عنوان پایان‌نامه
ارائه روش جدید فرآیند اطو کشیIroning به منظور دستیابی به کاهش ضخامت بسیار بالا
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3006;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69550
- تاریخ دفاع
- ۲۱ تیر ۱۳۹۴
- دانشجو
- محسن خودستان
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا, قادر فرجی
- چکیده
- اطوکشی یکی از فرآیندهای شکل‌دهی ورق‌های فلزی می‌باشد که برای تولید قوطی‌های دیواره نازک و قطعات باضخامت یکنواخت به‌طور متناوب پس از فرآیند کشش‌عمیق به کار می‌رود. روش اطوکشی محدودشده بر اساس تنش فشاری می‌تواند به نسبت‌کاهش‌ضخامت های بالاتر دست یابد، بدون اینکه برای فرآیندهای اضافی مانند اطوکشی چندمرحله‌ای و آنیل بین مراحل مختلف وقفه ای پیش آید. هنگامی‌که اطوکشی محدودشده شروع می‌شود، پانچ تحت نیروی پرس قرار می‌گیرد و مواد برای کاهش ضخامت از سطح بیرونی فنجان تحت فشار قرار می‌گیرند. حالت تنش‌ها در این فرآیند جدید، به‌طور کامل فشاری است درحالی‌که درروش اطوکشی معمولی حالت تنش‌ها کششی است. بنابراین، نسبت‌کاهش‌ضخامت بسیار بالا در فرآیند اطوکشی محدودشده قابل‌دستیابی است. تأثیر پارامترهای مختلف این فرآیند جدید از قبیل زاویه قالب، نسبت‌کاهش‌ضخامت و ضریب اصطکاک بر نیروی فرآیند توسط آزمایش تجربی و شبیه‌سازی المان محدود انجام شده است. همچنین وضعیت تنش در ناحیه تغییرشکل در روش اطوکشی سنتی و اطوکشی محدودشده شبیه‌سازی شده است. برای بررسی قابلیت فرآیند اطوکشی در دستیابی به نسبت‌کاهش‌ضخامت بالا بر روی مواد ترد، روش دیگری تحت عنوان روش ترکیبی اکستروژن معکوس و اطوکشی محدودشده معرفی گردید که برای تولید فنجان‌های جدارنازک با ساختار بهبود یافته UFG مناسب می‌باشد. در این روش جدید، فنجان اولیه از مواد بالک توسط اکستروژن معکوس تولید می‌شود و سپس فرآیند اطوکشی محدودشده بر مبنای تنش فشاری برای دستیابی به نسبت‌کاهش‌ضخامت بالا بر مواد فنجان برای تولید فنجان‌های جدار نازک با ساختار UFG اعمال می‌شود. این روش روی آلیاژ منیزیم AZ91 انجام شد و نسبت‌کاهش‌ضخامتی در حدود 80 درصد تنها در یک مرحله اطوکشی با ساختار UFG قابل‌توجه، به دست آمد. کاهش ضخامت بالاتری حدود 80? پس از تنها یک مرحله اطوکشی، حذف آنیل بین پاسی و استحکام و سختی بالاتر فنجان اطوکشی شده مزایای دیگری از روش ارائه‌شده می‌باشد. کلید واژه ها: اطوکشی محدودشده، تنش فشاری، نسبت‌کاهش‌ضخامت بالا، منیزیم AZ91، آزمایش تجربی، شبیه‌سازی.
- Abstract
- A new ironing method entitled constrained ironing is proposed for producing thin-walled cans and uniform thickness components. This method based on compressive stresses could reach a higher thickness reduction ratio (TRR) without interruption for additional processing such as multi-stage ironing and annealing between different stages. When the constrained ironing starts, punch is pushed the constrained material to reduce the thickness from the outer surface of the cup. The state of the stresses is fully compressive in this new process while it is tensile in the conventional ironing method. Thus, very high TRR is achievable in the constrained ironing process. The effects of constrained ironing process parameters such as die angle, TRR and friction coefficient were investigated using experimental and finite element (FE) methods. Also, stress state in deformation zone in the conventional and constrained ironing process was performed by FE simulation. In order to investigate the feasibility of the constrained ironing process for high TRR on the brittle material, another work introduces a combined cup backward extrusion and constrained ironing method as a suitable process for producing UFG thin-walled cylindrical cups. In this new method, the BE process produced the initial cup from bulk material and the CI process based on compressive stresses could apply a high TRR to the cup material in which a high thickness reduction is applied to produce a UFG thin-walled cups. This technique was performed on an AZ91 magnesium bulk material, and a higher TRR about 80% after only single stage ironing with significant grain refinement was achieved. Higher TRR about 80% after only single stage ironing, removing the annealing between passes and higher strength and hardness of the ironed cup are different advantages of the proposed method. Keywords: Constrained Ironing; Compressive stress; Higher thickness reduction ratio; Thin-walled Cup; AZ91.
