بهبود پرشدگی گوشه های قالب در هیدروفرمینگ قطعات لوله ای با مقطع مربعی

در سالهای اخیر، فرآیند هیدروفرمینگ کاربرد گسترده ای در تولید قطعات با مقطع توخالی در صنایع گوناگون بدست آورده است. در این فرآیند، پر شدن کامل گوشه های قالب در شکل دهی قطعات با سطح مقطع مربعی، بسیار مشکل یا حتی غیر ممکن است. در شکل دهی این قطعات پر شدن کامل حفره های قالب و دستیابی به شعاع های گوشه کوچک مستلزم بالا بردن فشار است که این امر باعث نازک شدگی موضعی و پاره شدن گوشه های قطعه می گردد. بنابراین، گوشه های قطعات در مقایسه با دیگر قسمت ها، عموما دارای ضخامت کمتری می باشند. در این پژوهش، به منظور بهبود پرشدگی گوشه های قالب در هیدروفرمینگ لوله های با مقطع مربعی یک طرح قالب جدید ارایه شده است. این طرح در مقایسه با قالب های متداول هیدروفرمینگ لوله با مقطع مربعی دارای دوصفحه متحرک قالب برای تغذیه شعاعی می باشد. بعد از قرار دادن لوله درون قالب در مرحله اول با اعمال فشار داخلی، لوله منبسط می شود. در مرحله دوم، با حرکت صفحات متحرک قالب در راستای شعاعی و در یک فشار ثابت، قطعه با مقطع مورد نظر شکل داده می شود. این فرآیند با استفاده از نرم افزار اجزای محدود abaqus/explicit 6.9 شبیه سازی شد و به کمک آزمایش های تجربی، پیش بینی های عددی مورد تایید قرار گرفت. نتایج نشان داد که یک لوله پله ای با مقطع مربعی و با نسبت طول به مقطع زیاد با گوشه های تیز و یکنواخت در راستای طولی قابل تولید است. سپس برخی از پارامترهای فرآیند از جمله فشار مرحله اول و دوم و میزان تغذیه و تاثیر آن ها در شکل دهی قطعه مورد بررسی قرار گرفت. نیروی لازم برای بستن قالب که به صورت های تحلیلی، تجربی و عددی بدست آمدند، با یکدیگر مقایسه شدند و تطابق خوبی با یکدیگر داشتند. این فرآیند با فرآیند متداول هیدروفرمینگ لوله با مقطع مربعی، به روش تجربی و شبیه سازی مقایسه شد و نتایج نشان داد که در فرآیند جدید با فشاری پایین تر می توان به شعاع گوشه کوچکتر و توزیع ضخامت یکنواخت تر دست یافت. در ادامه این پژوهش تاثیر پارامترهایی از جمله ابعاد مقطع، استفاده از تغذیه محوری و ضریب اصطکاک بر فرآیند جدید توسط شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفت.