مطالعه تجربي و عددي بر روي توزيع ضخامت و دقت ابعادي AA6061 در فرآيند شكل دهي تدريجي دونقطه‌اي با استفاده از قالب انعطاف‌پذير

Experimental and numerical study on the distribution of thickness and dimensional accuracy of AA 6061 in two-point incremental forming using flexible die

امروزه در صنعت شكل‌دهي توليد قطعات با توزيع ضخامت و دقت هندسي مناسب، امري بسيار مهم و حائز اهميت مي‌باشد. در اين تحقيق تمامي قطعات، بوسيله فرآيند نويني بنام فرآيند شكل‌دهي تدريجي دو نقطه‌اي با استفاده از قالب انعطاف‌پذير فرم داده مي‌شوند. قالب انعطاف‌پذير، قالبي بوده كه از تعدادي پين سركروي مجزا تشكيل شده كه مي‌توان ارتفاع هر يك از پينها را متناسب با هندسه مورد نظر تنظيم نمود. در ابتدا، تاثير ميزان ضخامت (0.5، 1.5، 3 و 6mm) و سختي (60 و 90Shore A) لايه‌هاي لاستيكي بر روي دو پارامتر توزيع ضخامت و دقت هندسي نمونه‌هاي فرم داده شده مطالعه شده است. سپس تاثير چيدمان پين‌ها در قالب انعطاف‌پذير با آرايش كامل و جزيي بر روي دو پارامتر ذكر شده مطالعه شده است. در انتها نيز به منظور فرم دادن هندسه‌اي كامل از يك قطعه، از استراتژي چند مرحله‌اي استفاده شده است. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه دقت هندسي نمونه‌اي كه بر روي لايه‌ لاستيكي با ضخامت‌ mm 0/5 فرم داده مي‌شود در مقايسه با ضخامت mm6 به ميزان 78.3% بهبود يافته، اما ميزان نازكشدگي اين قطعه‌كار بيش از ساير قطعات مي‌باشد. دقت هندسي قطعه‌كار نيز به هنگام استفاده از لايه‌هاي لاستيكي با سختي ShoreA90 در مقايسه با سختي Shore A60، به ميزان 61.77% بهبود يافته اما توزيع ضخامت قطعه بطور يكسان مي‌باشد. پين‌ها با آرايش كامل نسبت به چيدمان جزيي در قالب‌هاي انعطاف‌پذير داراي دقت هندسي و توزيع ضخامت مناسب‌تري هستند. استفاده از استراتژي چند مرحله‌اي در قالب انعطاف‌پذير، عيب چروكيدگي را به همراه دارد.

Nowadays, in metal forming industries, the production of parts with proper thickness distribution and geometric accuracy is very important and significant. In this research, all parts are formed by a new process called two-point incremental forming process using a flexible die. Flexible die, is a die that consists of a number of separate overhead pins that can be adjusted by the height of each pin according to the desired geometry. First, the effect of the thickness (0.5, 1.5, 3 and 6mm) and hardness (60 and 90Shore A) of rubber layers on the two parameters of thickness distribution and geometric accuracy of the formed samples has been studied. The effect of the arrangement of the pins in a flexible die with full and partial layout on the two mentioned parameters has been studied. The results show that the geometric accuracy of the sample formed on the rubber layer with a thickness of 0.5mm has been improved by 78.3% compared to the thickness of 6mm, but the degree of thickness of this workpiece is more than other parts. Geometric accuracy of the workpiece is also improved by 61.77% when using a rubber layer with a hardness of 90Shore A compared to a hardness of 60Shore A, but the thickness distribution of the workpiece is the same. The pins with full arrangement have a better geometric accuracy and thickness distribution than the partial arrangement in a flexible die. Using a multi-step strategy in a flexible die has the disadvantage of wrinkling.