بهبود پارامترهاي مؤثر در فرآيند كشش عميق ورق‌هاي آلومینیومی

فهرست مطالب

فصلاول 1

کلیات 2

1-1 مقدمه 3

1-2 بیانمساله 3

1-3 ضرورتانجامتحقیق 4

1-4 سوالتحقیق 4

1-5 هدفتحقیق 4

1-6 نوآوریتحقیق 4

1-7فرضیاتتحقیق 4

1-8روشانجامتحقیق 4

1-9ساختارپایاننامه 5

فصلدوم 6

مبانینظریوپیشینهتحقیق 6

2-1  تعاریفاولیهومفاهیماصلی 7

2-1-1كششعميق 7

2-1-2   كششعميقظروفاستوانهاي: 7

2-1-3 كششظروفمستطيلي (جعبهايشكل ) 8

2-2 كششعميقباابزارالاستيكيومحيطمؤثر 9

2-3 پیشینهتحقیق 10

فصلسوم 13

موادوروشها 13

3-1 فرآيندكشش 14

3-2- محاسبهقطربلنك 19

3-2-1 محاسبهقطعهلازمبرايظروفاستوانه‌اي 19

3-2-2 محاسبهقطعهبريدهشدهبرايظروفغيراستوانه‌اي 23

3-2-3 محاسبهقطعهبريدهشدهبرايظروفبيضويشكل 26

3-2-4 تعيينمراحلكشش 27

3-3مراحلكششاستوانهاي 31

3-4كششمخروطي 32

3-5كششمستطيلشكل 33

3-5-1- روشخطوطمنحني 33

3-5-2- روشمستقيم 34

3-6.  محاسبه‌ينيرودرفرايندكششعميق 44

3-7. حدكششوعواملموثربرآن 47

3-8. نمودارحدتغييرشكلدركششعميق 50

3-9. سرعتكشش 54

3-10.  نيرويورق‌گير 55

3-11. – كاركشش 57

3-11-1درپرسهايدوكاره 57

3-11-2  درپرسهاييككارهساده 58

3-11. اتوكاري 60

3-12. اصطكاكسايشوروانكاريدرحينفرآيندكشش 69

3-12-1 اصطكاك 69

3-12-2 سايش 70

3-12-3 روانكاري 72

فصلچهارم 74

نتایج 74

4-1 مقدمه 75

4-2.  عيوبناشيازمواد 75

4-3.  عيوبناشيازقالب 77

4-3-1 شعاعسنبه: 77

4-3-2 شعاعماتريس: 77

4-3-3 بيدهايكششوتغذيه 78

4-3-4 لقيقالب 79

4-3-5 سوراخهواكش 80

4-3-6 ورق‌گيرونيرويآن 80

4-3-7 شرايطاصطكاكي 81

4-3-8 تنظيمقالب: 81

4-3-9  تميزيقالب 82

4-4. كششعميقهيدرومكانيك 83

4-4-1 چيدمانقسمت‌هايمختلفقالب 83

4-4-2 ترتيبعمليات 85

4-4-3  ويژگي‌هايخاصفرآيندفرم‌دهي 85

4-5. كششعميقهيدرومكانيكفعال 86

4-5-1 گسترهقطعات 87

4-5-2 اصولكاركردن 87

4-5-3 پرس 88

4-5-4 مزيت‌هايفرآيندهيدرومكانيكفعال 90

فصلپنجم 91

بحثونتیجهگیری 91

5-1 مقدمه 92

5-2. تئوريومعادلاتحاكمبرفرآيند 93

5-2-1 تاثيرفشارروغنبراصطكاكبينورقوشعاعگوشهماتريس 94

5-2-2 تاثيرفشارروغنبرمقاومتكاپ 97

5-3. مدلالمانمحدودهردوفرآيندكششعميقمتداولوهيدرومك 98

5-3-1 رفتارماده 99

5-3-2 شرايطمرزي،بارگذاريوحل 99

5-4. بررسياعتبارنتايجمدلسازي 100

5-5 نتايجوبحث 103

5-6 نتيجهگيري 104

منابع 108

فهرست اشکال

 

عنـــوان                                                                                                                                          صفحه

فصلدوم:مبانی نظری و بیشینه تحقیق

شکل 2-1 جریان فلزی در ظرفهای مستطیلی…………………………………………………………………………………………………………………………….9

شكل 2-2قالب کشش عمیق هیدرومکانیکی[3]………………………… 10

فصل سوم مواد و روش ها

شكل 3-1 نيروي پرس كشش عميق با ورق‌گير [3]…………………….. 17

شکل3-2 قالب کشش بالا پایین دو کاره[3]……………………………………………………………………………………………………………………………18

شكل 3-3 قالب تك كاره با بالشتك[3]…………………………… 20

شكل 3-4 قاب كشش معكوس[3]…………………………………… 22

شكل 3-5 قطر تقريبي قطعه بريده شده از متد ترسيم] 4[……………. 25

شكل 3-6 متد مركز ثقل] 4[…………………………………… 26

شكل 3-7 متد مساحت عناصر متشلكه] 4[………………………….. 27

شكل 3-8 قطعه بريده شده براي ظرف غيراستوانه‌اي] 4[……………… 28

شكل 3-9 گسترده گوشه قطعه بريده شده براي ظرف مستطيلي شكل] 4[……. 29

شكل 3-10 گسترده قطعه بريده شده از ظرف بيضوي شكل ] 4[…………… 30

شكل 3-11 سطحپولكبهقطرD] 4[………………………………….. 32

شكل 3-12 بدست آمدن قطر پولک  نسبت به قظر کشش و ضریب کشش] 4[…….. 33

شكل 3- 13 نسبتبهعمقكششاريكسن] 4[………………………………………………………………… 34

شكل 3-14 مراحل كششمخروطي] 5[………………………………… 37

شكل 3-15 روشخطوطمنحني و روشمستقيم] 5[………………………… 39

شکل 3-16بدست آوردن تعداد مراحل مورد یاز کشش] 5[………………. 40

شکل 3-17 ابعاد و مراحل کشش در هر مرحله ] 5[………………….. 43

شکل 3-18مراحل کشش و ابعاد لبه پهن در هر مرحله  ] 5[…………… 44

شكل 3-19 ارتباط بين حد نسبت كشش و نسبت  ] 7[…………………………… 55

شكل3-20منحنيسيلانوتوانكارسختيn ] 7[………………………………………………………………….. 55

شكل 3-21 انواع خطوط مشبكي شكل به كار برده شده براي بررسي چگونگي تغيير شكل ] 7[     56

شكل 3-22 به هم خوردگي دايره‌هاي چاپ شده در نزديكي نازكي موضعي. ] 7[. 57

شكل 3-23 نمودار حد تغيير شكل براي فولاد كم كربن ] 7[……………. 58

شكل 3-24 نمودار حد تغيير شكل ] 7[……………………………. 59

شكل 3-25 نمودار حد تغيير شكل را در ارتباط با عواملي مانند حد تسليم و ضخامت ورق نشان مي‌دهد ] 7[………………………………………………… 60

شكل 3-26 بيد كشش در قالب[3]………………………………… 62

شكل 3-27 بيدها در حال جلوگيري از جريان مواد در ورق‌گير[3]………. 63

شكل3-28اساسفرآيندكششعميقدرپرسدوكاره  ] 6[…………………………………………………….. 64

شكل 3-30 اساس فرآيند كشش عميق در پرس‌هاي يك كاره] 6[……………. 65

شكل 3-31 منحني نيروي جابجايي در كشش عميق ] 6[…………………. 66

شكل3-32تغييراتكششدرطولحركتسنبه،. ] 8[………………………… 67

شكل3-33  وابستگيكاهشمقطعماكزيممدراتوكاريدرهرعبور. ] 8[…………. 68

شكل 3-34 نيروهايواردبريكجزءدرهنگاماتوكاري،8[………………………………………….. 69

شكل3-35 تصويرشماتيكابزارلازمبرايتوليدكاسه‌هايعميقدريكضربه] 8[………………. 69

شکل  3-36  منحنی های تنش تغییر شکل نسبی برای فولاد کم کربن با نمایش پیری ناشی از تغییر شکل] 7[…………………………………………….. 90

شكل 3-36 خواصمكانيكيآلياژهايAIMg (در حالت نرم)] 7[…………….. 71

شكل 3-37 تاثير Mg  در آلياژهاي AIMg برتوان كار سختي و كاهش نسبي سطح مقطع شكست] 7[  72

شكل 3-38 نماي سختي كرنشي در ارتباط با درصد مقدار منيزيم در محلول جامد و ميزان تغيير] 7[…………………………………………………………………………………………………………………………….. 72

شكل 3-39محصولي از كشش عميق از آلياژ AIMg5 و    AIMg 2.5] 7[……….. 73

شكل 3-40 محصولي از كشش دو بعدي از آلياژ AIMg5 و AIMg 2.5] 7[…………………. 74

شكل 3-41 داشبورت كشيده شده از آلياژ AIMg5] 7[…………………. 74

شكل 3-42 درب صندوق عقب اتومبيل كشيده شده از آلياژ AIMg 0.4 Sil.2 و [3]AIMg5    75

فصل چهارم : بررسي نتایج

شكل 4-1 عیوب به دلیل ضخامت بصورت گرده‌هاي كوچك يا نفوذ ذرات خارجي] 6[ 86

شكل 4-2 عیوب به دلیل سوراخهاي خيلي كوچك در ورق يا ورق با منافذ ريز] 6[  86

شكل 4-3 ترک ناشی از تنش بالا] 6[…………………………….. 87

شكل 4-4 نحوه قرار گیری بید و تغذیه و جدا سازی آنها پس از عملیات کشش[3] 89

شكل 4-6 تیرگی ناشی از فشار بالا] 6[………………………….. 90

شكل 4-7 جدا شدن کف قطعه و فلنج] 6[………………………….. 90

شكل 4-8 ترک های کوچک در لبه] 6[…………………………….. 91

شكل 4-9 باد کردگی قطعه] 6[………………………………………………………………………………… 91

شكل 4-10 چروک در فلنج قطعه] 6[………………………………. 92

شكل 4-11 ترک در لبه قوس خم[3]………………………………. 92

شكل 4-12 نحوه قرار گیری و تنظیم قالب[3] ……………………… 93

شكل 4-13 چيدمان قالب كشش هيدرومكانيكي[3]…………………….. 95

شكل 4-14 شكل گيري گپ كشش در حين فرآيند كشش عميق هيدرومكانيكي[3]… 97

شكل 4-15 نيروي جابجايي در حين فرآيند كشش عميق هيدرومكانيكي[3]….. 98

شكل 4-16 چيدمان قالب و فرآيند توليد براي كشش هيدرومكانيك فعال[3]. 100

شكل 4-17 پرس هيدرومك فعال[3]………………………………. 101

فصل پنجم: بررسی و نتایج

شكل 5-1 سمت چپ شماتيك پروسه CDD و سمت راست شماتيك پروسه HDD] 9[… 104

شكل5-2 دياگرام آزاد جريان ماده بر روي ورقگير به هنگام شروع فرآيند] 9[.. 107

شكل5-3 دياگرام آزاد جريان ماده بر شعاع گوشه ماتريس در مرحله دوم فرآيند] 9[         108

شكل5-4 دياگرام آزاد يك المان از ديواره كاپ و شماتيك نيروهاي وارد بر آن در طي فرآيند ] 9[………………………………………………. 109

شكل 5-5  طرح نيمه متقارن (Axisymmetric) مدل] 9[…………………. 111

شكل5-7 تغيير تنش شعاعي به تنش محوري در فرآيند CDD] 9[………… 113

شكل5-8 تغيير تنش شعاعي به تنش محوري در فرآيند HDD] 9[………………………… 114

شكل 5-9 جهت تغييرات تنش محوري در جداره قطعه] 9[…………………………………….. 115

شكل 5-10  مقايسه تغييرات تنش محوري در جداره قطعات] 9[…………. 115

شكل 5-11 توزيع كرنش ضخامتي  بر حسب فاصله از مركز يك كاپ توليدي] 9[….. 117

شكل 5-12 مقايسه توزيع كرنش محيطي  بر حسب فاصله از مركز يك كاپ توليدي] 9[      118

شكل5-13 توزيع كرنش ضخامتي در قطعه توليدي براي شعاعهاي مختلف گوشه ماتريس] 9[  118

شكل 5-14 توزيع كرنش ضخامتي در قطعه توليدي براي ضرايب اصطكاك مختلف] 9[ 119

 

فهرست جداول

 

عنـــوان                                                                                                                                      صفحه

جدول 3-1 رابطه بين شعاع گوشه و ارتفاع ظرف] 4[………………… 31

جدول 3-2 تعداد دفعات كشش براساس نسبت عمق كشش به شعاع گوشه ظرف] 4[. 31

جدول 3-3 ضرائب كشش ] 4[……………………………………………………………………………………….. 33

جدول 3-4.بدست آوردن قطر بلنک با متد جبری [3]…………………. 46

جدول3-5 خصوصیات آلیاژهای مختلف آلومینیوم  ] 7[……………….. 75