بررسی مقایسه ای نتایج شبیه سازی و تجربی در طراحی پیش فرم فرایند اکستروژن معکوس فنجانی در آلیاژهای استحکام بالا

در این تحقیق فرایند اکستروژن معکوس فنجانی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی اصول طراحی پیش فرم در آلیاژهای استحکام بالای آلومینیوم است. لذا ابتدا اصول کلی طراحی پیش فرم با استفاده از هندبوک های شکل دهی و مقالات موجود استخراج گردید و سپس با تکیه بر این اصول، پیش فرم مناسب برای قطعه مورد نظر از آلیاژ 2024 توسط نرم افزار المان محدودdeform -2d مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت راستی آزمایی شبیه سازی ، نتایج شبیه سازی با نتایج تحلیلی و تجربی موجود مقایسه گردید و توافق خوبی بین آنها مشاهده شد. سپس به پارامترهای مهم در طراحی سنبه همچون منحنی سنبه ، طول بیرینگ(قسمت انتهایی نوک سنبه که معمولا صاف است را بیرینگ (bearing) گویند. در اکستروژن معکوس این ناحیه آخرین بخش سنبه است که با قطعه در تماس می باشد، قطعه پس از عبور از این ناحیه فنجانی شکل خواهد شد.) و سنبه پیش فرم پرداخته شد. شبیه سازی هایی جهت انتخاب بهینه این پارامترها به گونه ای که میزان کرنش و نیرو در محصول نهایی حداقل شود انجام شد. در مرحله بعد دو پهنی و یا به عبارتی عدم یکنواختی قطر داخلی و خارجی فنجان در طول آن بررسی گردید. مشخص شد که تاثیر طول بیرینگ در مقدار دو پهنی قابل ملاحظه است. افزایش طول بیرینگ تا یک اندازه مشخص باعث کاهش مقدار دو پهنی شده و افزایش بیشتر طول بیرینگ در مقدار دو پهنی تاثیر چندانی ندارد. در مرحله پیش فرم جهت هدایت صحیح سنبه در مرحله اکستروژن و جلوگیری از شناوری آن بایستی یک گودی در مرکز قطعه ایجاد شود. به کمک شبیه سازی مشخص شد اندازه این عمق در محدوده کرنش ایجاد شده در محصول نهایی تاثیر گذار است. جهت متعادل سازی نیرو در مراحل شکل دهی نتیجه گیری شد با انتخاب عمق مناسب فروروی در پیش فرم، زاویه کمتر سنبه پیش فرم نسبت به سنبه اکستروژن و جلوگیری از پرشدن کامل قالب در مرحله پیش فرم مقدار نیروی مورد نیاز در مراحل شکل دهی متعادل می گردد.