برآورد نيرو و ازدياد طول در فرآيند فولرينگ چهارضربه‏اي

Estimation of Load and Elongation in the Four-Blow Fullering Process

يكي از انواع قالب‎هاي پيش‏فرم در آهنگري قالب بسته، قالب فولر است. در اين تحقيق با استفاده از روش اجزاي محدود و انجام آزمايش‎هاي مدل، به مطالعه جريان فلز و نيروي لازم در فرآيند فولرينگ چهارضربه‏اي پرداخته مي‎شود. براي انجام اين آزمايش‎ها از سرب به عنوان مادّه مدل بيلت و از قالب‎هاي فولادي به عنوان ابزار استفاده مي‎شود. صحت نتايج حاصل از شبيه‎سازي فرآيند به روش اجزاي محدود از مقايسه‌ي اين نتايج با نتايج تجربي موجود تعيين مي‎گردد. از آن‌جايي كه آزمايش‎هاي تجربي داراي محدوديت در ابعاد هستند، جهت افزايش دامنه‌ي متغيرها از شبيه‎سازي به روش اجزاي محدود و به كمك نرم‎افزار تجاري Ansys استفاده مي‎شود. سپس با استفاده از رگرسيون خطي و با تكيه بر نتايج حاصل از شبيه‎سازي، روابطي براي پيش‎بيني توزيع طولي و عرضي مواد و هم‌ چنين نيروي مورد نياز براي فرآيند فولرينگ چهارضربه‎اي به‎دست مي‎آيد. نتايج حاصل از اين تحقيق به طراحان كمك مي‎كند تا به جاي صرف هزينه و زمان، ابعاد بيلت را پس از انجام فرآيند و نيروي مورد نياز، طي فرآيند فولر چهار‎ضربه‎اي را به سادگي پيش‎بيني نمايند.

The fuller die, which is used for elongated components, is a type of perform die employed in the closed-die forging process. In this research, using the finite-element method and the model test technique, both the required load and material flow are studied for the four-blow fullering operation. The experiments are conducted using lead as the model material and steel tools. Comparison of the numerical predictions and experimental results show a good agreement between them. For the extension of various process variables, FEM simulations are performed using ANSYS commercial software. Then, by means of linear regression and based on the finite-element results, some useful relationships are proposed for prediction of elongation, sideways spread and the required load for the four-blow fullering process. The designers can use the results of this investigation for prediction of elongation, sideways spread and fullering load instead of time consuming and expensive experiments.