ارائه یک روش جدید هیدروفرمینگ ورق برای شکل دهی قطعات پیچیده فلنج دار و بررسی اثر پارامترهای موثر قالب

امروزه کاربرد وسیع ورق های فلزی در صنایع مختلف سبب شده است تا فرآیندهای شکل دهی ورق بهینه سازی شوند. یکی از مهم ترین فرآیندهای شکل دهی ورق، کششعمیق می باشد که به طور وسیعی در تغییر شکل ورق های فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. در طی دو دهه اخیر فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ به دلیل مزایایی که نسبت به فرآیند کشش عمیق سنتی دارد، مورد توجه محققان و صنعتگران قرارگرفته است. فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ، فرآیندی است که در آن از سیال برای بهینه سازی فرآیند کشش عمیق سنتی استفاده می شود. از مزایای این فرآیند نسبت به کشش عمیق سنتی، می توان به شکل دهی قطعات پیچیده تر، افزایش نسبت کشش و کاهش تغییرات ضخامت قطعه اشاره کرد. در این پایان نامه یک قالب جدید هیدروفرمینگ ورق برای شکل دهی قطعات فلنج دار ارایه شده است که در آن از یک صفحه پلی یورتان برای تنظیم نیروی ورقگیر استفاده شده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف در قالب جدید مانند جنس و ضخامت صفحه پلی یورتان، مسیر فشار شکل دهی و اثر پلی یورتان بر فشار شکل دهی و نسبت کشش مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی ها به صورت آزمایشگاهی و شبیه سازی جهت تولید یک قطعه استوانه ای از ورق st-14 و به ضخامت mm 1 انجام شده است. همچنین شکل دهی یک قطعه استوانه ای در قالب جدید بصورت تحلیلی نیز مورد بررسی قرار گرفته که در آن بیشترین فشار قابل اعمال برای تولید یک قطعه سالم و بدون پارگی (فشار پارگی) به دست آورده شد و نتایج آن با نتایج شبیه سازی و تجربی مقایسه گردید. در این پژوهش از دو صفحه پلی یورتان با سختی های shore-a (sa) 80 و shore-a 65 و با ضخامت های 10، 20 و 30 میلیمتر استفاده شده است. با توجه به نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی مشخص شد که برای تولید قطعات سالم و بدون عیب با استفاده از پلی یورتان sa 65، به فشار بالاتری (تقریبا" 20%) نسبت به پلی یورتان sa 80 نیاز می باشد و توزیع ضخامت قطعات تولید شده با پلی یورتان sa 65 نسبت به قطعات تولید شده با پلی یورتان sa 80 مطلوب تر می باشد (تقریبا" 4%). همچنین مشاهده گردید که با استفاده از پلی یورتان sa80 می توان حداکثر به نسبت کشش 25/2 دست یافت، در حالی که با استفاده از پلی یورتان sa 65 قطعاتی با نسبت کشش 31/2 نیز تولید شدند. در ادامه بررسی ها پنجره شکل دهی برای یک نسبت کشش خاص و با استفاده از دو پلی یورتان با سختی متفاوت به دست آورده شدند و ناحیه مناسب شکل دهی برای هر دو پلی یورتان مشخص گردید. همچنین این نتیجه گیری حاصل شد که با افزایش ضخامت پلی یورتان، فشار لازم برای حذف چروک و همچنین فشار پارگی افزایش می یابد. برای بررسی بهتر عملکرد قالب ارایه شده، شکل دهی یک قطعه استوانه ای با استفاده از قالب جدید و قالب کشش عمیق هیدرومکانیکی انجام شد و در آنها فشار شکل دهی، توزیع ضخامت و نیروی شکل دهی در این دو روش مقایسه گردید. در پایان شکل دهی یک قطعه صنعتی پیچیده با دو روش هیدرومکانیکی و قالب جدید با یکدیگر مقایسه شد. همچنین با استفاده از روش آنالیز حساسیت شکل اولیه ورق برای این قطعه صنعتی به دست آورده شد.