مطالعه ی عددی و تجربی فرایند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای ورق فلزی با مسیر ابزار پیوسته

شکل دهی تدریجی تک نقطه ای یک روش انعطاف پذیر برای ساخت محصولات از ورق های فلزی است که به پانچ یا قالب مخصوص برای شکل دهی احتیاج ندارد. در این روش ورق اولیه به وسیله ی یک قالب نگهدارنده ی ساده، محکم نگه داشته شده و شکل نهایی قطعه، با جا به جایی های نسبی یک ابزار به کمک دستگاه کنترل عددی رایانه ای به دست می آید. این روش برای تولید قطعاتی که ساخت آنها با روش های دیگر بسیار پرهزینه یا غیر ممکن است، یا قطعات با تیراژ پایین مناسب می باشد. در این پایان نامه، فرایند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای عرقچین کروی از جنس آلیاژ آلومینیوم aa6061-o به روش تجربی و شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفت. در آزمایش های تجربی، ابزار شکل دهی از جنس کاربید تنگستن با قطرهای 8 و mm 12 به کار رفت. برای حرکت ابزار دو نوع مسیر تعریف شد. در مسیر نوع اول، ابزار با حرکت روی یک مسیر پیوسته ی مارپیچ کروی با گام عمودی مشخص، از بزرگترین قطر به سمت مرکز در بیشترین عمق حرکت کرده، تماس ابزار با قطعه کار در طول شکل دهی قطع نمی شود. در مسیر نوع دوم که یک مسیر ناپیوسته است، ابزار ابتدا به اندازه ی گام معین عمودی روی محور قطعه حرکت کرده و به عمق جدید می رسد. سپس روی یک مسیر مارپیچ صفحه ای با گام شعاعی مشخص از مرکز به سمت بزرگترین شعاع در آن عمق حرکت می کند. شبیه سازی عددی با استفاده از حل گر صریح نرم افزار المان محدود آباکوس انجام گرفت و با به کار بردن پارامترهای مشابه با آزمایش ها، اثر عوامل موثر بر شکل دهی از قبیل قطر ابزار، نوع مسیر حرکت و گام ابزار بررسی شد. نتایج مطالعه ی تجربی و عددی فرایند شکل دهی تدریجی نشان داد که، توزیع کرنش در مسیر ابزار نوع دوم در مقایسه با مسیر ابزار نوع اول بسیار بهبود می یابد. در ادامه، فرایند کشش با سنبه ی سرکروی به روش آزمایش تجربی و شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفت و کرنش های به وجود آمده در آن با مقادیر مشابه در فرایند شکل دهی تدریجی مقایسه گردید. این مقایسه نشان داد که در فرایند شکل دهی تدریجی بدون پاره شدن ورق، کرنش های بسیار شدیدی به دست می آید، در حالی که در فرایند کشش با سنبه ی سرکروی، اعمال کرنش های بسیار پایین تر موجب پاره شدن ورق می شود. در انتها، نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی با نتایج به دست آمده از آزمایش تجربی مقایسه شد. حاصل مقایسه سازگاری خوبی بین نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی و آزمایش تجربی را نشان داد.