مطالعه عددي و تجربي اثر سرعت شكل دهي در فرآيند كشش عميق گرم گرادياني

Numerical and experimental study on the effect of forming speed in gradient warm deep drawing process

استفاده از آلياژهاي آلومينيم و منيزيم به علت شكل پذيري پايين آنها در دماي محيط، در مقايسه با فولادها همراه با محدوديت هايي است. ابداع روش هاي نوين جهت افزايش شكل پذيري اين آلياژها، همواره در صنعت شكل دهي فلزات ورق مورد تحقيق قرار گرفته است. تحقيقات صورت گرفته افزايش چشمگير شكل پذيري آلياژهاي آلومينيم و منيزيم را با افزايش دما نشان داده است. در نتيجه ضرورت كاربرد فرآيند هاي شكل دهي گرم، مطالعه و بررسي پارامتر هاي تاثير گذار بر فرآيند را ايجاب مي كند. در اين مقاله مطالعه عددي و تجربي اثر سرعت شكل دهي در فرآيند كشش عميق گرم گرادياني قطعات استوانه اي براي ورق آلياژي آلومينيم 5083 با ضخامت mm2 مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور آزمايش هايي در سه سرعت 60، 200 و mm/min378 در دماهاي مختلف با نيروي ورقگير ثابت انجام شده است. تاثير سرعت شكل دهي بر روي نيروي سنبه، توزيع ضخامت و رفتار گوشواره اي، و نيز نسبت كشش حدي و گراديان دما مورد بحث و تحليل قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش دما و كاهش سرعت شكل دهي، نيروي سنبه كاهش و نسبت كشش افزايش يافته و همچنين توزيع ضخامت يكنواخت تري ايجاد شده است. همچنين مشاهده شده كه با افزايش دما، تعداد و موقعيت گوشواره ها علي رغم كاهش دامنه، ثابت مانده است.

The use of aluminum and magnesium alloys is limited due to their low formability at ambient temperature, in comparison to steels. The invention of new methods for increasing the formability of these alloys has always been investigated in the sheet metal forming industry. Studies have shown a dramatic increase in the formability of aluminum and magnesium alloys by increasing temperature. As a result, the necessity of application of warm forming processes requires the study and investigation of effective parameters on process. In this paper, numerical and experimental study of forming speed have been investigated in gradient warm deep drawing process of cylindrical parts for aluminum alloy 5083 sheet with 2mm thickness. To this end, some tests have been performed at three speeds of 60, 200 and 378mm/min at different temperatures with constant blank holder force. The effects of forming speed on punch force, thickness distribution and earing behavior, as well as limit drawing ratio and temperature gradient have been discussed and analyzed. Results show, by increasing temperature and reducing the punch speed, punch force has been decreased, drawing ratio has been increased and more uniform thickness distribution has been obtained. It has been also observed that by increasing temperature, the number and position of the ears have remained constant despite the reduction of the ears amplitude