بررسی و بهینه سازی فرآیند فورج همدمای پره فن ژنراتور زیمنس آلیاژ آلومینیم 2024

فورج پره بدلیل هندسه پیچیده قطعه کار و دقت ابعادی بالا، نحوه جریان پیچیده ماده و ضخامت های متغیر و در بعضی موارد بسیار کم آن فرآیندی پیچیده است. فورج همدما مهم ترین روش تولید برای آلیاژهای آلومینیم و بخصوص هندسه های پیچیده می باشد. در مطالعه حاضر پارامترهای موثر در فرآیند فورج همدمای پره فن ژنراتور زیمنس آلیاژ آلومینیم 2024 بررسی شده و نکاتی که در طراحی آن باید در نظر گرفته شود مطرح گردیده است. از شبیه سازی عددی به عنوان یک ابزار قدرتمند در بخش های مختلف طراحی استفاده شده است. از مهمترین پارامترهای ورودی شبیه سازی عددی رفتار ماده (رابطه تنش-کرنش) و شرایط مرزی (ضریب اصطکاک) می باشند. لذا آزمایش های عملی فشار استوانه و حلقه [رینگ] برای بدست آوردن این پارامترها اجرا گردید. ارزیابی نتایج آزمایش ها و شبیه سازی ها با استفاده از آزمایش سطح افزایی جانبی استوانه صورت گرفته و تطابق بسیار خوبی بین نتایج شبیه سازی و آزمایش عملی مشاهده گردید. همچنین کیفیت سطح نمونه های شکل داده شده در دماهای مختلف برای بررسی امکان دست یابی به زبری سطح متناسب با پره فن ژنراتور زیمنس مورد مطالعه قرار گرفت و نشان داده شد که زبری سطحی مورد نظر قابل دستیابی است و به دمای تغییرشکل بستگی ندارد. شکل هندسی قطعه کار فورج به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار solidworks2008 مدلسازی شد. با استفاده از این داده ها، حفره قالب نهایی و سپس پیش فرم-های مورد نیاز برای دست یابی به آن، طراحی گردیده است. این مراحل شامل اکستروژن، خم، آپستینگ و مرحله نهایی برای بدست آوردن یک قطعه سالم و شرایط نیرویی مناسب می باشد. نیروهای جانبی وارد بر قالب نهایی که در ابتدا بسیار بالا بود با استفاده از یک روش جدید و ساده، کمینه شد. پس از بدست آوردن شکل بهینه پیش فرم ها که با استفاده از آن شکل نهایی قطعه کار بدون عیب بدست می آید؛ از طریق بکارگیری بیست و هفت بار شبیه سازی المان محدود مقادیر بهینه دمای قالب، قطعه کار و سرعت رم بالایی پرس برای مرحله نهایی فورج همدمای پره بدست آمد.