مطالعة تجربی و بهینه‌سازی شکل‌دهی افزایشی تک‌نقطه‌ای ورق آلومینیومی 1050 به شکل سهموی به روش پاسخ سطح

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 استادیار دانشکدة مهندسی مکانیک، ساخت و تولید، دانشگاه کاشان، کاشان

2 دانشجوی دکتری دانشکدة مهندسی مکانیک، ساخت و تولید، دانشگاه کاشان، کاشان

3 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد جاسب، جاسب

چکیده

شکل‌دهی افزایشی ورق فلزی از جمله روش‌های نوین و انعطاف‌پذیر در فناوری شکل‌دهی ورق‌های فلزی است، که برای تولید قطعات به تعداد کم و ساخت مدل نمونة اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای تولید قطعات با خواص مطلوب، با بیشترین کیفیت و کمترین هزینه، تعیین میزان بهینه برای پارامترهای فرایند ضروری می‌باشد. در این تحقیق به بررسی حد شکل‌پذیری ورق آلومینیوم 1050 و تأثیر پارامترهایی چون قطر ابزار شکل‌دهی، گام عمودی، سرعت دوران ابزار و سرعت پیشروی در فرایند شکل­دهی افزایشی به حالت گودال سهموی پرداخته شده است. به‌علاوه اینکه مدلی برای تخمین بیشینة عمق و زاویة شکست ورق در این فرایند ارائه شده است. در مراحل بعد بهینه‌سازی برای یافتن بیشترین عمق و زاویة شکست با استفاده از روش پاسخ سطح صورت گرفت. براساس آزمایشات انجام‌شده و تحلیل صورت‌گرفته با روش پاسخ سطح و آنووا، سرعت چرخشی تأثیر چندانی بر عمق و زاویة شکست ندارد و همین‌طور بیان شد که افزایش میزان فاکتورهای پیشروی و قطر ابزار میزان عمق شکست کاهش و با افزایش گام حرکتی ابزار آن افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


[1] A. Vafaeesefat, A. Ebrahim, The Influence of Tool Path in Incremental Forming of Double-Layers Sheet, Aerospace Mechanics, Vol. 11, No. 3, pp. 47-58, 2014. (in Persian فارسی).

[2] A. H. Nikdooz, M. J. Mirnia, H. Baseri, Study of formability of aluminum truncated pyramid in single-stage and two-stage incremental sheet forming, Modares Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 5, pp. 210-220, 2016. (in Persian فارسی).

[3] A. B. Shooli, S. Amini Nahjafabadi, M. Farzin, Experimental Formability Investigation of Titanium Alloy in Hot Incremental Sheet Forming Process, Modares Mechanical Engineering Structures, Vol. 15, No. 6, pp. 107-114, 2015. (in Persian فارسی).

[4] M. Sedighi, M. Riahi, A. Asgari, Investigation of tool parameters effects on the formability of Al-1100 in incremental sheet metal hammering process, Modares Mechanical Engineering Structures, Vol. 14, No. 14, pp. 185-189, 2014. (in Persian فارسی).

[5] M. Durante, A. Formisano, A. Langella, F. M. Capece Minutolo, The influence of tool rotation on an incremental forming process, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, No. 9, pp. 4621-4626, 2009.

[6] S. Dejardin, S. Thibaud, J. C. Gelin, G. Michel, Experimental investigations and numerical analysis for improving knowledge of incremental sheet forming process for sheet metal parts, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 210, No. 2, pp. 363-369, 2010.

[7] K. Hamilton, J. Jeswiet, Single point incremental forming at high feed rates and rotational speeds: Surface and structural consequences, CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 59, No. 1, pp. 311-314, 2010.

[8] J. Li, J. Hu, J. Pan, P. Geng, Thickness distribution and design of a multi-stage process for sheet metal incremental forming, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 62, No. 9-12, pp. 981-988, 2012.

[9] M. Azaouzi, N. Lebaal, Tool path optimization for single point incremental sheet forming using response surface method, Simulation Modelling Practice and Theory, Vol. 24, pp. 49-58, 2012.

[10] Z. Cui, Z. Cedric Xia, F. Ren, V. Kiridena, L. Gao, Modeling and validation of deformation process for incremental sheet forming, Journal of Manufacturing Processes, Vol. 15, No. 2, pp. 236-241, 2013.

[11] Y. Fang, B. Lu, J. Chen, D. K. Xu, H. Ou, Analytical and experimental investigations on deformation mechanism and fracture behavior in single point incremental forming, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 214, No. 8, pp. 1503-1515, 2014.

[12] S. P. Shanmuganatan, V. S. Senthil Kumar, Modeling of incremental forming process parameters of Al 3003 (O) by response surface methodology, Procedia Engineering, Vol. 97, pp. 346-356, 2014.

[13] L. Ben Ayed, C. Robert, A. Delamézière, M. Nouari, J. L. Batoz, Simplified numerical approach for incremental sheet metal forming process, Engineering Structures, Vol. 62-63, pp. 75-86, 2014.

[14] M. A. Davarpanah, A. Mirkouei, X. Yu, R. Malhotra, S. Pilla, Effects of incremental depth and tool rotation on failure modes and microstructural properties in Single Point Incremental Forming of polymers, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 222, pp. 287-300, 2015.

[15] M. Honarpisheh, M. J. Abdolhoseini, S. Amini, Experimental and numerical investigation of the hot incremental forming of Ti-6Al-4V sheet using electrical current, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 83, No. 9-12, pp. 2027-2037, 2015.

[16] A. Pak, H. Deilami Azodi, M. Mahmoudi, Investigation of Ultrasonic assisted incremental sheet metal forming process, Modares Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 11, pp. 106-114, 2014. (in Persian فارسی).

[17] G. Hussain, L. Gao, A novel method to test the thinning limits of sheet metals in negative incremental forming, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 47, No. 3-4, pp. 419-435, 2007.

[18] W. G. Cochran, G. M. Cox, Experimental designs, Wiley, 1992.

[19] D. C. Montgomery, Design and analysis of experiments, John Wiley & Sons, 2008.

[20] I. Minitab, Meet M INITAB Release 14, 2003.