بررسي پارامترهاي فرايند تركيبي كشش عميق و شكل‌دهي با گاز به روش تاگوچي جهت توليد قطعات مكعبي از آلياژ AA5083

Optimization of the combined process of deep-drawing and gas-forming by Taguchi method for producing cubic parts from AA5083 alloy

آلياژهاي آلومينيوم به دليل ويژگي‌ نسبت استحكام به چگالي بالا در صنايع مختلف كاربرد گسترده‌اي پيدا كرده‌اند. اين آلياژها در دماي محيط قابليت شكل‌پذيري مناسبي ندارند و لذا در دماهاي بالا شكل‌‌دهي آنها انجام مي‌شود. از روش‌هاي شكل‌‌دهي گرم كه براي آلياژهاي آلومينيوم استفاده مي‌شود مي‌توان به كشش عميق گرم و شكل‌دهي داغ با گاز اشاره نمود. اين دو روش هر كدام داراي مزايا و معايب خاص خود هستند. در اين پژوهش يك فرآيند شكل‌دهي تركيبي شامل كشش عميق گرم و شكل‌دهي داغ با گاز1 مورد استفاده قرار گرفته است. در اين فرآيند در مرحله اول با استفاده از كشش عميق گرم پيش فرم ايجاد شده و در مرحله دوم به كمك شكل‌دهي داغ با گاز قطعه نهايي توليد مي‌شود. هدف از اين پژوهش ،بهينه‌سازي سطوح پارامترهاي اصلي فرآيند براي شكل‌‌دهي قطعات مكعبي از جنس ورق آلياژ آلومينيوم 5083 مي‌باشد. اين پارامترها شامل دما و نيروي ورقگير در مرحله كشش عميق و دما و فشار گاز اعمالي در مرحله شكل‌دهي با گاز مي‌باشند. بهترين سطوح پارامترهاي فرآيند، با استفاده از روش طراحي آزمايشات تاگوچي انتخاب گرديد. نتايج نشان مي‌دهد كه در دماي 350 درجه سانتي‌گراد و نيروي ورقگير 1000 نيوتن براي كشش عميق و همچنين دماي 485 درجه سانتي‌گراد و فشار 0.6 مگاپاسكال براي مرحله شكل‌دهي با گاز مي‌توان به كمترين ميزان نازك شدگي در قطعه دست پيدا كرد. در اين شرايط حداكثر نازك شدگي 22 درصد بدست آمده است.

Aluminum alloys have become widespread in the various industries due to the characteristic of high strength-to-density ratio. These alloys do not have a suitable formability at ambient temperature so they formed at high temperatures. The main hot forming methods used for aluminum alloys include deep drawing and gas forming. Both of these methods have their own advantages and disadvantages. In this study, a combined process involving deep drawing and gas forming has been used. In this process, the first step is to create a pre-formed deep drawing and in the second stage, the final piece is produced by gas forming process. The purpose of this study is to optimize the levels of the main process parameters for the shaping of cubic parts of aluminum sheet 5083 sheet. These parameters include the temperature and blank-holder force of deep drawing stage and the temperature and gas pressure at the gas forming stage. The best levels of process parameters were selected using the Taguchi experimental design method. The results show that the temperature at 350 ° C and the blank-holder force of 1000 N for deep drawing, as well as the temperature of 485 ° C and the gas pressure of 0.6 MPa for the gas forming stage, can be achieved with the least degree of thinning in the specimen. The maximum thinning achieved is 22%.