بررسی پارامترهای قطر ساچمه و خواص ورق در فرآیند فرم دهی ساچمه ای ورق

شکل دهی ورق را می توان توانایی ورق در تغییرشکل و تبدیل شدن به شکل مورد نظر بدون پارگی و گلویی شدن تعریف کرد. ورقها را می توان تا حد معینی تغییرشکل داد که این حد با شروع گلویی موضعی که در نهایت منجر به پارگی می شود مشخص می گردد. فرآیند « کشش عمیق »، که می توان آن را به عنوان یکی از مهمترین فرآیند های شکل دهی ورق های فلزی در صنعت امروز در نظر گرفت به صورت زیر تعریف می شود : کشش عمیق فرآیندی است که طی آن گرده یا بلانک اولیه تحت کنترل فشار ور قگیر، توسط سنبه به داخل ماتریس کشیده شده و جسم تو خالی را که ضخامت آن تقریباً با ضخامت ورق اولیه یکی است تشکیل می دهد. در این فرآیند محیط شکل پذیری به صورت جامد می باشد. فرآیند کشش عمیق اگر چه که برای تولید قطعات با استحکام بالا و وزن کم مناسب می باشد ولی در تولید بعضی قطعات با شیب منفی و فرم های پیچیده استفاده از این روش غیر ممکن می باشد که می توان از روش هیدروفرمینگ ورق استفاده کرد(شکل 1). شکل 1 : شماتیک فرآیند کشش عمیق عملیات کشش عمیق هیدروفرمینگ شبیه عملیات کشش عمیق معمولی است با این تفاوت که سیال جایگزین ماتریس می شود. در این فرآیند محیط شکل دهی بصورت سیال می باشد. فرآیند هیدروفرمینگ ورق اگرچه که دارای مزایایی چون بهبود شکل پذیری، قابلیت شکل دهی قطعات پیچیده، کیفیت سطحی خوب و دقت ابعادی بالا می باشد ولی معایبی همچون مشکل آب بندی و هزینه بالا دارد(شکل 2 ). شکل 2 : شماتیک فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ برای رفع مشکلات فوق روش جدید فرم دهی ساچمه که برای فرم دهی ورق های فلزی قابل استفاده است، پیشنهاد می گردد. در این روش محیط شکل دهی به صورت انعطاف پذیر جامد می باشد، و در آن ساچمه بعنوان محیط شکل دهنده قدرت را از سنبه به ورق منتقل می کند(شکل 3 ). شکل 3 : شماتیک فرآیند فرم دهی ساچمه ای فرآیند فرم دهی ساچمه ای دارای مزایای زیر است : 1. بسیار ساده و ارزان است. 2. نیاز به تجهیزات گران قیمت ندارد. 3. امکان ساخت قطعات با شیب منفی 4. مناسب برای تولید قطعات با فرم پیچیده به نظر می رسد با استفاده از این فرآیند، فرم پذیری و قابلیت کشش عمیق قطعه افزایش پیدا کند. در روش های فوق پارامترهای شکل دهی زیادی مانند نیروی ورق گیر، اصطکاک، شعاع سنبه، شعاع ماتریس، قطر ساچمه، پیچیدگی قالب، خواص مکانیکی ورق و ... بر روی فرآیند تاثیر گذارند. از جمله تحقیقاتی که درزمینه های هیدروفرمینگ ورق وکشش عمیق انجام شده است میتوان به فعالیتهای رضا غفوری آهنگر و همکاران در زمینه بررسی تاثیر پارامترهای کشش عمیق هیدروفرمینگ و مقایسه روشهای متداول کشش عمیق به روش المان محدود اشاره کرد.آنان نتیجه گرفتند با کاهش گوشه های سنبه، کرنش ضخامت افزایش می یابد. این تغییر دو نتیجه مهم دارد : 1. احتمال پارگی افزایش می یابد 2. کاهش ضخامت نسبت به دیگر نواحی کشش، باعث کاهش کیفیت محصول می شود. همچنین در روش هیدروفرمینگ ورق میتوان به حد کشش بالاتری نسبت به روش کشش عمیق دست یافت. در پژوهشی دیگر فرشته صنیعی و همکاران ( 1387 ) به بررسی تجربی و عددی اثرات نیروی ورق گیر و اصطکاک در فرآیند کشش عمیق پرداختند. آنان نتیجه گرفتند که وجود اصطکاک زیاد روی سنبه می تواند سبب افزایش کشش پذیری شود. همچنین وجود روانکار به جریان فلز کمک نموده و موجب پائین آمدن نیروها شده و عیوب احتمالی در قطعه مانند پارگی و در ابزار مانند فرسایش سطحی را کاهش می دهد.