，如(ru)圖4 所示。

因(yin)此，在拉動面板時使(shi)用適(shi)當(dang)的潤(run)滑(hua)(hua)量變得(de)至關重要(yao)(yao)，找到所需(xu)的最佳潤(run)滑(hua)(hua)量同樣重要(yao)(yao)。圖5 顯示了正確(que)使(shi)用潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)時沒有皺(zhou)折(zhe)和(he)裂縫的板材。

就像任何其他(ta)制(zhi)造工藝一樣，在板(ban)材上(shang)涂抹潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)會產生(sheng)一些不一致性(xing)，如(ru)(ru)噪音。這意味(wei)著，如(ru)(ru)果用戶決定在板(ban)材上(shang)使用的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)量為1g/㎡，從而生(sheng)產無缺(que)陷面板(ban)，那么機器人每(mei)次在面板(ban)上(shang)噴(pen)灑精確(que)數量的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)可能性(xing)是多少？例(li)如(ru)(ru)，如(ru)(ru)果設備的(de)(de)精度為85％，則(ze)(ze)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)偏(pian)差(cha)將(jiang)在0.85 - 1.15g/㎡，如(ru)(ru)果面板(ban)對摩擦(ca)非常敏感(gan)，則(ze)(ze)可能會出現一些問題。因(yin)此，找到潤(run)(run)滑(hua)量的(de)(de)安全范(fan)圍并確(que)保設備在給定范(fan)圍內噴(pen)灑潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)至關重(zhong)要(yao)。

找到面板中(zhong)不會(hui)產生大量表面缺陷并且同時不顯示(shi)高(gao)稀釋值的(de)潤滑劑(ji)的(de)“最佳量”取決于精確的(de)仿(fang)真工具，例如(ru)使用帶(dai)有AutoForm的(de)TriboForm插件。

在(zai)(zai)考(kao)慮(lv) AHSS成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)摩(mo)(mo)擦(ca)學系統時，有三個要(yao)點(dian)需要(yao)考(kao)慮(lv)，即：1）摩(mo)(mo)擦(ca)和摩(mo)(mo)擦(ca)學對(dui)回彈的(de)影(ying)響；2）AHSS成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)產(chan)生更高的(de)溫度，這會(hui)再次(ci)影(ying)響摩(mo)(mo)擦(ca)行為；3）AHSS成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)中使用不(bu)同(tong)的(de)工具(ju)材料對(dui)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)和模擬(ni)中的(de)摩(mo)(mo)擦(ca)行為產(chan)生新的(de)影(ying)響。在(zai)(zai)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)模擬(ni)中應考(kao)慮(lv)上述這三種現象，這只能通過使用先進的(de)摩(mo)(mo)擦(ca)模型(xing)(xing)來實現。

當(dang)然，AHSS在(zai)(zai)形成例如汽車(che)部(bu)件時具有更多的(de)(de)回彈(dan)。回彈(dan)會(hui)受到(dao)(dao)鈑金成型模擬(ni)中(zhong)設定的(de)(de)摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)行(xing)(xing)為(wei)(wei)的(de)(de)嚴重影響(xiang)。這也是(shi)為(wei)(wei)什么(me)你應該對沖(chong)壓模擬(ni)中(zhong)的(de)(de)摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)行(xing)(xing)為(wei)(wei)進行(xing)(xing)改進的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)。反(fan)過來這也會(hui)產生更好的(de)(de)回彈(dan)預測。摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)力決(jue)定了零件中(zhong)的(de)(de)約束量，并(bing)且(qie)(qie)基于此(ci)，回彈(dan)行(xing)(xing)為(wei)(wei)受到(dao)(dao)影響(xiang)。此(ci)外，重要(yao)(yao)的(de)(de)是(shi)要(yao)(yao)考慮在(zai)(zai)AHSS 成型時，通常(chang)會(hui)觀察到(dao)(dao)工具和板材之間較高的(de)(de)接觸壓力，這也是(shi)摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)變得如此(ci)重要(yao)(yao)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)，并(bing)且(qie)(qie)摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)導致(zhi)了材料中(zhong)的(de)(de)溫(wen)度升(sheng)高，這對低碳(tan)鋼(gang)而言(yan)，這種(zhong)數量級是(shi)不會(hui)出現的(de)(de)。因(yin)此(ci)，適當(dang)描(miao)述(shu)溫(wen)度變化(hua)以及對摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)行(xing)(xing)為(wei)(wei)的(de)(de)影響(xiang)對于模擬(ni)AHSS 的(de)(de)成型是(shi)非常(chang)關鍵的(de)(de)。

此外(wai)，AHSS成(cheng)型(xing)材(cai)料(liao)需要使(shi)用工(gong)具(ju)鋼，這些工(gong)具(ju)鋼通常(chang)不在(zai)(zai)中等強度(du)鋼上(shang)使(shi)用。現在(zai)(zai)我(wo)們必須(xu)考慮(lv)(lv)(lv)由一定碳和鉻(ge)含量制成(cheng)的(de)更硬的(de)工(gong)具(ju)產生摩擦(ca)學效應，而不是考慮(lv)(lv)(lv)鑄(zhu)鐵制成(cheng)的(de)工(gong)具(ju)。這種模(mo)(mo)具(ju)材(cai)料(liao)也會對(dui)摩擦(ca)學性能產生影響(xiang)。這就是為什么在(zai)(zai)模(mo)(mo)擬設置期間，用戶(hu)必須(xu)考慮(lv)(lv)(lv)到這一點以及潤滑劑(ji)選(xuan)擇。一個好的(de)摩擦(ca)模(mo)(mo)型(xing)應該考慮(lv)(lv)(lv)到生成(cheng)摩擦(ca)模(mo)(mo)型(xing)時(shi)的(de)所有這些相互(hu)關系。

如(ru)果您(nin)在成型模(mo)擬中(zhong)有一個先進的(de)摩擦模(mo)型，那么您(nin)需要在鈑金成型模(mo)擬中(zhong)引(yin)入一個真實的(de)摩擦學(xue)系統。然(ran)后，您(nin)將獲得更準確的(de)裂(lie)紋、起(qi)皺、減薄和回彈(dan)預測，這些(xie)預測都與您(nin)使用的(de)摩擦模(mo)型相(xiang)關聯(lian)。