شبیه سازی و تحلیل فرآیند فلوفرمینگ برای ساخت چرخ دنده داخلی

فلو فرمینگ یکی از انواع روش های شکل دهی بدون براده است که برای ساخت قطعات لوله مانند، بدون درز و با دقت ابعادی بالا بکار می رود. خواص مکانیکی و صافی سطح بالا و همچنین نیاز به نیروی کم، از مشخصه های اصلی این فرآیند است. این مزیت ها سبب استفاده روز افزون از این فرآیند در صنایع مختلف و بخصوص صنایع نظامی، هوا فضا و خودرو شده است. تولید چرخ دنده داخلی به روش فلوفرمینگ فرآیند جدیدی است که امکان ساخت چرخ دنده را در یک مرحله بدون انجام عملیات ماشینکاری اضافی فراهم می کند. در این فرآیند مندرل یک چرخ دنده خارجی می باشد که درون یک قطعه لوله ای شکل قرار می گیرد و با کاهش قطر خارجی قطعه، دیواره داخلی به دور دنده های مندرل پیچیده و پروفیل دنده بر روی قطعه ایجاد می شود. توانایی پیش بینی میزان نیرو یا توان مورد نیاز در تغییر شکل ماده بسیار مهم است، زیرا فقط با داشتن این دانش قادر خواهیم بود که تجهیزات لازم برای فرآیند و جنس ابزار یا قالب را انتخاب نموده و فرآیند را بهینه کرد. از طرفی در این فرآیند، ممکن است در قطعه عیوبی همچون ترک، لبه انباشته و صافی سطح خراب بوجود آید که طراحی مناسب فرآیند برای جلوگیری از این عیوب ضروری است. بنابراین بررسی جریان پلاستیک و نحوه تغییر شکل فلز در این فرآیند از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه فرآیند ساخت چرخ دنده به روش فلوفرمینگ مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تخمین میزان نیرو از شبیه سازی به کمک روش اجزاء محدود و نرم افزار abaqus استفاده شده است. تاثیر هر یک از پارامتر های ورودی بر خروجی های فرآیند، با استفاده از روش طراحی آزمایش بررسی شده است. ضریب اصطکاک، قطر غلتک، درصد کاهش ضخامت، سرعت پیشروی و نوع غلتک به عنوان پارامتر های ورودی و هر کدام در دوسطح در نظر گرفته شده اند و بنابراین یک طرح عاملی 25 می باشد. نیروی فرآیند، ارتفاع دندانه، لبه انباشته و پیدایش ترک از جمله خروجی هایی هستند که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفتند و با کمک نرم افزار minitab پارامتر های موثر بر هر یک از خروجی ها و نحوه اثر هر پارامتر مشخص شد و با تنظیم این پارامتر ها، خروجی های فرآیند بهینه می شوند. برای اطمینان از نتایج شبیه سازی، نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شد که تطابق خوبی بین نتایج شبیه سازی و تجربی وجود دارد.