طراحی و ساخت دستگاه هیدروفرمینگ فشار پایین لوله‌های آلومینیومی و تولید مقطع مستطیلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه فنی و حرفه ای

2 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، مهندسی مکانیک، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

چکیده
هیدروفرمینگ لوله به‌طور گسترده، در تولید قطعات ساختاری اتومبیل استفاده می‌شود. یکی از خصوصیات قطعات تولید‌شده با این فرایند، نسبت استحکام به وزن بالا می‌باشد. هیدروفرمینگ لولۀ فشار پایین، یکی از روش‌های پیشنهاد‌شده برای حل مشکلات هیدروفرمینگ لوله از قبیل نیاز به فشار بالای سیال و مشکلات آب‌بندی می‌باشد. روش انجام هیدروفرمینگ فشار پایین لوله، شبیه فشردن جسم جامد است و در آن برخلاف هیدروفرمینگ فشار بالا، قالب بالایی در طول فرایند ثابت نبوده و هم‌زمان با اعمال فشار داخلی به لوله، حرکت کرده و لوله را تحت فشار قرار می‌دهد. در این مقاله، فرایند هیدروفرمینگ فشار پایین لوله‌های آلومینیومی AA6063 انجام شده و مقطع گرد لوله به‌وسیلۀ فرایند هیدروفرمینگ به مقطع مستطیلی تغییر شکل داده است. همچنین توزیع ضخامت و مقادیر شعاع گوشۀ شکل داده شده، تحت سه مسیر بارگذاری متفاوت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش فشار داخلی می‌توان به شعاع گوشه کمتری دست پیدا کرد اما نازک‌شدگی افزایش پیدا می‌کند. همچنین بیشترین تختی سطح بالایی قطعه، زمانی حاصل می‌شود که جابجایی قالب بالایی بعد از رسیدن فشار داخلی به مقدار ماکزیمم خود انجام شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Design and Manufacture of Low-Pressure Hydroforming Machine for Aluminum Tubes and Production of Rectangular Cross Section

نویسندگان English

Seyed Jala Hashemi 1
Alireza Bahadory 2
1 Assistant professor
2 MSc student, Faculty of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده English

Tube hydroforming is widely used in the production of structural parts of an Automobile. One of the characteristics of the parts produced by this process is the high strength-to-weight ratio. Low-pressure tube hydroforming is one of the proposed methods to solve tube hydroforming problems such as the need for high fluid pressure and sealing problems. The method of performing low-pressure hydroforming of the tube is like to compressing a solid object, in which, unlike high-pressure hydroforming, the upper mold is not fixed during the process and moves and presses the tube at the same time as internal pressure is applied to the tube. In this paper, the low-pressure hydroforming process of AA6063 aluminum tube is performed and the round section of the tube is transformed into a rectangular cross section by the hydroforming process. Also, the thickness distribution and the values of the radius of the formed corner are investigated under three different loading paths. The results show that by increasing the internal pressure, a smaller corner radius can be achieved but the thinning increases. Also, the maximum flat surface of the upper part is obtained when the upper mold is displaced after the internal pressure reaches its maximum value.

کلیدواژه‌ها English

Tube forming
Hydroforming
Thickness distribution
Corner radius
[1] Gray J E, Devereaux A P, Parker W M. Apparatus for making wrought metal T's. Google Patents; 1940.
[2] Fuchs F. Hydrostatic pressure--its role in metal forming. Mech Eng. 1966;88:34-40.
[3] Asnafi N. Analytical modelling of tube hydroforming. Thin-walled structures. 1999;34:295-330.
[4] Zafar N. Optimization of tube hydroforming process. Michigan State University. 2002.
[5] Singh H. Fundamentals of hydroforming. Society of Manufacturing Engineers. 2003.
[6] Nikhare C, Weiss M, Hodgson P D. FEA comparison of high and low pressure tube hydroforming of TRIP steel. Computational Materials Science. 2009;47:146-152.
[7] Hashemi S J, Naeini H M, Liaghat G, Karami J S, Roohi A H. Prediction of Bursting in Warm Tube Hydroforming using Modified Ductile Fracture Criteria. Modares Mechanical Engineering. 2015;14.
[8] Hwang Y-M, Altan T. FE simulations of the crushing of circular tubes into triangular cross-sections. Journal of materials processing technology. 2002;125:833-838.
[9] Hwang Y-M, Altan T. Finite element analysis of tube hydroforming processes in a rectangular die. Finite Elements in Analysis and Design. 2003;39:1071-1082.
[10] Nikhare C, Weiss M, Hodgson P D. Die closing force in low pressure tube hydroforming. Journal of materials processing technology. 2010;210:2238-2244.
[11] Zhang X, Chu G, He J, Yuan S. Research on a hydro-pressing process of tubular parts in an open die. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019;104:2795-2803.
[12] Zhang X, He J, Chu G, Yuan S. Experimental research on deformation and dimensional accuracy of rectangular-section tubular part during open die hydro-pressing process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2021;235:705-714.
[13] Nikhare C, Weiss M, Hodgson P D. Buckling in low pressure tube hydroforming. Journal of Manufacturing Processes. 2017;28:1-10.
[14] Chu G-n, Lin C-y, Li W, Lin Y-l. Effect of internal pressure on springback during low pressure tube hydroforming. International Journal of Material Forming. 2018;11:855-866.
[15] Trott A, Nikhare C P. Effect of preform during low pressure tube hydroforming.52019;V002T002A023.
[16] Nikhare C P, Buddi T, Kotkunde N, Singh S K. Effect of Die Velocity on Tube Deformation Mechanics During Low Pressure Tube Hydroforming Process Sequence Variation.85550;V02AT02A051.
[17] Nikhare C P. A numerical analysis on microtube hydroforging. Advances in Materials and Processing Technologies. 2021:1-22.
دوره 2، شماره 2
تابستان 1401
صفحه 156-171

  • تاریخ دریافت 07 اردیبهشت 1401
  • تاریخ بازنگری 17 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش 25 مرداد 1401