شماره تماس مدرس جهت مشاوره و پشتیبانی آموزشی 09378825252-09155519509

چکیده

امروزه فرآیند شکل دهی فلزات به عنوان یکی از روش های مهم تولید قطعات فلزی محسوب می شود. در حال حاضر صنعت شکل دهی فلزات عرصه گسترده ای را در کلیه صنایع اعم از صنایع خودروسازی، صنایع هوافضا، صنایع پزشکی، لوازم آشپزخانه و … ایجاد نموده است. در این پژوهش شکل دهی فنجان های استوانه ای با پیشانی تخت با استفاده از فرآیند هیدروفرمینگ مورد مطالعه قرار گرفته است. فرآیند هیدروفرمینگ یکی از روش های شکل دهی ورق های فلزی می باشد که در آن علاوه بر سنبه و ماتریس، از یک سیال تحت فشار استفاده می شود. تاکنون گزارش جامعی در خصوص تاثیر نوع سیال استفاده شده در هیدروفرمینگ فنجان های استوانه ای ارائه نشده است. از این رو در این پژوهش، شکل دهی اینگونه قطعات با استفاده از فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی به صورت آزمایشگاهی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا قطعات استوانه ای از جنس مس خالص و فولاد 14St به صورت تجربی و با استفاده از چندین سیال واسطه با لزجت های متفاوت شکل داده شده است. در ابتدا جهت تعیین حدود پارامترهای فرآیند نظیر فشار بیشینه شکل دهی، فرآیند با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS شبیه سازی شد. در ادامه تاثیر لزجت سیال بر روی توزیع ضخامت و نیروی سنبه به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی منحنی های توزیع ضخامت مشاهده گردید که لزجت سیال واسطه، تاثیر زیادی بر روی نازک شدگی بیشینه قطعات شکل داده شده دارد و با افزایش لزجت سیال تا یک حد معین، نازک شدگی بیشینه قطعات استوانه ای کاهش می یابد و افزایش لزجت بعد از حد معین، موجب افزایش نازک شدگی بیشینه می گردد. لزجت سیال واسطه بر روی بیشینه نیروی سنبه نیز تاثیر می گذارد. به طوریکه با افزایش لزجت سیال، بیشینه نیروی سنبه نیز افزایش می یابد.


فهرست مطالب 
فصل اول : کلیات 1 
1-1- مقدمه 2 
1-2- معرفی فرآیند هیدروفرمینگ 3 
1-2-2- هیدروفرمینگ لوله 4 
1-2-3- هیدروفرمینگ پوسته 6 
1-2-4- هیدروفرمینگ ورق 8 
1-3- تشریح روش¬های اصلی هیدروفرمینگ ورق 10 
1-3-1- روش¬های ماتریس- سیال 10 
1-3-1-1- هیدروفرمینگ استاندارد 10 
1-3-1-2- کشش عمیق هیدرومکانیکی 12 
1-3-1-3- کشش عمیق هیدرودینامیکی 12 
1-3-1-4- کشش عمیق هیدروریم 13 
1-3-1-5- کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی 14 
1-3-2- روش¬های سنبه- سیال 15 
1-3-2-1- شکل¬دهی تک ورق با فشار داخلی 15 
1-3-2-2- شکل¬دهی جفت ورق با فشار داخلی 16 
1-3-3- روش ترکیبی هیدروفرمینگ 17 
1-4- اهداف پژوهش 17 
1-5- مراحل انجام پژوهش 18 
فصل دوم : مروری بر پژوهش¬های انجام شده 19 
2-1- مقدمه 20 
2-2- پژوهش¬های انجام شده درزمینه بررسی اثرات نوع سیال در فرآیند هیدروفرمینگ 20 
فصل سوم : مراحل آزمایشگاهی 29 
3-1- مقدمه 30 
3-2- معرفی تجهیزات استفاده شده در آزمایش¬ها 30 
3-2-1- دستگاه پرس 30 
3-2-2- قالب کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی 31 
3-2-2-2- سنبه.. 32 
3-2-2-3- ماتریس 33 
3-2-2-4- ورق¬گیر 33 
3-2-3- واحد هیدرولیکی اعمال فشار 34 
3-2-4- سیال¬های استفاده شده در آزمایش¬ها 35 
3-2-5- وسایل اندازه گیری 36 
3-3- مراحل انجام آزمایش 36 
3-4- تعیین خواص مکانیکی ورق¬های استفاده شده در آزمایش¬ها 38 
فصل چهارم : شبیه¬سازی اجزای محدود 40 
4-1- مقدمه 41 
4-2- معرفی نرم¬افزار شبیه¬سازی اجزای محدود 41 
4-3- مراحل شبیه¬سازی اجزای محدود 43 
4-3-1- ایجاد مدل هندسی (Part) 44 
4-3-2- تعیین خواص ورق (Property) 44 
4-3-3- مونتاژ ورق و مجموعه قالب (Assembly) 45 
4-3-4- نحوه حل و مراحل شبیه¬سازی (Step) 45 
4-3-5- شرایط تماس بین سطوح (Interaction) 46 
4-3-6- بارگذاری و شرایط مرزی (Load) 46 
4-3-7- المان¬بندی اجزا (Mesh) 48 
4-3-8- تحلیل فرآیند (Job) 48 
4-3-9- مشاهده نتایج (Visualization) 49 
فصل پنجم : نتایج و بحث 50 
5-1- مقدمه 51 
5-2- تاثیر لزجت بر روی توزیع ضخامت ورق مسی 51 
5-2-1- توزیع ضخامت در نسبت کشش 07/2 51 
5-2-2- توزیع ضخامت در نسبت کشش 20/2 51 
5-3- تاثیر لزجت بر روی توزیع ضخامت ورق فولادی 56 
5-3-1- توزیع ضخامت در راستای نورد (صفر درجه) 59 
5-3-2- توزیع ضخامت در راستای عمود بر نورد (90 درجه) 59 
5-4- تاثیر لزجت بر روی نیروی سنبه در شکل¬دهی ورق مسی 62 
5-4-1- نمودارهای نیرو در نسبت کشش 07/2 64 
5-4-2- نمودارهای نیرو در نسبت کشش 20/2 64 
5-5- تاثیر لزجت بر روی نیروی سنبه در شکل¬دهی ورق فولادی 66 
فصل ششم : نتیجه¬گیری و پیشنهادها 71 
6-1- مقدمه 72 
6-2- نتیجه¬گیری 72 
6-3- پیشنهادها 72 
مراجع 74 


فهرست شکل‌ها 
شکل (1-1) چند نمونه از قطعات تولید شده به روش هیدروفرمینگ [7] 4 
شکل (1-2) شماتیک فرآیند هیدروفرمینگ لوله (1) قرارگیری قطعه اولیه در قالب (2) بسته شدن قالب (3) پرشدن داخل لوله با سیال (4) آب¬بندی دو طرف لوله توسط پیستون¬ها (5) شکل¬دهی با اعمال همزمان فشار سیال و نیروی محوری (6) باز شدن قالب و خروج قطعه¬کار نهایی [5] 5 
شکل (1-3) نمونه¬ای از قطعه تولید شده در هیدروفرمینگ لوله [9] 6 
شکل (1-4) شماتیک فرآیند هیدروفرمینگ پوسته [5، 8] 7 
شکل (1-5) نمونه¬ای از قطعات تولید شده به روش هیدروفرمینگ پوسته (الف) پوسته کروی (ب) پوسته مارپیچی [5، 10] 8 
شکل (1-6) نمونه¬ای از قطعات تولید شده با استفاده از هیدروفرمینگ ورق [4] 9 
شکل (1-7) شماتیک فرآیند هیدروفرمینگ استاندارد [2] 11 
شکل (1-8) شماتیک فرآیند کشش عمیق هیدرومکانیکی [11] 12 
شکل (1-9) شماتیک فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی [12] 13 
شکل (1-10) شماتیک فرآیند کشش عمیق هیدروریم [4] 14 
شکل (1-11) شماتیک فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی [12، 13] 15 
شکل (1-12) شماتیک فرآیند شکل¬دهی تک ورق با فشار داخلی [17] 16 
شکل (1-13) شماتیک فرآیند شکل¬دهی جفت ورق با فشار داخلی [16] 16 
شکل (1-14) شماتیک روش ترکیبی هیدروفرمینگ [16] 17 
شکل (2-1) شماتیک فرآیند استفاده شده در تحلیل کومار [18] 20 
شکل (2-2) المان استفاده شده در تحلیل کومار [18] 21 
شکل (2-3) مدل شبیه¬سازی شده در نرم¬افزار ANSYS [19] 22 
شکل (2-4) نمودار فشار ورق¬گیر بر حسب سرعت سنبه [19] 22 
شکل (2-5) قطعه گنبدی شکل با استفاده از سنبه سخت سر کروی و با گلویی موضعی [20] 23 
شکل (2-6) قطعات ورقی غیر متقارن هیدروفرم شده با روش شکل¬دهی با فشار لزج [21] 24 
شکل (2-7) انواع تست بالج [22] 24 
شکل (2-8) قطعات بالج شده با روش¬های مختلف تست بالج [22] 25 
شکل (2-9) قطعه شکل داده شده با آب [23] 26 
شکل (2-10) قطعات سر کروی شکل داده شده با سیال 10SAE [24] 26 
شکل (2-11) ویژگی سیال مگنتورئولوژیکال [25] 27 
شکل (2-12) نتیجه پژوهش مرکلین و راسل [25] 28 
شکل (3-1) دستگاه پرس استفاده شده در آزمایش¬ها و واحد کامپیوتری متصل به آن 30 
شکل (3-2) شماتیک قالب کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی 31 
شکل (3-3) اجزای قالب استفاده شده در آزمایش¬ها 32 
شکل (3-4) شماتیک سنبه استفاده شده در آزمایش¬های تجربی 33 
شکل (3-5) واحد هیدرولیکی اعمال فشار 34 
شکل (3-6) مدار هیدرولیکی کنترل فشار متصل شده به قالب 34 
شکل (3-7) تجهیزات سیستم هیدرولیکی کنترل فشار 35 
شکل (3-8) تجهیزات اندازه¬گیری (الف) ضخامت¬سنج مکانیکی (ب) کولیس دیجیتالی 36 
شکل (3-9) مسیر فشار استفاده شده در آزمایش¬های تجربی و شبیه¬سازی 37 
شکل (3-10) نمودار تنش کرنش حقیقی ورق مسی [29] 39 
شکل (3-11) نمودار تنش کرنش حقیقی فولاد 14St [29] 39 
شکل (4-1) مجموعه مونتاژ شده ورق و قالب (الف) مدل دوبعدی (ب) مدل سه¬بعدی 45 
شکل (4-2) شرایط مرزی اعمال شده 47 
شکل (5-1) نواحی سه¬گانه مورد بررسی در قطعات استوانه¬ای 52 
شکل (5-2) منحنی توزیع ضخامت حاصل از شبیه¬سازی و آزمایش تجربی با استفاده از روغن 10SAE، (نسبت کشش 07/2) 53 
شکل (5-3) منحنی توزیع ضخامت حاصل از آزمایش تجربی با استفاده از چهار سیال، (نسبت کشش 07/2) 54 
شکل (5-4) نمودار درصد نازک¬شدگی در ناحیه B بر حسب لزجت سیال (نسبت کشش 07/2) 55 
شکل (5-5) قطعه¬های شکل داده شده مسی با استفاده از چهار سیال 56 
شکل (5-6) منحنی توزیع ضخامت حاصل از شبیه¬سازی و آزمایش تجربی با استفاده از روغن 10SAE، (نسبت کشش 20/2) 57 
شکل (5-7) منحنی توزیع ضخامت حاصل از آزمایش تجربی با استفاده از چهار سیال، (نسبت کشش 20/2) 57 
شکل (5-8) نمودار درصد نازک¬شدگی در ناحیه B بر حسب لزجت سیال (نسبت کشش 20/2) 58 
شکل (5-9) منحنی توزیع ضخامت حاصل از شبیه¬سازی و آزمایش تجربی با استفاده از روغن 10SAE، (راستای نورد) 59 
شکل (5-10) منحنی توزیع ضخامت حاصل از آزمایش تجربی با استفاده از چهار سیال، (راستای نورد) 60 
شکل (5-11) نمودار درصد نازک¬شدگی در ناحیه B بر حسب لزجت سیال (راستای نورد) 61 
شکل (5-12) قطعه¬های شکل داده شده فولادی با استفاده از چهار سیال 62 
شکل (5-13) منحنی توزیع ضخامت حاصل از شبیه¬سازی و آزمایش تجربی با استفاده از روغن 10SAE، (راستای عمود بر نورد) 62 
شکل (5-14) منحنی توزیع ضخامت حاصل از آزمایش تجربی با استفاده از چهار سیال، (راستای عمود بر نورد) 63 
شکل (5-15) نمودار درصد نازک¬شدگی در ناحیه B بر حسب لزجت سیال (راستای عمود بر نورد) 64 
شکل (5-16) منحنی نیرو بر حسب جابه¬جایی حاصل از شبیه¬سازی و آزمایش تجربی با استفاده از روغن 10SAE، (نسبت کشش 07/2) 65 
شکل (5-17) منحنی بیشینه نیروی سنبه بر حسب لزجت سیال (نسبت کشش 07/2) 66 
شکل (5-18) منحنی نیرو بر حسب جابه¬جایی حاصل از شبیه¬سازی و آزمایش تجربی با استفاده از روغن10SAE، (نسبت کشش 20/2) 67 
شکل (5-19) منحنی بیشینه نیروی سنبه بر حسب لزجت سیال (نسبت کشش 20/2) 68 
شکل (5-20) منحنی نیرو بر حسب جابه¬جایی حاصل از شبیه¬سازی و آزمایش تجربی با استفاده از روغن 10SAE 69 
شکل (5-21) منحنی بیشینه نیروی سنبه بر حسب لزجت سیال 70 

فهرست جدول‌ها 
جدول (3-1) لزجت سیال¬های استفاده شده در آزمایش [26، 27، 28] 35 
جدول (3-2) مشخصات مکانیکی و خواص فیزیکی ورق¬ها [29] 38 
جدول (3-3) ضرائب ناهمسانگردی فولاد 14St [30] 38 
جدول (5-1) نازک¬شدگی بیشینه تجربی ورق مسی در ناحیه B (نسبت کشش 07/2) 54 
جدول (5-2) نازک¬شدگی بیشینه تجربی ورق مسی در ناحیه B (نسبت کشش 20/2) 58 
جدول (5-3) نازک¬شدگی بیشینه تجربی ورق فولادی در ناحیه B (راستای نورد) 61 
جدول (5-4) نازک¬شدگی بیشینه تجربی ورق فولادی در ناحیه B (راستای عمود بر نورد) 64 
جدول (5-5) بیشینه نیروی سنبه با استفاده از چهار سیال، (نسبت کشش 07/2) 65 
جدول (5-6) بیشینه نیروی سنبه با استفاده از چهار سیال، (نسبت کشش 20/2) 67 
جدول (5-7) بیشینه نیروی سنبه با استفاده از چهار سیال 69


فصل اول

کلیات

1-1- مقدمه

در سالهای اخیر تکنولوژی ساخت قطعات صنعتی از جمله روشهای تزریق پلاستیک ،ریختهگری و شکلدهی فلزات پیشرفت چشمگیری داشته است. فرآیندهای شکلدهی فلزات یکی از روشهای نوین تولید قطعات فلزی میباشد که در سالهای اخیر پیشرفت قابل ملاحظهای داشته است. فرآیندهای شکلدهی ورقهای فلزی یکی از شاخههای اصلی فرآیندهای شکلدهی فلزات میباشد. بسیاری از فرآیندهای شکلدهی ورقهای فلزی در ساخت هواپیماها، خودروها ،ماشینآلات صنعتی و لوازم خانگی کاربرد دارند ]4[.

با پیشرفت روزافزون تکنولوژی، شرکتهای صنعتی نیاز به استفاده از روشهایی به منظور کاهش هزینه و زمان تولید و همچنین تولید محصولاتی با کیفیت بالاتر دارند. به همین جهت استفاده از مواد جدید و توسعه فرآیندهای پیشرفته تولید، امری لازم و ضروری میباشد. از این رو محققان و صنعتگران به سمت فرآیندهای تولید پیشرفته با انعطافپذیری بالا روی آوردهاند .

هیدروفرمینگ، یکی از فرآیندهایی است که امروزه مورد توجه تولیدکنندگان قرار گرفته است. طی سالهای اخیر، فرآیند هیدروفرمینگ به عنوان جایگزینی مناسب برای شکلدهی قطعات پیچیده ورقی از سوی صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. روش کشش عمیق هیدروفرمینگ یک نوع روش کشش عمیق است که در آن از یک سیال تحت فشار به عنوان محیط واسطه تغییر شکل استفاده میشود ]2[.

استفاده از سیال جهت شکلدهی از زمان جنگ جهانی دوم مرسوم بوده است. در سالهای 4911 و 4951 میلادی، اولین قطعات با این روش شکل داده شدند. پس از آن دوره، استفاده چندانی از فرآیند هیدروفرمینگ گزارش نشد تا اینکه در سال 4991 میلادی، این روش به عنوان یک فرآیند قابل قبول در صنایع خودروسازی مطرح شده و مورد استفاده قرار گرفته است ]3، 1[.

با فرآیند هیدروفرمینگ امکان تولید قطعات با نسبت استحکام به وزن بالا و کاهش مراحل تولید ،کاهش عملیات ثانویه و زمان تولید، ایجاد تلرانس بستهتر، کیفیت سطح بالاتر و سهولت در مونتاژ وجود دارد. با وجود چنین مزایایی و پیشرفت روزافزون فرآیند هیدروفرمینگ، پیشبینی میشود که در آیندهای نزدیک تولید انبوه قطعات صنعتی با کاربردهای مختلف از طریق این فرآیند میسر گردد ]5[.

در ادامه فصل، انواع فرآیندهای هیدروفرمینگ معرفی و مزایا و محدودیتهای آنها بیان میگردد.

1-9- معرفی فرآیند هیدروفرمینگ

فرآیندهای شکلدهی فلزات به طور کلی به دو دسته شکلدهی حجمی و شکلدهی ورقی تقسیم میشود. شکلدهی ورقی نیز به نوبه خود به روشهای مختلفی نظیر رولفرمینگ ،اسپینینگ، استمپینگ و هیدروفرمینگ دستهبندی میشود ]6[. در این میان فرآیند هیدروفرمینگ یکی از فرآیندهای شکلدهی فلزات میباشد که در آن به جای استفاده از سنبه و ماتریس سخت، از سیال تحت فشار استفاده میشود. شکلدهی با سیال نیز به دو دسته کلی زیر تقسیم بندی میشود] 3[:

1- شکلدهی با گاز : شکلدهی سوپر پلاستیکها با گاز داغ

2- شکلدهی با مایع : فرآیندهای هیدروفرمینگ نظیر کشش عمیق هیدرومکانیکی

با استفاده از فرآیند هیدروفرمینگ میتوان شکلهای پیچیده و دشواری را که با برخی از روشهای مرسوم قابل شکلدهی نیستند به طور کامل شکل داد. در شکل) 4-4( چند نمونه از قطعات شکل داده شده به کمک فرآیند هیدروفرمینگ نشان داده شده است ]1[.



شکل )4-4( چند نمونه از قطعات تولید شده به روش هیدروفرمینگ ]1[

فرآیند هیدروفرمینگ با توجه به شکل هندسی نهایی قطعهکار و شکل ماده خام اولیه به سه دسته تقسیم میگردد که عبارتند از : هیدروفرمینگ لوله4، هیدروفرمینگ پوسته2 و هیدروفرمینگ ورق3 .]5[

1-9-9- هیدروفرمینگ لوله

فرآیند هیدروفرمینگ لوله برای نخستین بار در سال 4911 جهت شکلدهی لوله مسی ابداع شد. این فرآیند یکی از روشهای هیدروفرمینگ میباشد که در آن ماده خام به شکل یک لوله کامل یا پیشخم شده جوشکاری شده یا بدون درز میباشد. شماتیک این فرآیند در شکل )4-2( نشان داده شده است. در این فرآیند ابتدا لوله درون قالب قرار میگیرد. در ادامه با بسته شدن قالب، دو پیستون در دو انتهای لوله طوری قرار میگیرند که قالب به طور کامل آببندی نگردد. در مرحله بعد سیال درون لوله را پر کرده و در همین لحظه، هوای محبوس شده داخل قالب از طریق سوراخ پیستونها خارج میشود. پس از آن دو انتهای لوله توسط پیستونها به طور کامل آببندی میشود. در مرحله پنجم فشار داخلی سیال و نیروی فشاری محوری پیستون به طور همزمان اعمال میگردد تا لوله شکل قالب را به خود بگیرد. در این مرحله و پس از شکلگیری قطعه، فشار داخلی به منظور پر کردن شعاعهای کوچک افزایش مییابد. در پایان سیال داخل لوله تخلیه شده و بعد از باز شدن قالب، قطعهکار نهایی خارج میگردد] 5[.



شکل )4-2( شماتیک فرآیند هیدروفرمینگ لوله) 4( قرارگیری قطعه اولیه در قالب) 2( بسته شدن قالب) 3( پرشدن داخل لوله با سیال) 1( آببندی دو طرف لوله توسط پیستونها) 5( شکلدهی با اعمال همزمان فشار سیال و نیروی محوری) 6( باز شدن قالب و خروج قطعهکار نهایی ]5[

از جمله موادی که در فرآیند هیدروفرمینگ لوله مورد استفاده قرار میگیرند میتوان به انواع فولادها، آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای منیزیم، کامپوزیتها و به طور کلی همه موادی که در شکلدهی سرد مورد استفاده قرار میگیرند اشاره نمود] 5[. در زیر به برخی از مزایای هیدروفرمینگ لوله اشاره شده است] 3، 5، 8[ :

  1. خواص مکانیکی قطعه بهبود مییابد.
  2. توزیع ضخامت در سراسر قطعه یکنواخت میگردد.
  3. دقت ابعادی افزایش مییابد.
  4. پدیده برگشت فنری کاهش مییابد.
  5. به دلیل نیاز به عملیات ثانویه کمتر، مراحل تولید کاهش مییابد.
  6. در مقایسه با روشهای سنتی، قیمت مجموعه ابزار کاهش مییابد.
  7. تولید قطعههای توخالی با هندسه پیچیده امکانپذیر میباشد.

از جمله محدودیتهای این فرآیند میتوان به موارد زیر اشاره نمود ]8[ :

  1. زمان بالای سیکل تولید
  2. هزینه زیاد تجهیزات پرس
  3. دانش کم در زمینه تکنولوژی فرآیند در شکل )4-3( نمونهای از قطعه تولید شده توسط هیدروفرمینگ لوله نشان داده شده است ]9[.



شکل )4-3( نمونهای از قطعه تولید شده در هیدروفرمینگ لوله ]9[

1-9-9- هیدروفرمینگ پوسته

تکنولوژی هیدروفرمینگ پوسته که گروه دیگری از فرآیند هیدروفرمینگ میباشد در سال 4985 توسط لنگ4 و همکاران در چین ابداع شد. شماتیک این فرآیند در شکل )4-1( نشان داده شده است. در این روش ابتدا ورقهای فلزی به صورت اشکال هندسی خاصی بریده میشوند .

سپس ورقهای بریده شده توسط فرآیند جوشکاری به شکل چندوجهی به هم متصل میشوند. در ادامه سیال درون محفظه چندوجهی فضایی را پر میکند .سرانجام افزایش فشار سیال موجب انبساط چندوجهی و شکلگیری قطعه نهایی میگردد ]3[.



شکل )4-1( شماتیک فرآیند هیدروفرمینگ پوسته ]5، 8[

در این فرآیند میتوان از ورقهایی از جنس فولاد ساده کربنی، فولاد زنگنزن و بعضی از فلزات غیرآهنی به دلیل توانایی تغییر شکل پلاستیک مناسب و نیز قابلیت جوشپذیری بالا، استفاده نمود. از جمله مزایای این فرآیند میتوان به موارد زیر اشاره نمود] 3[ :

  1. عدم نیاز به قالب و دستگاه پرس با تناژ بالا
  2. توزیع ضخامت یکنواختتر در قطعههای نهایی
  3. کاهش قابل توجه تنشهای پسماند در قطعه
  4. هزینه تولید کمتر نسبت به سایر روشها

از فرآیند هیدروفرمینگ پوسته میتوان برای تولید پوستههای کروی، بیضوی و حلقوی برای تولید مخازن آب، مخازن LPG4، تزئینات ساختمان، سر مخازن تحت فشار و اتصالات زانویی بزرگ استفاده نمود ]3، 5[. شکل )4-5( نمونهای از قطعههای تولید شده توسط فرآیند هیدروفرمینگ پوسته را نشان میدهد ]5، 41[.



شکل )4-5( نمونهای از قطعات تولید شده به روش هیدروفرمینگ پوسته )الف( پوسته کروی )ب( پوسته مارپیچی ]41 ،5[

1-9-0- هیدروفرمینگ ورق

فرآیند هیدروفرمینگ ورق از سالهای قبل از جنگ جهانی دوم توسعه یافته است. از اولین کاربردهای صنعتی آن میتوان به سال 4981 و تولید پوستههای هواپیما و پنلهای اتومبیل در تیراژ کم اشاره نمود ]1[. فرآیند هیدروفرمینگ ورق در واقع فرآیند کشش عمیق است که در آن از یک محیط واسطه سیال برای شکلدهی ورقهای فلزی استفاده میشود. به کمک این فرآیند میتوان قطعات پیچیدهتر و با هندسه دشوارتر را با کیفیت بالاتر و هزینه کمتر شکل داد. از جمله مزایای فرآیند هیدروفرمینگ ورق در مقایسه با فرآیند کشش عمیق سنتی میتوان به موارد زیر اشاره نمود ]3، 1[ :

  1. نسبت کشش بالاتر
  2. کیفیت سطح بهتر
  3. کاهش برگشت فنری
  4. دقت ابعادی بیشتر
  5. کاهش مراحل تولید
  6. قابلیت شکلدهی یکپارچه قطعات پیچیده
  7. عدم نیاز به ساخت قالب پیچیده
  8. قابلیت تکرار بالا

همچنین برخی از محدودیتهای این فرآیند عبارتند از ]3[ :

  1. زمان سیکل تولید بالا نسبت به روشهای سنتی
  2. سرعت تولید کم
  3. نیاز به دستگاه پرس با تناژ بالا جهت غلبه بر فشار سیال
  4. مشکلات آببندی

از این فرآیند برای تولید قطعههایی با اشکال متنوع و پیچیده به خصوص در صنایع خودروسازی ،هوافضا و پزشکی از جنسهای مختلف مانند فولاد کمکربن، فولاد زنگنزن، فولاد با استحکام بالا ،آلیاژهای آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم ،مس و کامپوزیتها استفاده میشود ]1، 5[. تعدادی از قطعات شکل داده شده با روش هیدروفرمینگ ورق در شکل )4-6( نشان داده شده است ]1[.



شکل )4-6( نمونهای از قطعات تولید شده با استفاده از هیدروفرمینگ ورق ]1[

مطالعه فرآیند هیدروفرمینگ ورق به دلیل توسعه، حل مشکلات و بهبود پارامترها و تجهیزات فرآیند و در نهایت افزایش بازدهی فرآیند همواره مورد توجه محققان بوده است. در زمینه هیدروفرمینگ ورق در سالهای اخیر تحقیقات زیادی صورت گرفته و روشهای متعددی توسط محققان و صنعتگران ابداع و ارائه گردیده است که از جمله آن میتوان به روشهای هیدروفرمینگ استاندارد] 2[، کشش عمیق هیدرومکانیکی] 44[، کشش عمیق هیدرودینامیکی] 42[، کشش عمیق هیدروریم] 2، 1[ و کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی] 42، 43[ اشاره نمود.

————————————————————————————————————————————–

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

پایان نامه های موجود در سایت فقط در صورت دریافت پکیج طلایی آباکوس قابل دریافت است.
برای دریافت این پایان نامه و تمامی پایان نامه های سایت، پکیج طلایی آباکوس را خریداری بفرمایید. پس از خریداری پکیج طلایی لینک دانلود پایان نامه ها فعال خواهد شد.
شماره های تماس :
05142241253
09120821418

دریافت پکیج طلایی

————————————————————————————————————————————–