مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

برآورد نیروی لازم برای فورجینگ هم‌دما قطعه دیسکی آلیاژ آلومینیوم 7075 به روش میدان خطوط لغزش

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
پژمان کیانی 1
مجید قریشی 2
عبدالحسین جلالی آقچای 3
1 دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
2 هیات علمی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
3 هیات علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
10.52547/mme.22.12.737
چکیده
در این پژوهش به کمک روش تئوری و روش اجزاء محدود به تحلیل و محاسبه نیروی لازم برای فورج هم­دما قطعه دیسکی آلیاژ آلومینیوم 7075 پرداخته شد. در شبیه­سازی فرآیند فورج هم­دما در نرم­افزار دیفرم، دمای 400 درجه سلسیوس، سرعت کفه بالای قالب 1/0 میلی‌متر بر ثانیه و ضریب اصطکاک برشی برابر 075/0 به عنوان پارامترهای فرآیند انتخاب گردید. با تحلیل نتایج شبیه­سازی به روش اجزاء محدود به کمک نرم­افزار دیفرم، نیروی لازم شکل­دهی فورج هم­دما با کورس حرکتی 18/6 میلی­متر برابر با 80 تن برای قطعه دیسکی به دست آمد. از روش میدان خطوط لغزش متقارن­محوری برای برآورد نیروی شکل­دهی فورج هم‌دما قطعه دیسکی پیش از پر شدن قالب استفاده گردید که نیروی 54/23 تن بدست آمد. مقایسه نیروی ­شکل­دهی فورج هم­دما قطعه دیسکی به روش تئوری، با نتایج حاصل از شبیه‌سازی اجزاء محدود، نشان داد که نیروی شکل­دهی با دقت بسیار خوبی با نمودار نیرو – جابه­جایی منطبق می‌باشد. با فرض حجم ثابت در تغییر شکل پلاستیک، نقشه ماده خام، قالب­های نهایی بالا و پایین و نقشه مونتاژی فرآیند فورج هم­دما قطعه دیسکی آلیاژ آلومینیوم 7075 ارائه گردید.
کلیدواژه‌ها
فورج هم‌دما
روش میدان خطوط لغزش
قطعه دیسکی آلیاژ آلومینیوم 7075
اجزاء محدود

موضوعات

عنوان مقاله English

Estimation of Necessary Force for Isothermal Forging of Disc Piece of Aluminum Alloy 7075 by Slip Line Field Method

نویسندگان English

pejman kiani 1
M. Ghoreishi 2
Abdolhossein Jalali Aghchai 3
1 Faculty of Mechanical Engineering K.N. Toosi University of Technology
2 Faculty of Mechanical Engineering of K.N. Toosi University of Technology
3 Faculty of Mechanical Engineering K.N. Toosi University of Technology
چکیده English

In this Study, the necessary force of the isothermal forging process of disc piece of aluminum alloy AA7075 was analyzed and calculated by theoretical methods and finite elements method. In the simulation of the isothermal forging process in Deform software, were selected the temperature of 400 °C, the speed of top mold of 0.1 mm/s and the shear friction coefficient of 0.075 as process parameters. The necessary force of isothermal forging was obtained 80 tons in 6.18 mm Motion Course for disc piece by analyzing the simulation results of finite element method in DEFORM software. The axisymmetric slip line field method was used to estimate the forming force of the isothermal forging of the closed die before of the flash filling, which obtained 23.54 tons. The comparison forming force of isothermal forging of disc piece by theory method with the results obtained from finite element simulation showed that the forming force corresponds very well with the force-displacement diagram is compatible. The geometry of billet, the final top and bottom dies and assembly drawing of isothermal forging process of disc piece of aluminum 7075 dies were calculated by assuming a constant volume in plastic deformation.

کلیدواژه‌ها English

Isothermal Forging
Slip line field method
disc piece of Aluminum Alloy 7075
Finite element
[1] G. Kuhlman, Forging of aluminum Alloys", ASM Metals Handbook, V 14, 1993, pp. 315-345.
[1] G. Kuhlman, Forging of aluminum Alloys", ASM Metals Handbook, V 14, 1993, pp. 315-345.
[2] S. B. a. W. Knight, "Preform Design for Closed Die Forging Experimental Basis for Computer Aided Design," International Journal of Machin Tools, Vol. 15, pp. 179-193, 1975. [DOI:10.1016/0020-7357(75)90019-0]
[2] S. B. a. W. Knight, "Preform Design for Closed Die Forging Experimental Basis for Computer Aided Design," International Journal of Machin Tools, Vol. 15, pp. 179-193, 1975. [DOI:10.1016/0020-7357(75)90019-0]
[3] S. N. S. Sopha, "Comparative study of forging parameters on microstructures and properties between Aluminum alloys Al6063 and AA7075," Dep. Prod. Technol. Educ. King Mongkut's Univ. Technol. Thonburi 126, 2007.
[3] S. N. S. Sopha, "Comparative study of forging parameters on microstructures and properties between Aluminum alloys Al6063 and AA7075," Dep. Prod. Technol. Educ. King Mongkut's Univ. Technol. Thonburi 126, 2007.
[4] Barati, " Evaluation Of Forging Parameters On Al-7075 Aircraft Door Bracket By Simulation," Iranian Journal of materials science and engineering, Vol. 12, pp. 51-61, 2015.
[4] Barati, " Evaluation Of Forging Parameters On Al-7075 Aircraft Door Bracket By Simulation," Iranian Journal of materials science and engineering, Vol. 12, pp. 51-61, 2015.
[5] M. S. Joun, H. G. Moon, I. S. Choi, M. C. Lee, and B. Y. Jun, "Tribology International Effects of friction laws on metal forming processes," vol. 42, pp. 311-319, 2009. [DOI:10.1016/j.triboint.2008.06.012]
[5] M. S. Joun, H. G. Moon, I. S. Choi, M. C. Lee, and B. Y. Jun, "Tribology International Effects of friction laws on metal forming processes," vol. 42, pp. 311-319, 2009. [DOI:10.1016/j.triboint.2008.06.012]
[6] J. L. Hu, Y. P. Yi, and S. Q. Huang, "Analysis of isothermal forging process and mechanical properties of complex aluminum forging for aviation," J. Cent. South Univ., vol. 21, no. 7, pp. 2612-2616, 2014. [DOI:10.1007/s11771-014-2220-0]
[6] J. L. Hu, Y. P. Yi, and S. Q. Huang, "Analysis of isothermal forging process and mechanical properties of complex aluminum forging for aviation," J. Cent. South Univ., vol. 21, no. 7, pp. 2612-2616, 2014. [DOI:10.1007/s11771-014-2220-0]
[7] G. Samolyk and Z. Pater, "Application of the slip-line field method to the analysis of die cavity filling," Journal of materials processing technology, vol. 153, pp. 729-735, 2004. [DOI:10.1016/j.jmatprotec.2004.04.092]
[7] G. Samolyk and Z. Pater, "Application of the slip-line field method to the analysis of die cavity filling," Journal of materials processing technology, vol. 153, pp. 729-735, 2004. [DOI:10.1016/j.jmatprotec.2004.04.092]
[8] L. Quagliato, G. A. Berti, D. Kim, and N. Kim, "Slip line model for forces estimation in the radial-axial ring rolling process," International Journal of Mechanical Sciences, vol. 138, pp. 17-33, 2018. [DOI:10.1016/j.ijmecsci.2018.01.025]
[8] L. Quagliato, G. A. Berti, D. Kim, and N. Kim, "Slip line model for forces estimation in the radial-axial ring rolling process," International Journal of Mechanical Sciences, vol. 138, pp. 17-33, 2018. [DOI:10.1016/j.ijmecsci.2018.01.025]
[9] Properties and Selection: Nonferrous alloys and Special-Purpose Materials, Vol. 2. ASM International, 2005.
[9] Properties and Selection: Nonferrous alloys and Special-Purpose Materials, Vol. 2. ASM International, 2005.
[10] Petrov, A., P. Petrov, and M. Petrov. "Research into water-based colloidal-graphite lubricants for forging of carbon steels and Ni-based alloys." International Journal of Material Forming, pp. 311-314, 2010. [DOI:10.1007/s12289-010-0769-1]
[10] Petrov, A., P. Petrov, and M. Petrov. "Research into water-based colloidal-graphite lubricants for forging of carbon steels and Ni-based alloys." International Journal of Material Forming, pp. 311-314, 2010. [DOI:10.1007/s12289-010-0769-1]
[11] Buchner B., G. Maderthoner, and B. Buchmayr. "Characterisation of different lubricants concerning the friction coefficient in forging of AA2618." Journal of materials processing technology, pp. 41-47, 2008. [DOI:10.1016/j.jmatprotec.2007.06.057]
[11] Buchner B., G. Maderthoner, and B. Buchmayr. "Characterisation of different lubricants concerning the friction coefficient in forging of AA2618." Journal of materials processing technology, pp. 41-47, 2008. [DOI:10.1016/j.jmatprotec.2007.06.057]
[12] Hosford W., Caddell R. M., "Metal forming, mechanics and metallurgy", 4th ed., Cambridge University Press, 2011. [DOI:10.1017/CBO9780511976940]
[12] Hosford W., Caddell R. M., "Metal forming, mechanics and metallurgy", 4th ed., Cambridge University Press, 2011. [DOI:10.1017/CBO9780511976940]
[13] Chitkara N.R., Butt M. A., "A general numerical method of construction od axisymmetric slip-line fields", Int. J. Mech. Sci., vol. 34, No. 11, pp. 833-848, 1992. [DOI:10.1016/0020-7403(92)90015-9]
[13] Chitkara N.R., Butt M. A., "A general numerical method of construction od axisymmetric slip-line fields", Int. J. Mech. Sci., vol. 34, No. 11, pp. 833-848, 1992. [DOI:10.1016/0020-7403(92)90015-9]
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 22، شماره 12
آذر 1401
صفحه 737-745