روشي براي جانمايي حفره‌هاي قالب‌هاي اكستروژن تخت چند سوراخه به منظور كاهش اعوجاج پروفيل‌هاي خروجي

A methodology for positioning of holes in extrusion with multi-hole flat-faced dies to minimize exit profiles distortion

در اكستروژن مقاطع مختلف با استفاده از قالب‌هاي تخت چند سوراخه، جانمايي مناسب حفره‌ها اهميت ويژه‌اي در اجتناب از عيوب هندسي دارد. در اين مقاله، روشي براي جانمايي شعاعي حفره‌هاي قالب در فرآيند اكستروژن چند سوراخه ارايه شده است. براي اين منظور، يك قالب دو حفره‌اي با حفره‌هايي به شكل T- نامتقارن به عنوان مثال براي محاسبات انتخاب شده است. ابتدا يك ميدان سرعت مجاز به لحاظ سينماتيكي در ناحيه تغيير شكل بدست آمده است. در پيش بيني ميدان سرعت اثرات تشكيل منطقه مرده فلزي لحاظ شده است. سپس براي اندازه‌گيري انحناي پروفيل خروجي تابع انحرافي معرفي شده كه ورودي آن ميدان سرعت در دهانه خروجي قالب و خروجي آن انحناي پروفيل اكسترود شده است. از خروجي اين تابع براي جانمايي حفره‌ها استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه هرچه موقعيت حفره‌ها به مركز سطح قالب نزديك‌تر باشد جريان فلز متوازن‌تر است. جهت اعتبارسنجي نتايج از شبيه‌سازي اجزاي محدود استفاده گرديده است. روش ارايه‌شده قابل تعميم به قالب‌هايي با تعداد حفره‌هاي بيشتر و اشكال پيچيده‌تر است. اين روش به طراح قالب كمك مي‌كند تا فرآيند اكستروژن با كيفيت‌تري داشته باشيم.

In the extrusion of sections with a multi-hole flat-faced die, the proper positioning of the die holes is of critical importance in avoiding the appearance of geometrical defects. In this paper, a methodology has been presented for radial positioning of the die holes in multi-hole extrusion process. A die with two non-symmetric T-shaped holes has been chosen as the computational example. A kinematically admissible velocity field at deformation zone has been obtained. The effects of dead metal zone formation have been considered in prediction of the velocity field. To measure the exit profile curvature a deviation function has been suggested. Using the proposed function, the velocity field has been used for prediction of the exit profile curvature and accordingly positioning of the die holes. It was found that a balanced metal flow at the exit of extrusion die could be achieved if the position of holes is near the centroid of the die area. In order to validate the results, finite element simulation has been used. The proposed methodology can be extended to dies with greater number of holes and more complex shapes. This methodology helps the die designer to have a better quality extrusion process.