دراسة تشكيل قدح مخروطي بواسطة عملية الختم

الباحث

سراج احمد غريب

المشرف

عدنان ابراهيم محمد - جليل جبار شكر

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Conical cup;Stamping;Sheet metal forming;Finite element analysis

تعتبرعملية السحب من اهم عمليات تشكيل الصفائح المعدنية، وتتميز هذه العملية بالإنتاج الضخم السريع للقطع لمختلف الصناعات, في هذه العملية يتم تشكيل الصفائح المعدنية بالشكل المطلوب عن طريق سحبها بأداة ضغط يتم تحميلها في مكبس آلي أو مكبس ختم. وتعتبر الأصداف المخروطية صعبة التشكيل بسبب ميل جدارها والمساحة الكبيرة نسبياً بين المخرم والقالب أثناء وجودها في حالة المنتجات عالية العمق. كل هذا يؤدي إلى الحاجة إلى عملية تصميمية ذات دقة عالية، من أجل التحكم في ظروف عملية السحب. يهدف هذا العمل إلى دراسة تأثير سرعة المخرم ونوع وسمك مادة الصفائح على قوة السحب وتوزيع السمك والانفعال الفعال أثناء تشكيل الكوب المخروطي بقطر 67mm وارتفاع 19mm تجريبياً وعددياً. تم استخدام ثلاثة أنواع من الصفائح في هذه الدراسة، صفائح SY sill منخفض الكربون ،(37A) الألمنيوم ،(AA1050) وصفائح SY sill المقاوم للصدأ )304 (AISI تم سحب الاغفال الدائرية بقطر 80mm وسمك )mm 0.8,1,1.2) باستخدام منظومة تتكون من المخرم والقالب ذات زوايا ميل للجدار تبلغ 65 درجة وبأبعاد القطر الخارجي للمخرمة 50mm والقطر الداخلي للمخرمة 30mm ونصف قطر زاوية المخرم ( (Rp يساوي 4mm وبسرعة المخرم تبلغ (50,100,150)mm/min تم تصميم مجموعة الأدوات للتعامل مع أكثر من سُمك واحد مما يعني أن المخرم والقالب يمكن أن يسحب الاغفال بسمك (0.8,1,1.2)mm تم إجراء المحاكاة العددية باستخدام ANSYS Workbench 2022 R1 .واستخدم برنامج AutoCAD لرسم جميع اجزاء القالب المستخدم واستيرادها الى برنامج11555لل. أظهرت النتائج نجاح كل من معدنين الفولاذ منخفض الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ عند شوط المخرم 24mm بينما الألمنيوم يتمزق عند ضربة المخرم (24mm ويعتمد نجاحه عندما تكون الضربة الأقل من L6mm أو أقل اعتمادا على Glas الغفل ، فإن قوة السحب تتناقص مع انخفاض سرعة المخرم؛ وسمك الغفل . أعظم قوة سحب في الفولاذ المقاوم للصدأء وهي الأدنى في الألمنيوم. يزداد ترقيق في السمك مع انخفاض سمك الصفائح وكانت القيم القصوى للفولاذ منخفض الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم هي 905 904.375 903.25 على التوالي بتثبيت سرعة المخرم SOmm/min و سمك الغفل 0.8mm لجميع المواد ، في حين كان do pal المخرم تأثير طفيف على توزيع السمك بزيادات صغيرة. يزداد الانفعال الفعال في جميع المواد مع زيادة سمك الصفائح من 0.21 إلى 0.215 إلى 0.22 في الصلب منخفض الكربون بينما في الألومنيوم من 0.18 إلى 0.195 إلى 0.205 وفي الفولاذ المقاوم للصدأ من 0.195 إلى 0.21, 0.23. في النتائج، يعتبر SY gill المقاوم للصدأ هو أقصى انفعال فعال مقارنة بالمواد الأخرىء وكذلك زيادة الانفعال الفعال مع زيادة سرعة المخرم. أظهرت نتائج المحاكاة العددية نفس الاتجاه والتوافق العالي مع النتائج التجريبية مع أقصى تباين قدره 5/.

Stamping process is considered as an important sheet metal forming process, and this operation is characterized by rapid mass production of pieces for different industries. In the process metal sheet are formed into the required shape by drawing them with a press tool that is loaded into a machine press or stamping press. Conical shells are considered hard to form parts due to their wall inclination and relatively large space between punch and die. Making conical pieces is one of the trickiest aspects of sheet forming operations. The most effective shaping method for creating conical pieces is the stamping process, all these issues need for a high accuracy design operation in order to control the drawing process circumstances. This work is dedicated to investigate the effect of punch velocity, materials type, thickness of sheet material on the drawing force, thickness distribution and effective strain during the forming by stamping process of conical cup with 67 mm diameter and 19 mm height experimentally and numerically. Three types of sheets were utilized in this study, low Carbon steel (37A), aluminum (AA1050), and stainless steel (AISI 304) sheets. Circular blanks of 80 mm diameter with 0.8,1, and 1.2 mm thickness were drawn using a tooling set of punch and die having wall inclination angles of 65o and with dimensions outer diameter of punch 50 mm , inner diameter of punch 27.8mm and Punch profile radius (Rp) equal to 4mm at a punch velocity of 50,100,and 150 mm/min. The tooling set was designed to handle more than one thickness, which means that one punch and die can draw blanks of 0.8,1,and, 1.2 mm in thickness. The numerical simulation was carried out using ANSYS Workbench 2022 R1, drawing all parts of die with AutoCAD and then import to ANSYS workbench. The results showed that two material low carbon steel and stainless steel are succeeds at 24 mm punch stroke while in aluminum is tearing at the punch stroke 24 mm, and it succeeds with less stroke to 16 mm or less depending on the thickness of blank. The drawing force decreases with the decreasing punch velocity and sheet thickness, and the greatest drawing force is in stainless steel. The lowest is in aluminum. The thickness reduction increases with decreasing sheet thickness, and it is the maximum in low carbon steel, stainless steel, and aluminum, respectively. The thinning values in low carbon steel, stainless steel and aluminum are from 5%, 4.375 % ,and 3.25% respectively at 50mm/min and 0.8 mm thickness for all materials, while punch velocity had a slight effect on thickness distribution by small increments. Effective strain in all materials increases with increasing sheet thickness from 0.21 to 0.215 to 0.22 for low carbon steel, while in aluminum it is from 0.18 to 0.195 to 0.205, and in stainless steel it is from 0.195 to 0.21 to 0.23. In the results, the stainless steel is the maximum effective strain compared to other materials, and also the effective strain increases with increasing punch velocity. The numerical simulation results manifested the same tendency and high agreement with the experimental results with a maximum discrepancy of 5%.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب