منابع پایان نامه ارشد با موضوع عیب تولید، هیدرولیک

اهداف پژوهش
هدف از انجام این پایاننامه ارایه روشی است که به وسیله آن به خم با کیفیت مطلوب و شعاع خم کوچک دست یافت. امروزه حذف یا کاهش مشکلاتی نظیر پدیده چروکیدگی در شعاع داخلی لوله، تغییرات ضخامت زیاد در دیواره لوله و بیضی شدن سطح مقطع در فرآیند خمکاری اهداف اصلی این پژوهش بوده است. تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه خمکاری لوله انجام گرفته است. محققین توانستند با روشهای مختلف خمکاری، میزان چروک احتمالی را در فرآیند خمکاری کاهش داده و در مواردی چروک را از بین بب رند و بیضی شدن سطح مقطع لوله را در حین فرآیند خمکاری به حداقل برسانند. هنگامی که نسبت شعاع خم به قطر لوله (R/D) کوچک میشود، نمیتوان با روشهای معمول در فرآیند خمکاری، خمکاری لوله را بدون عیب انجام داد. فرآیند هیدروفرمینگ یکی از روشهایی است که میتواند به عنوان یک راهکار مناسب در جهت رفع مشکلات موجود در زمینه خمکاری لوله بکار رود. از مزایای این روش میتوان به بهبود کیفیت سطحی، کاهش تغییرات ضخامت، افزایش استحکام و کاهش هزینه بخصوص در مورد قطعات پیچیده اشاره نمود.
حداقل نسبت شعاع خم به قطر لوله (R/D) که تاکنون محققان توانستند به آن دست یابند، 5/1 است. بررسیها نشان داد که خمکاری بدون عیب لولهای با نسبت (R/D) کمتر از 5/1 (D5/1) با روشهای قبلی مشکل بوده است و در نسبتهای کمتر از 1 قابل انجام نیست. از این رو، در پژوهش حاضر روش جدیدی ارایه گردید که با استفاده از آن میتوان لولهای با نسبت شعاع خم به قطر کمتر از 5/1 را بدون عیب تولید کرد. در این پژوهش با ارایه این روش جدید، نسبت شعاع خم به قطر لوله برابر 65/0 به دست آمد. یافتن فشار مناسب برای شکلگیری لوله در فرآیند خمکاری به روش هیدروفرمینگ به منظور حذف پدیده چروکیدگی، کاهش میزان تغییرات ضخامت و کاهش بیضی شدن از اهداف این پژوهش میباشد. اغلب در صنعت برای تنظیم مقادیر مناسب این پارامترها از روش سعی و خطا استفاده میشود. به منظور استفاده از فشار داخلی برای کیفیت مطلوب خم و کاهش تغییرات ضخامت لازم است تا فشار سیال به طور پیوسته حین انجام فرآیند خمکاری به سطح داخلی لوله وارد شود، به همین سبب نیاز به لولهای با انتهای بسته میباشد تا سیال در داخل آن حبس شده و عمل خمکاری به طور مطلوب صورت گیرد. فشار سیال نیز از بروز پدیده چروکیدگی جلوگیری میکند. با توجه به اینکه تهیه لوله جدار نازک با انتهای بسته مشکل است، در ابتدا لولههای انتها بسته بدون درز به وسیله فرآیندهای کشش عمیق و اتوکشی تولید شده و پس از ساخت لولههای مذکور، فرآیند خمکاری این لولهها تحت زاویه خم 90 درجه با روش جدید، مورد بررسی عددی و تجربی قرار گرفت. در این راستا، پس از بررسی اثر تغییرات فشار، فشاری که در آن لوله بدون چروکیدگی به طور کامل شکل قالب را به خود میگیرد، بدست آمد. همچنین اثر تغییرات فشار بر توزیع ضخامت لوله در شعاع داخلی و شعاع خارجی ناحیه خم لوله مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، نحوه شکلگیری لوله درفشارهای مختلف در نسبتهای (R/D) ثابت مورد مقایسه قرار گرفت. هم چنین، نحوه شکلگیری لوله درفشارهای مختلف در نسبتهای (R/D) کمتر از یک بررسی شد تا کمترین نسبتی که میتوان با استفاده از این روش خمکاری شکل داد، بدست آید. علاوه بر بررسی سایر پارامترها اثر ضریب اصطکاک میان قالب و دیواره لوله و اثر تغییرات طول لوله در فرآیند خمکاری به روش هیدروفرمینگ نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام شبیهسازی اجزای محدود از نرمافزار ABAQUS استفاده گردیده است.
فصل سوم
مراحل آزمایشگاهی مقدمه
در این فصل ابتدا به معرفی تجهیزات استفاده شده در آزمایش‌ها پرداخته می‌شود. در ادامه، جزییات اجزای قالبها، نحوه عملکرد قالبها، مراحل ساخت لوله و نحوه بدست آوردن خواص مکانیکی ورق استفاده شده درآزمایشها شرح داده خواهد شد.
معرفی تجهیزات استفاده شده در آزمایشها
دستگاه آزمایش
تمامی آزمایشها با استفاده از یک دستگاه تست اونیورسال هیدرولیکی DMG32 با ظرفیت kN600 انجام شده است. شکل (‏31) دستگاه مورد نظر را نشان میدهد. این دستگاه در طول انجام آزمایشها متصل به یک واحد کامپیوتری بوده و کلیه حرکات آن توسط کامپیوتر قابل کنترل می‌باشد. سرعت این دستگاه متغیر است و با استفاده از کامپیوتر متصل به آن قابل تنظیم می‌باشد. حداکثر سرعت در ماشین اونیورسال mm/min200 است. در این ماشین، مقدار نیرو بر حسب جابجایی در هر لحظه توسط کامپیوتر قابل ثبت می‌باشد. شکل ‏31، دستگاه آزمایش اونیورسال (DMG).
قالبهای استفاده شده
با توجه به اینکه در انجام این تحقیق نیاز به لوله با انتهای بسته وجود داشت، از این رو، لوله جدار نازک مورد نظر، طی دو مرحله کشش عمیق و چهار مرحله اتوکشی تولید شده و سپس فرآیند خمکاری به روش هیدروفرمینگ بر روی آن انجام گرفته است. در ادامه قالب مورد استفاده در هر مرحله و جزییات اجزای قالب آورده شده است.
قالب کشش عمیق شکل های (‏32) و (‏33) به ترتیب مجموعه قالبهای کشش عمیق مرحله اول و دوم و ابعاد هندسی آنها را نشان میدهد. در مرحله اول کشش عمیق، ورق اولیه به ضخامت mm2 و قطر mm40 (مرحله I شکل ‏34) به استوانهای با قطر خارجی mm6/25 و با ضخامت mm2 (مرحله II شکل 3-4) تبدیل شد. در مرحله دوم فرآیند کشش عمیق، استوانه شکل داده شده از مرحله قبل با انجام عملیات کشش عمیق مجدد به استوانهای با قطر خارجی mm23، قطر داخلی mm19 و ضخامت mm2 تبدیل گردید (مرحله III شکل 3-4). الف ب
شکل ‏32، الف- شماتیک قالب کشش عمیق مرحله یک، ابعاد به mm، ب- اجزای قالب کشش عمیق مرحله یک. الف ب
شکل ‏33، الف- شماتیک قالب کشش عمیق مرحله دو، ابعاد به mm، ب- اجزای قالب کشش عمیق مرحله دو. شکل ‏34، مراحل شکلدهی لوله، I- ورق اولیه، II- کشش عمیق مرحله اول، III- کشش عمیق مرحله دوم، IV- اتوکشی مرحله اول، V- اتوکش ی مرحله دوم، VI- اتوکشی مرحله سوم، VII- اتوکشی مرحله چهارم. اجزای قالب کشش عمیق شامل سنبه، ماتریس و ورقگیر میباشند و جنس آنها از فولاد St37 بوده که با عملیات تراشکاری ساخته و سطح آن پرداخت شده است. ورق‌گیر نقش بستن محفظه قالب را بر عهده داشته و بر روی ماتریس قرار می‌گیرد. از آنجایی که از کفشک در قالب استفاده نمی‌شود، ورق‌گیر علاوه بر قرار گرفتن روی محفظه فشار، نقش راهنمای سنبه را نیز ایفا می‌کند.
ماتریس از یک حفره تشکیل شده است. شکل حفره به صورت استوانه‌ای است و مستقل از هندسه قطعه‌کار می‌باشد. در این پژوهش، از دو ماتریس برای فرآیند کشش عمیق استفاده شده است. قالب اتوکشی پس از اتمام فرآیند کشش عمیق، با انجام چهار مرحله اتوکشی، از ضخامت نمونه کاسته شده و به طول آن افزوده میشود. شکل (‏35) ابعاد هندسی و مجموعه قالبهای فرآیند اتوکشی را نشان میدهد. اجزای قالب شامل سنبه و ماتریس میباشند و جنس آنها از فولاد 150VCN بوده که با عملیات تراشکاری ساخته شده است. نقش اجزای قالب مشابه فرآیند کشش عمیق است. در مرحله اول اتوکشی، سنبه با اعمال نیرو به قطعه استوانهای شکلداده شده از مرحله دوم کشش عمیق سبب جریان یافتن آن به داخل حفره ماتریس شده و بدین ترتیب ضخامت قطعه استوانهای کاهش یافته و به طول نمونه اضافه میشود، سپس با انجام سه مرحله دیگر فرآیند اتوکشی، قطعه استوانهای با ضخامت mm5/0، با قطر خارجی mm20 و ارتفاع mm55 شکل داده شد. شکل (3-4) (مرحله IV تا مرحله VII ) نمونههای حاصل از چهار مرحله اتوکشی را به ترتیب نشان میدهد. به منظور کاهش میزان کارسختی در نمونه، قبل از هر مرحله اتوکشی، عملیات آنیل کردن صورت گرفته است. بدین منظور، ابتدا کوره در دمای 500 درجه تنظیم شده و پس از رسیدن کوره به دمای مذکور نمونهها به مدت 30 دقیقه در کوره قرار داده شد، سپس نمونهها بلافاصله در آب کوینچ گردید. الف ب
شکل ‏35، الف- شماتیک قالب اتوکشی، ب- مجموعه قالبهای مراحل مختلف اتوکشی. پارامترهای هندسی لوله ی انتها بسته به دست آمده در شکل (‏36) نشان داده شده است. ابعاد لوله در هر مرحله، نسبت کشش در دو مرحله کشش عمیق و درصد نازکشدگی در مراحل اتوکشی متناظر با قطعات شکل داده شده شکل (3-4)، در جدول (‏31) آورده شده است. در رابطههای بکار برده شده برای محاسبه نسبت کشش و درصد نازکشدگی جدول (3-1)، D قطر نهایی قطعه استوانهای در کشش عمیق، d در اولین مرحله کشش عمیق، قطر گرده اولیه و در مرحله دوم قطر نهایی قطعه استوانهای شکل داده شده از مرحله اول کشش عمیق است. همچنین t1 ضخامت اولیه و t2 ضخامت ثانویه قطعه استوانهای شکل داده شده در فرآیند اتوکشی میباشد. شکل ‏36، پارامترهای هندسی لوله در این پژوهش. جدول ‏31، ابعاد لوله شکل داده شده در مراحل مختلف
فرآیند
مرحله
Dout (mm)
t (mm)
α1=D/d
Β2=((t2-t1)/t)*100
ورق اولیه
I
40
2


کشش]]>

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *