بررسی تجربی و عددی قابلیت اکستروژن سرد قطعه فولادی تنه مفصل فنجانی‌شکل و مطالعه تأثیر پارامترهای هندسی قالب و روانکاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، تبریز، ایران

چکیده

امکان‌سنجی تولید تنه مفصل فنجانی‌شکل خودروی پژو 405 از جنس فولاد CK45 با استفاده از فرایند اکستروژن سرد به‌صورت تجربی و عددی بررسی شد. هدف، تحلیل رفتار ماده در شرایط مختلف و تعیین اثر پارامترهای کلیدی فرایند بر نیروی شکل‌دهی و سختی نهایی قطعه بود. نمونه‌های اولیه پس از عملیات آنیل تحت اکستروژن مستقیم سرد قرار گرفتند و نتایج نشان داد که این فرایند برای تولید هندسه پیچیده قطعه کاملاً قابل اجرا است. بررسی‌ها نشان داد که تغییر پارامترهای اصطکاک، زاویه گوشه سنبه و ضخامت دیواره تأثیر معنی‌داری بر پاسخ فرایند دارد. کاهش ضریب اصطکاک از 40/0 به 13/0‎، باعث افت قابل ‌توجه نیروی ماکزیمم سنبه از 2450 به 1750 کیلو‌نیوتن شد، در حالی که افزایش زاویه گوشه سنبه از ‎صفر به20 درجه موجب کاهش 56 درصدی نیروی اکستروژن و بهبود جریان ماده گردید. افزایش ضخامت دیواره از 5/4 به 5/8 میلی‌متر به کنترل تنش‌ها و کاهش نیروی شکل‌دهی از 2700 به 1500 کیلو‌نیوتن کمک کرد. اندازه‌گیری سختی‌ها نیز نشان داد که ترکیب مناسب پارامترهای اصطکاک و استفاده از روانکار مؤثر موجب افزایش یکنواختی و ارتقای سختی نهایی قطعه می‌شود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی در نرم‌افزار دفرم نشان داد که اختلاف نیروی شکل‌دهی مابین نتایج تجربی و المان محدود در حدود 10% بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Experimental and Numerical Investigation of the Cold Extrusion of a Cup-Shaped Steel Joint Body and the Effect of Die Geometry and Lubrication Parameters

نویسندگان [English]

  • Elyas Haddadi 1
  • Hossein Jafarzadeh 2
1 Department of Mechanical Engineering, National University of Skills (NUS), Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University, Tabriz branch, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The feasibility of manufacturing a cup-shaped steel joint body for the Peugeot 405 vehicle from CK45 steel using the cold extrusion process was investigated through experimental and numerical approaches. The main objective was to analyze material behavior under different processing conditions and to evaluate the effects of key process parameters on the forming force and the final hardness of the component. After annealing, the initial billets were subjected to direct cold extrusion, and the results demonstrated that this process is fully capable of producing the complex geometry of the part. The findings revealed that variations in friction conditions, punch corner angle, and wall thickness have a significant influence on the process response. Decreasing the friction factor from 0.40 to 0.13 reduced the maximum punch load from 2450 to 1750 kN, while increasing the punch corner angle from 0° to 20° also reduced the extrusion force by approximately 56% and enhanced material flow. examination of the wall thickness effect revealed that increasing the wall thickness from 4.5 to 8.5 mm led to a decrease in forming load from 2700 to 1500 kN. Hardness measurements further indicated that an appropriate combination of friction conditions and effective lubrication enhances hardness uniformity and improves the final hardness of the extruded component. Numerical and experimental results from DEFORM software indicated that, difference in forming load between these methods was 10%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cold extrusion
  • Friction factor
  • Extrusion of the cup-shaped joint body used in the Peugeot 405 automobile
  • Punch angle
  • Wall thickness of workpiece
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 57، شماره 9
در حال انجام
آذر 1404

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار