مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

اثر شکل هندسی قالب اکستروژن در تولید یک قطعه تقارن محوری آلومینیومی با ضخامت دیواره متفاوت

نویسندگان
1 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
3 جامعه قالبسازان ایران
چکیده
در این مقاله، تأثیر شکل هندسی قالب در فرایند اکستروژن مستقیم روی تلرانس ابعادی سطح مقطع یک قطعه بررسی شده و سرعت اکستروژن، جریان فلز، دمای اکستروژن و نیروی اکستروژن، به عنوان متغیرهای فرایند به‏صورت تجربی و عددی مورد مطالعه قرار گرفتند. قطعه‏کار مورد آزمایش از جنس آلیاژ آلومینیوم 2014 با ضخامت دیواره متفاوت می‌باشد. این تفاوت در ضخامت دیواره موجب تغییرات در سرعت سیلان ماده هنگام خروج از قالب می‌شود. در نتیجه قالبی که برای تولید این قطعه استفاده می-شود، باید قادر به کنترل نرخ جریان فلز باشد. در این مطالعه، از دو قالب مختلف برای تولید این قطعه استفاده شده است. در قالب اول برای کنترل سرعت فلز از روش ایجاد طول بیرینگ‌ متغیر و در قالب دوم علاوه بر طول بیرینگ از تغذیه کننده نیز در کانال‏های باریکتر بهره برده شده است. از نتایجی که در آنالیز تجربی و عددی بر روی قالب اول به‏دست آمد، می‌توان نتیجه گرفت که این قالب کارایی لازم را برای تولید این قطعه ندارد. زیرا قادر به یکسان نمودن جریان ماده در تمام سطح مقطع قطعه نیست. به‏همین دلیل مشکلاتی از جمله کیفیت پایین همراه با عدم دقت لازم در ابعاد قطعه تولید شده، مخصوصاً در مقطع‌های باریکتر (به علت پر نشدن گوشه‏های قالب) وجود دارد. نتایج حاصل از آنالیز عددی قالب دوم نشان می‌دهد که کارایی قالب دوم بسیار بهتر از قالب اول بوده و توانسته سرعت سیلان ماده را در کل سطح مقطع قطعه‏کار تقریباً برابر کند و موجب بهبود دقت ابعادی در محصول شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Influence of extrusion die geometry in the manufacturing of an axisymmetric aluminium part with different wall thickness

نویسندگان English

Mehdi Zohoor 1
Abolfazl Kazeminasab 2
Mohammad Shahabizadeh 3
1 University Faculty Member KNT University of Technology
2 K. N. Toosi University of Technology
3 Iranian Society of Toolmakers
چکیده English

In this paper, the effect of extrusion die profile on the dimensional tolerance of a cross section of a part in a forward extrusion process was studied. In these experimental and numerical investigations, some parameters such as extrusion speed, metal flow, extrusion temperature and extrusion force were considered as process variables. The specimen was aluminium alloy 2014 with a variable wall thickness. The variable wall thickness causes the metal flow rate to be changed along the die orifice. As a result, the die which is used to produce this part must be suitable to control the flow rate of metal. In this study, two different dies were used to produce this part. In first die, to control the metal flow, variable bearing length method is used. In the second die, in addition to the bearing length method, a feeder is used in the narrow channels. From the experimental and numerical results, it was found that the first die is not good enough for manufacturing of this part. Because, the first die was not able to control uniform metal flow rate through the die orifice during the extrusion process. This drawback causes the die cavity to remain empty at the sharp corners which results a low quality and low dimensional accuracy in the product, especially in narrow channels. The numerical analysis results have shown that, the second die performance was much better than the first one. It was able to control uniform metal flow rate which causes high quality products.

کلیدواژه‌ها English

Finite element simulation
Metal Flow Rate
Bearing Length
Feeder
Dimensional Tolerance