پایان نامه فرآیند فلوفرمینگ در تولید لوله های جداره نازک از قطعه آهنگری شده فولاد

مهندسی مواد متالورژی پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی گرایش ذوب فلزات

فرآیند فلوفرمینگ برای تولید لوله های جداره نازک از قطعه آهنگری شده فولاد Maraging 350

در این پایان نامه ابتدا انواع فرآیند های اسپینینگ و به طور خاص فرآیند فلوفرمینگ شرح داده می شود. سپس راجع به فولاد ماریجینگ که از جمله فولادهای میکرو آلیاژی و استحکام بالا می باشد، توضیح داده خواهد شد.

در ادامه فلوفرمینگ یک لوله جدار نازک از جنس فولاد ماریجینگ در عمل آزمایش می شود و نیرو های وارد بر غلتک ها در شرایط تولید، با نتایج شبیه سازی و نتایج تئوری مقایسه می گردد. پس از یکسان سازی نتایج شبیه سازی با نتایج عملی و اطمینان از صحت شبیه سازی، تاثیر برخی پارامترهای موثر در فرآیند بر روی نیروی وارد بر غلتک ها با استفاده از شبیه سازی بررسی می شود.

برای شبیه سازی اجزای محدود از نسخه ی 6. 9 نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. به دلیل نرخ کرنش بسیار بالا در این فرآیند و پیچیدگی معادلات حاکم بر این نوع شکل دهی، شبیه سازی های انجام شده با استفاده از رایانه های معمولی خانگی با پردازشگر دو هسته ای 2. 8GHz و 2GB RAM حداقل 240 تا 360 ساعت زمان برای حل نیاز دارد.

انواع روش های اسپینینگ

روش های اسپینینگ به دو دسته ی اصلی تفکیک می شوند، دستی و ماشینی، تفاوت این دو دسته در نوع دخالت انسان در این فرآیند می باشد به نحوی که در اسپینینگ دستی، نیروی تغییر شکل توسط اپراتور اعمال می شود ولی در نوع ماشینی نیروی تغییر شکل از طریق نیروهای مکانیکی و هیدرولیکی اعمال می گردد که به آن اسپینینگ قدرتی نیز گفته می شود.

فرآیند اسپینینگ از جنبه ی تغییر ضخامت در طی شکل دهی به دو دسته قابل تقسیم می باشد روش هایی که در اثر آن تغییرات ضخامت بلنک یا پریفرم غیر محسوس بوده و با تجهیزات دستی و ماشینی قابل انجام می باشند و روش هایی که طی آن ضخامت قطعه کار در طی فرآیند به نحو مشخصی تغییر نموده و فقط از طریق اسپینینگ قدرتی و تجهیزات ویژه قابل انجام می باشند. به این روش ها شییرفرمینگ و فلوفرمینگ گفته می شود. فلوفرمینگ نیز خود به دو نوع مستقیم و معکوس قابل دسته بندی می باشد. در اسپینینگ از نظر دمای فرآیند، نوع دیگری از طبقه بندی نیز وجود دارد، که با عناوین داغ و سرد شناخته می شوند.

معرفی کاربردها و محصولات فرآیند شکل دهی چرخشی

تنوع محصولات فلزی قابل تولید به روش های اسپینینگ، بسیار زیاد بوده به نحوی که در طیف وسیعی از صنایع مختلف به کار می روند. وجه مشترک تمامی این محصولات دارا بودن محور تقارن، مقطع دایره ای (دوار) و تو خالی بودن و بدون درز بودن آن ها می باشد. در ادامه به برخی از این محصولات اشاره می شود.

لوازم خانگی : ظروف آشپز خانه مانند : (تابه، بشقاب، قابلمه، دیگ، درپوش ظروف غذا، لیوان، پارچ و...) ظروف تزئینی مانند : (جام، گلدان، یراق های تزئینی چلچراغ و رفلکتور و...) با روش اسپینینگ دستی و ماشینی تولید می گردند

اسپینینگ دستی

اسپینیگ دستی یکی از روش های فلز کاری است که در آن کاهش ضخامت نامحسوس است. این عملیات با استفاده از دستگاه هایی مشابه دستگاه خراطی یا تراش قابل انجام است. در این روش ورق گرده بری شده که از این پس آن را بلنک می نامیم مواد با فشار بر روی مندرل که مشابه سنبه ی قالب عمل می کند، رانده می شود. این کار ممکن است طی چند گذر یا پاس انجام پذیرد. برای اعمال فشار بر روی بلنک از اجزای مکانیکی گوناگونی استفاده می شود که سبب افزایش نیرو می گردند. معمولاً فلزاتی که در دیگر فرآیندهای شکل دهی کار سرد، شکننده و آسیب پذیر هستند، در روش اسپینینگ با موفقیت شکل پذیر می باشند. اغلب عملیات اسپینینگ بدون حرارت دهی به قطعه کار انجام می پذیرد. البته این همیشگی نبوده و در برخی موارد (مثلاً وقتی ضخامت زیاد باشد) به منظور کاهش شکنندگی و تردی، قطعه کار گرم می شود. اسپینینگ دستی یکی از قدیمی ترین روش های شناخته شده ی اسپینینگ می باشد. این روش تکنیکی برای ایجاد اشکال مخروطی، استوانه ای و نیمه کروی بوده که به چندین ابزار برای خم کردن فلز به سمت مندرل، نیاز دارد. این فرآیند تنها به میزان کمی در ضخامت قطعه کار کاهش ایجاد می کند، که آن هم در عمل نا محسوس می باشد. در این روش عموماً یک صفحه دایره ای شکل از فلزی که قطعه ی خام یا بلنک نامیده می شود بین یک مندرل چرخان و مرغک دستگاه قرار می گیرد. نیروی فشار دست روی ابزار اهرم مانندی اعمال می شود که به تدریج پس از چندین مرحله ی کاری، فلز را روی مندرل خم می کنند.

اسپینینگ دستی هنوز به طور وسیعی در نمونه سازی ها و تولید قطعات کوچک و بزرگ با ضخامت کم کاربرد دارد. این فرآیند به طور نسبی به قطعه کارهای با ضخامت نازک تا ضخامت حدود 4/6 میلیمتر برای آلومینیوم محدود می شود. البته قطر قطعاتی که تولید می شوند بستگی به ظرفیت دستگاه در دسترس دارد. بعضی از قطعات با اشکال ساده تر را نیز می توان بدون استفاده از مندرل شکل داد. تولرانس قطعات اسپینینگ شده بسته به مهارت، قدرت و میزان توانایی اپراتور متفاوت است....