چروک شدن یک نقص رایج در طول فرآیند مهر زنی ورق آلومینیوم خودرو است، به ویژه هنگام پردازش قطعات منحنی پیچیده. این مشکل ارتباط نزدیکی با خواص مواد و پارامترهای فرآیند دارد و می توان با کنترل دقیق مراحل کلیدی از آن اجتناب کرد.
پلاستیسیته مواد و ناهمسانگردی عوامل ذاتی موثر بر چین و چروک هستند. ازدیاد طول ورق آلومینیوم خودرو معمولاً بین 15 تا 25 درصد است. اگر تغییر شکل قسمت مهر شده از حد ماده بیشتر شود، احتمال ایجاد چین و چروک موضعی وجود دارد. علاوه بر این، ساختار فیبری تشکیل شده در طول نورد باعث ناهمسانگردی می شود و در نتیجه مقاومت تغییر شکل کمتری در امتداد جهت غلتش نسبت به جهت عمود بر آن ایجاد می شود. موقعیت نامناسب جای خالی می تواند به دلیل نیروی ناهموار باعث چروک شدن شود. بنابراین، قبل از مهر زنی، جهت خالی باید با توجه به دانه های نورد شده ورق آلومینیوم خودرو تنظیم شود تا اطمینان حاصل شود که جهت تغییر شکل اولیه با جهت نورد همسو می شود.
تنظیم نیروی خالی یک پارامتر کلیدی برای پیشگیری از چین و چروک است. هنگام مهر زنی ورق آلومینیوم خودرو، نیروی خالی باید با ضخامت مواد و درجه تغییر شکل مطابقت داشته باشد و به طور کلی بین 50 تا 300 کیلو نیوتن کنترل می شود. برای ورقهای نازک با ضخامت کمتر از 1 میلیمتر، نیروی نگهدارنده خیلی کم میتواند باعث جریان بیش از حد خالی و در نتیجه چین و چروکهای مواج شود. نیروی بیش از حد می تواند باعث افزایش اصطکاک و ایجاد ترک شود. می توان از کنترل مرحله ای نیروی نگهدارنده خالی استفاده کرد: استفاده از فشار کم در مراحل اولیه کشیدن برای تسهیل جریان روان مواد، و افزایش تدریجی فشار در مراحل میانی برای جلوگیری از تجمع مواد اضافی، به طور موثر احتمال چروک شدن را کاهش می دهد.
شکاف پانچ و قالب و شعاع فیله باید دقیقاً مطابقت داشته باشند. برای مهر زنی ورق آلومینیوم خودرو، شکاف باید 1.1-1.2 برابر ضخامت مواد باشد. فاصله بیش از حد می تواند به راحتی باعث ایجاد چین و چروک در هنگام تغییر شکل شود، در حالی که بسیار کم می تواند باعث افزایش اصطکاک و ایجاد خراش های سطحی شود. شعاع گوشه قالب باید 8-10 برابر ضخامت ورق باشد. فیله بسیار کم مقاومت در برابر جریان مواد را افزایش می دهد و منجر به تجمع مواد موضعی و چین و چروک می شود. فیله بیش از حد باعث کاهش اثر نگهداری خالی می شود. برای مثال، برای یک ورق آلومینیومی خودرو با ضخامت 1.2 میلیمتر، شعاع گوشه قالب 10-12 میلیمتر توصیه میشود، با فاصله بین 1.3-1.4 میلیمتر کنترل میشود.
طراحی شکل و اندازه خالی نیاز به بهینه سازی دارد. جاهای خالی نادرست می تواند باعث شود که مواد اضافی در طول فرآیند مهر زنی به سختی منتقل شوند و منجر به چین و چروک شوند. تجزیه و تحلیل شبیهسازی CAE میتواند روند جریان مواد را پیشبینی کند و قسمت خالی را به شکلهای پلکانی یا منحنی طراحی کند تا به طور پیشگیرانه مواد اضافی را حذف کند. به عنوان مثال، پروفیل لبههای ورق آلومینیومی برای پانلهای درب خودرو باید با توجه به عمق کشش تنظیم شود تا از جریان متعادل مواد در تمام قسمتها اطمینان حاصل شود و چین و چروک در منبع به حداقل برسد.
کنترل هماهنگ روانکاری و سرعت مهر زنی نیز حیاتی است. استفاده از روان کننده تخصصی مهر زنی (ویسکوزیته 20-30 cSt) روی سطح ورق آلومینیوم می تواند ضریب اصطکاک را به زیر 0.1 کاهش دهد و مقاومت جریان ناهموار مواد را کاهش دهد. سرعت مهر زنی توصیه شده 150-250 میلی متر بر ثانیه است. سرعت بیش از حد می تواند منجر به تاخیر در پاسخ مواد و چروک شدن موضعی شود. سرعت بیش از حد زمان تماس را طولانی می کند و خطر خرابی روغن کاری را افزایش می دهد. برای قطعاتی با سطوح منحنی پیچیده، می توان از مهر زنی با سرعت متغیر استفاده کرد که سرعت را در مناطق مستعد چروکیدگی کاهش می دهد تا جریان یکنواخت مواد تضمین شود.
