بررسي شكل دهي تدريجي چند مرحله اي به منظور كنترل نازك شدگي در يك مخروط ناقص آلومينيومي

An investigation on multistage incremental forming to control thinning in a truncated cone of an aluminum alloy sheet

شكل دهي تك نقطه اي يكي از ساده ترين انواع فرايند هاي شكل دهي تدريجي ورق فلزي است كه مناسب حجم توليد اندك مي باشد. يكي از مسايل مهم مرتبط با شكل دهي تدريجي تك نقطه اي نازك شدگي بيش از حد ورق مي باشد كه علاوه بر تاثير منفي بر استحكام قطعه نهايي، كاربرد آن را در توليد قطعاتي با زاويه ديوار زياد محدود مي كند بطوري كه توليد قطعاتي با ديواره قايم در يك مرحله امكان پذير نمي-باشد. در اين تحقيق شكل دهي تدريجي تك نقطه اي چند مرحله اي يك مخروط ناقص با زاويه ديوار °70 از جنس آلومينيوم با هدف بهبود نازك شدگي مورد مطالعه قرار مي گيرد. با ارايه يك استراتژي تغيير شكل دو مرحله اي جديد و بدست آوردن پارامترهاي تعريف كننده آن بر اساس يك الگوريتم مناسب، نشان داده مي شود كه مي توان نازك شدگي و زمان انجام فرايند را با طراحي درست شكل دهي چند مرحله اي بهبود داد. با استفاده از شكل دهي دو مرحله اي طراحي شده، نازك شدگي قطعه نسبت به شكل دهي سه مرحله اي بر اساس يكي از متداول ترين استراتژي هاي بكارگرفته شده كمتر مي شود. همچنين توسط استراتژي طراحي شده مي توان برآمدگي كف ظرف را كه يكي از محدوديت هاي شكل دهي چند مرحله اي است به حداقل رساند.

The single point incremental forming (SPIF) which is appropriate for low volume production, is one of the simplest varieties of incremental sheet metal forming (ISMF) process. One of the critical issues with SPIF is excessive thinning, which affects the strength of the part and confines the applicability of the process to produce only parts with small wall angle. In this paper, multistage SPIF of a truncated cone with 70° wall angle made from an aluminum alloy sheet is studied to alleviate excessive thinning. By proposing a new two-stage forming strategy and obtaining the corresponding parameters using an appropriate algorithm, it is shown that thinning and forming time can be improved through systematic design of multistage forming. The implementation of the designed two-stage SPIF leads to less thinning in the part when compared to either the two or three-stage SPIF based on a conventional strategy. The bulging at the bottom of the part, which is one of the drawbacks of multistage SPIF, can also be controlled by using the proposed strategy.