بررسي هندسه و توزيع ضخامت در يك قالب جديد هيدروفرمينگ لوله‌هاي پله‌اي استوانه ‌هاي شكل

Analysis of Geometry and Thickness Distribution in a New Hydroforming Die for Cylindrical Stepped Tubes

قطعات لوله‌اي بدون درز با مقاطع گوناگون مانند لوله‌هاي پله‌اي استوانه‌‌هاي، مخروطي و با مقطع مربعي عموماً با فرآيند هيدروفرمينگ لوله توليد مي‌شوند. در شكل‌دهي آن قطعات با اين فرآيند، دستيابي به شكل‌هايي با گوشه‌هاي تيز، مستلزم افزايش فشار است. اين افزايش فشار، موجب نازك شدگي و پارگي احتمالي در گوشه قطعه خواهد شد. نويسندگان مقاله، طراحي يك قالب جديدي را ارايه نموده اند كه منجر به بهبود پرشدگي گوشه‌ي قالب در فرآيند هيدروفرمينگ لوله‌هاي پله‌اي استوانه‌هاي گرديده است. در قالب جديد، شكل‌دهي لوله، شامل دو مرحله‌ي بالج و نهايي است. در اين مقاله، اثر مسير فشار بر هندسه و توزيع ضخامت لوله در قالب جديد به‌طور تجربي و شبيه سازي اجزاي محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج به‌دست آمده، نشان داد كه شكل هندسي مطلوب نهايي، وابسته به فشار مرحله‌ي بالج و نحوه‌ي اعمال فشار و تغذيه‌ي محوري در مرحله‌ي نهايي است و انتخاب مناسب اين پارامترها بر روي شكل هندسي قطعه‌ي به‌دست آمده‌ي تاثير دارد. همچنين نشان داده شد كه در قالب جديد مي‌توان به محصولي با توزيع ضخامت يكنواخت در طول ديواره دست يافت.

Seamless tubular components with various cross sections, such as cylindrical, conical, and square cross section stepped tubes, are mainly produced in a tube hydroforming process. In forming those parts with this process, achieving shapes with sharp corners, requires an increase in the internal pressure. This may cause local thinning and bursting at the tube corners. The authors propose a new hydroforming die set in which the die corner filling is improved for cylindrical stepped tubes. In the new die, the forming of tube consists of two steps of bulging and final forming. In this paper, the effect of pressure path on thickness distribution and geometry of stepped tubes are studied by finite element simulation and experiment. The results in this paper illustrate that the bulging pressure and the pressure-axial feeding of the final forming stage influence the desired final geometry and that the proper selection of these parameters affects on the deformed part geometry. It is also shown that in the new die set it is possible to produce a sound part with uniform thickness distribution along the wall