طراحي قالب بهينه در فرايند كشش مفتول با مقطع مربع از مفتول با مقطع دايره

Optimum Die Design in Drawing of Square Section Rod from Round Bar

در اين مقاله اثر طراحي بهينه قالب بر نيروي كشش مفتول بررسي شده است. نيروي كشش با روش كرانه فوقاني محاسبه شده است. به‌دليل پيچيدگي جريان فلز در قالب، تحليل فرايند براساس قالب مدور انجام شده است. براي ايجاد قالب مدور معادل، مساحت و شعاع مقطع معادل در مقاطع مختلف محاسبه شده‌اند و سپس پروفيل قالب مدور معادل توسط يك ميدان سرعت مشخص شده است. سپس نرخ كرنشها، توان داخلي، توان بررسي توان اصطكاكي و تنش كششي ميانگين نسبي محاسبه شده‌اند. نتايج تحليل با نتايج كرانه فوقاني و روش تعادلي نيروها مقايسه شده‌اند. نتايج مويد آن است كه با افزايش ثابت اصطكاك، زاويه بهينه قالب در هر دو طرح افزايش يافته است

Drawing of square section rod from round bar can be done with two die shapes. In the first die shape, deformation starts from corners of the square and in second die shape, deformation starts from sides of square. This article has compared the drawing force for both die shapes and as a result optimum die shape was determined. Due to complexity of metal flow inside the die, analyzing of actual process was difficult and upper bound approach has applied based on equivalent axisymmetric curved die. In equivalent process, in each position on the die axis, perpendicular cross sections on both actual and the equivalent die have the same area. By determining the profile of the equivalent curved die, a velocity field inside the die was presented. Then, internal, shearing and frictional powers were calculated and relative mean draw stress was estimated by equating the summation of these powers with required external power. As a final result, the die shape which required less force was introduced as optimum one.