بررسی پارامتر های فرآیندی در تولید قطعات استوانه ای از جنس آلومینیوم 5052 با هیدروفرمینگ گرم

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک گروه شکل‌دهی فلزات دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 مهندسی مکانیک گروه شکل‌دهی فلزات دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

امروزه استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در ساختار وسایل نقلیه برای سبک­کردن قطعات تولیدی و کاهش مصرف سوخت افزایش یافته است. به­منظور افزایش شکل­پذیری آلیاژهای آلومینیوم و با توجه به مشکلات شکل­پذیری این آلیاژها در دمای اتاق، استفاده از شکل­دهی گرم ضروری است. یکی از فرآیند­های شکل­دهی در دمای بالا فرآیند کشش ­عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی در حالت گرم می­باشد. در این مقاله، پس از بررسی اثر پارامترهای هندسی و دما (هم­دما و غیر­هم­دما) روی توزیع ضخامت و نیروی سنبه، اثر پارامتر­های مختلف (دما، فشار سیال و سرعت سنبه) روی نسبت کشش حدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می­دهد که در حالت غیر­هم­دما با افزایش دما، نازک­شدگی بیشینه ثابت ولی نیروی سنبه بیشینه کاهش یافت. همچنین نسبت کشش حدی با افزایش دما در حالت غیرهم­دما، فشار سیال تا مقدار خاص و سرعت سنبه و نیز کاهش دما در حالت هم­دما، افزایش یافته است. در این پژوهش بیشترین نسبت کشش 52/2 می­باشد که مربوط به دمای 250 درجه سانتیگراد و شرایط دمایی غیرهم­دما بوده است.

کلیدواژه‌ها


  1. Ambrogio, G., Filice, L., Palumbo, G. and Pinto, S. “Prediction of Formability Extension in Deep Drawing when Superimposing a Thermal Gradient”, J. Materials Processing Technology, Vol. 162, pp. 454-460, 2005.
  2. Thiruvarudchelvan, S. and Travis, F. “Hydraulic-Pressure-enhanced Cup-drawing Processes an Appraisal”, J. Materials Processing Technology, Vol. 140, No. 1, pp. 70-75, 2003.
  3. Owsia, M.B., Hosseinipour, S.J., Bakhshi, M. and Gorji, A. “The Experimental and Simulation Investigation of Process and Geometrical Parameters for Hydroforming of Pin-type Metallic Bipolar Plates”, Modares Mechanical Engineering, Vol. 15, No. 8, pp. 215-226, 2015. (in Persian ).
  4. Mohammadtabar, N., Bakhshi. M., Hosseinipour, S.J. and Gorji, A. “Study of Effective Parameters Inhydroforming of Fuel Cell Metallic Bipolar Plates with Parallel Serpentine Flow Field”, Modares Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 8, pp. 17-27, 2014. (in Persian)
  5. Kawka, M. “Simulation of Wrinkling in Sheet Metal Forming”, J. Materials Processing Technology, Vol. 109, No. 3, pp. 283-289, 2001.
  6. Zhang, S.H. “Developments in Hydroforming”, J. Materials Processing Technology, Vol. 91, pp. 236-244, 1999.
  7. Lang, L., Danckert, J. and Nielsen, K.B. “Investigation into Hydrodynamic Deep Drawing Assisted by Radial Pressure Part I. Experimental Observations of the Forming Processof Aluminum Alloy”, J. Materials Processing Technology, Vol. 148, pp. 119-131, 2004.
  8. Toros, S., Ozturk, F. and Kacar, I. “Review of Warm Forming of Aluminum–Magnesium Alloys”, J. Materials Processing Technology, Vol. 207, No. 1, pp. 1-12, 2008.
  9. Groche, P., Huber, R., Doerr, J. and Schmoeckel, D. “Hydromechanical Deep-drawing of Aluminium-alloys at Elevated Temperatures”, CIRP Annals- Manufacturing Technology, Vol. 51, pp. 215-218, 2002.
  10. Chang, Q.F., Li, D.Y., Peng, Y.H. and Zeng, X.Q. “Experimental and Numerical Study of Warm Deep Drawing of AZ31 Magnesium Alloy Sheet”, Int. J. Machine Tools and Manufacture, Vol. 47, No. 3, pp. 436-443, 2007.
  11. Wang, H., Luo, Y.B., Friedman, P., Chen, M.H. and Gao, L. “Warm Forming Behavior of High Strength Aluminum Alloy AA7075”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 22, No. 1, pp. 1-7, 2012.
  12. Chen, P. “Parametric Analysis of Warm Forming of Aluminum Blanks with FEA and DOE”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 16, No. 2, pp. 267-273, 2006.
  13. Kurz, G. “Heated Hydro-mechanical Deep Drawing of Magnesium Sheet Metal”, Magnesium Technology Symp, TMS Annual Meeting, pp. 67-71, 2004.
  14. Choi, H., Koc, M. and Ni, J. “A Study on Warm Hydroforming of Al and Mg Sheet Materials: Mechanism and Proper Temperature Conditions”, J. Manufacturing Technology, Vol. 130, No. 4, pp. 410071-4100714, 2008.
  15. Mahabunphachai, S. and Koc, M. “Investigations on Forming of Aluminium 5052 and 6061 Sheet Alloys at Warm Temperatures”, J. material and design, Vol. 31, pp. 2422-2434, 2010.
  16. Takuda, H. “Finite Element Simulation of Warm Deep Drawing of Aluminium Alloy Sheet When Accounting for Heat Conduction”, J. Materials Processing Technology, Vol, 120, No. 1, p. 412, 2002.
  17. Yadav, A. “Process Analysis and Design in Stamping and Sheethydroforming”, PhD Thesis, University of Ohio, Ohio, Columbus, 2008.
  18. Kim, H.S., Koc, M., Ni, J. and Ghosh, A. “FE Modeling and Analysis of Warm Forming of Aluminum Alloys-validation Throughcomparison with Experiments and Determination of a Failure Criterion”, ASME J. Manufacturing Science and Engineering, Vol, 128, No. 3, pp. 613-621, 2006.