اصلاح مسيربارگذاري فشار داخلي و تغذيه محوري در فرايند هيدروفرمينگ لوله هاي پله اي استوانه اي به منظور بهبود توزيع ضخامت

Modifying the Internal Pressure and Axial Feeding Loading Path in Hydroforming Process of Cylindrical Stepped Tube to Improve the Thickness Distribution

فشار داخلي و تغذيه محوري، از مهم ترين پارامترهاي شكل دهي لوله به روش هيدروفرمينگ است. فشار سيال داخل لوله و تغذيه مواد حاصل از نيروي محوري سنبه ها، سبب تغيير شكل لوله مي شود. چگونگي اعمال همزمان اين دو پارامتر، كيفيت، توزيع ضخامت و حد شكل دهي قطعه نهايي را تحت تاثير قرار مي دهد. در اين مقاله، اثر مسير فشار داخلي و تغذيه محوري به منظور بهبود توزيع ضخامت لوله هاي پله اي استوانه اي بررسي شده است. به علاوه، با استفاده از روش جديدي كه به منظور رفع چروك ارايه شد، از چروك هاي ايجاد شده در لوله استفاده شد. در ابتدا، مسيرهاي بارگذاري فشار ثابت با سطوح فشار متفاوت به روش شبيه سازي و آزمايش تجربي بررسي شدند. سپس، سطوح فشاري كه در آن قطعات پاره نشده و به طور سالم يا با چروك بدست آمدند، انتخاب شد و اثر تغذيه محوري در اين مسيرها به طور جداگانه ابتدا با شبيه سازي و سپس با آزمايش هاي تجربي بررسي شد. نتايج بدست آمده نشان داده است كه تغذيه محوري در مرحله ابتدايي همراه با افزايش فشار، توزيع ضخامت قطعات را در مرحله نهايي بهبود مي بخشد. همچنين، با استفاده از روش جديد و موثر ارايه شده در اين مقاله به منظور رفع چروك، چروك هاي ايجاد شده در سطح لوله با تغيير جهت تغذيه محوري، رفع شدند و قطعه سالم با توزيع ضخامت بهتر بدست آمد. از طرفي با استفاده از مسير بارگذاري پله اي، يكنواختي توزيع ضخامت لوله بدست آمده با روش رفع چروك بهبود يافت.

Internal pressure and axial feeding are the most important factors in tube hydroforming process. The internal fluid pressure and the material feeding that are produced by the punch axial loading, form the tube. The simultaneously applying of these two parameters affects the quality, thickness distribution and forming limit of the final workpiece. In this paper, the effects of internal pressure and axial feeding path are investigated to improve the thickness distribution of cylindrical stepped tubes. In addition, the wrinkles in the loading path were used to create a new method for removing the tube wrinkles. Firstly, the constant pressure loading paths with various pressure levels were investigated by performing experiment and simulation. Then, the pressure levels in which the parts did not burst and formed properly or deformed with wrinkles, were chosen and the effect of axial feeding on these paths were examined separately with simulation and then by experiment. The results showed that the axial feeding in the initial step of increasing the fluid pressure improves the part thickness distribution in final step. Moreover, through using this new and effective method, the wrinkles on the tube body were eliminated at the end of the process by changing the direction of axial feeding, and consequently, a sound part with better thickness distribution was obtained. Furthermore, using stepped loading path improved thickness distribution uniformity through applying this new method of wrinkle elimination.