بخشی از مقاله
چکیده
آهنگري شعاعی داغ یک فرایند آهنگري قالب باز محسوب می شود که تغییر شکل در این روش حاصل تعداد زیادي عمل رفت و برگشت چهار چکش میباشد که با فاصله کوتاه و به صورت شعاعی در محیط قطعهکار قرار گرفته اند. در این تحقیق فرایند آهنگري داغ با استفاده از روش اجزاي محدود سه بعدي شبیه سازي شده است. در این شبیه سازي قطعه استوانه اي توپر مورد بررسی قرار گرفته و عوامل موثر بر نیروي وارد بر چکش - زاویه مرکب و تک زاویه - مورد ارزیابی قرار گرفته اند. رفتار ماده الاستو ویسکو پلاستیک و اصطکاك به صورت ترکیبی از اصطکاك کولمب و چسبنده در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی صحت نتایج اجزاي محدود، نتایج این روش با روش تحلیلی قاچی مقایسه شده است.
-1 مقدمه
آهنگري شعاعی براي اولین بار در سال 1946 توسط دکتر کوالووتز موسس شرکت اتریشی قًن مورد بررسی قرار گرفت. از سال 1970 میلادي تکنولوژي آهنگري چهار چکشه براي تولید مقاطع گرد و میلههاي طویل مستقیماً از شمش ریختهگري توسط قًن ابداع گردید. پس از این، توانایی ماشین و تعداد کاربردهاي آهنگري شعاعی جًلض سیر افزایشی داشت.
آهنگري شعاعی یک فرایند آهنگري قالب باز بوده که با استفاده از حرکت کوتاه و سریع چهار چکش بر قطعه کار ضربه وارد نموده و شکل نهایی قطعه کار را ایجاد میکند. براي نگهداري قطعهکار در موقعیت مناسب و همچنین براي تغذیه قطعهکار به میان قالبها این ماشینها مجهز به یک یا دو دست ماشینی در طرفین قفسه آهنگري هستند. در عملیات آهنگري شعاعی معمولا قطعهکار بین سرهاي سه نظام محکم شده و توسط سه نظام کنترل میشود - شکل . - 1
براي بدست آوردن سطح گرد در قطعات مدور، قطعه توسط دست ماشینی با نرخ 6 الی 15 دور در دقیقه خواهد چرخیدب1م. مزایاي انحصاري آهنگري شعاعی بر سایر روشهاي معمول آهنگري را می توان به صورت زیر بیان نمود - 1 تولید انبوه - 2کاهش هزینهها - 3کاهش انرژي مصرفی - 4صرفه جویی در مواد اولیه. از موادي که در طی این فرآیند آهنگري میشوند می توان به تمامی انواع فولادها بویژه فولادهاي پرآلیاژ، آلیاژهاي تیتانیوم، تنگستن، برلیم و تعداد زیادي سوپرآلیاژهاي با کاربرد در دماي بالا اشاره کرد.[2]
در سال 1976 آلتان و لاهوتی، ماشینهاي آهنگري شعاعی را براي قالبهایی با زاویه مرکب و تک زاویه با استفاده از روش قاچی مورد بررسی قرار دادندب3و4م ح در سال 1986 تیزنگ و کوبایاشی اولین محققینی بودند که فرآیند آهنگري با سنبه را شبیهسازي کردند. آنها فرآیند را به صورت همدما بررسی و از اختلاف بین قطر داخلی قطعه و سنبه صرف نظر کردند.[5] در سال 1995 دامبلسکی و همکارانش در یک تحقیق دیگر یک مدل اجزاي محدود براي محاسبه کرنش، نرخ کرنش و پراکندگی دما در آهنگري شعاعی ارائه کردند.[6]
در سال 1998 جانگ و لیو تنشهاي پسماند در محصولات آهنگري شعاعی را بوسیله روش اجزاي محدود مورد بررسی قرار دادند.[7] در سال 2005 قاعی و موحدي در یک تحقیق اثرات هندسی قالب را بر تغییرشکل در فرآیند آهنگري شعاعی را مورد بررسی قرار دادند.[8] در سال 2006 قاعی و کریمیطاهري در یک تحقیق فرآیند آهنگري شعاعی را به کمک روش کران بالا مورد بررسی قرار دادند.[9] در میان کارهاي انجام شده به ندرت کاري در زمینه آهنگري داغ قطعات توپر صورت گرفته است و این اولین بار است که عوامل موثر بر نیروي وارد بر چکش در آهنگري داغ مورد ارزیابی قرار میگیرد.
-2 شبیه سازي
براي شبیهسازي این فرآیند از روش اجزاي محدود و نرمافزار حسذABA کمک گرفته شده است. طول قطعهکار که یک سیلندر توپر میباشد، 1/6 و قطر خارجی آن 0/54 متر میباشد. میزان دوران 12 درجه به ازاي هر ضربه و ماکزیمم سرعت قالب 0/4 متر بر ثانیه و پهناي آن 0/4 متر میباشد. در این تحقیق هر دو نوع قالب - زاویه مرکب و تک زاویه - که در شکل 2 نشان داده شده است مورد بررسی قرار گرفته است.
