031 - 910 - 100 - 30     031 - 3202     021 - 910 - 100 - 30

شکل دهی لوله فولادی به روش هیدروفرمینگ
چهارشنبه 11 فروردین 1400 بازدید : 40

 

شکل دهی لوله فولادی به روش هیدروفرمینگ

 

به یکی از فرآیندهای شکل دهی فلزات هیدروفرمینگ میگویند. فرآیند هیدروفرمینگ از سال 1980 توسعه صنعتی اش آغاز شد. در این روش به کمک سیال های پرفشار قطعه ی خام اولیه را به شکل حفره درون قالب در می آورند. قطعه ی خام ولیه را میتوان به صورت ورق و یا لوله ی فولادی یا سایر لوله ها به کار برد در صورتی که برای انجام این فرآیند از ورق استفاده کنیم ، به آن فرآیند هیدروفرمینگ ورق گفته میشود و اگر از مقاطع لوله ای استفاده شود به آن فرآیند هیدروفرمینگ لوله میگویند.

هم در هیدروفرمینگ ورق و هم در هیدروفرمینگ لوله به یک پرس هیدرولیک ، قالب هیدروفرمینگ و یک سیستم تقویت کننده ی فشار نیاز داریم به طور کلی فرآیند هیدروفرمینگ عبارت است از جایگذاری قطعه ی خام اولیه در قسمت پایین قالب سپس بسته شدن قالب و اعمال سیار پرفشار به درون لوله فولادی و یا یک طرف ورق میباشد. میزان فشار سیال باید به حدی باشد که موجب تغییر شکل قطعه ی خام بشود و موجب گردد که قطعه شکل حفره ی قالب را به خود بگیرد. امروزه از فرآیند هیدروفرمینگ لوله در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی ، هوافضا ، لوازم خانگی ، شیرآلات بهداشتی و صنایع نظامی و هسته ای استفاده میکنند. 

 

 

هنگام انجام عملیات هیدروفرمینگ باید نکات زیر را رعایت کرد

 

1.لوله ی اولیه حتما باید در قسمت پایین قالب قرار بگیرد

2.قسمت بالایی بید بخشی از مسیر حرکت خود را طی کند تا بری عملیات پیش شکل دهی با لوله برخورد کند

3.مخروط های آب بندی به موقعیت آب بندی مناسب پیش رانده شود

4.لوله ی فولادی با سیال هیدروفرمینگ پر شود و فشار سیال تا فشار قالب بسته بالا برود

5.قسمت بالای قالب کاملا تا موقعیت بسته شدن پایین بیاید

6.فشار درون لوله را تا فشار ماکزیمم کالیبراسیون افزایش بدهیم

7.پانچ ها به حرکت دربیایند و سوراخ ها و شکاف های مورد نظر را در سطح قطعه ایجاد کنند

8.فشار درون لوله را تا سطح فشار اتمسفر کاهش میدهیم

9.سپس پانچ ها به موقعیت اولیه ی خود بازمیگردند

10.قسمت بالایی به سمت بالا بازگردد

11.نقطه ی هیدروفرم شده از قالب پایینی خارج شود

 

 

 

تقسیم بندبی فرآیند هیدروفرمینگ لوله

 

فرآیند هیدروفرمینگ را میتوان به شاخه های زیر تقسیم بندی کرد :

 

 

1.هیدروفرمینگ فشار پایین 

 

میزان فشاری که در هیدروفرمینگ فشار پایین استفاده میشود 12000 psi است. است. در فرآیند هیدروفرمینگ فشار پایین محیط قسمت هیدروفرم شده لوله فولادی  و یا سایر انواع لوله تقریبا یکسان با محیط لوله خام می ماند. اما در برخی از اجزای تشکیل شده ، باتوجه به خواص و ضخامت محیط لوله ممکن است تا حدود 3 درصد افزایش پیدا کند .

در ابتدای فرآیند هیدروفرمینگ هنگامی که قالب بسته است ، هیچ گونه فشار سیالی در داخل لوله ی فولادی وجود نخواهد داشت. در این حالت ممکن است سطح قطعه ی خام تغییر شکل بدهد و چروکیده شود. این چروکیدگی های ایجاد شده میتواند با فشار سیال از بین بروند اما چروک های خیلی عمیق با فشارهای پایین این فرآیند از بین نخواهد رفت.

 

 

هیدروفرمینگ فشار بالا

 

دامنه ی فشارهای استفاده شده در هیدروفرمینگ فشار بالا به طور کلی بین 12000 psi تا 60000 psi میباشد. فشارهای بالاتر به قطعه های هیدروفرم شده این امکان را میدهد که تا حد نهایی کرنش پلاستیک ماده ، قطعه منبسط شود. تغییر شکل ها و چروکیدگی های سطحی که در طول مرحله ی بسته شدن قالب اتفاق می افتد ، در فشارهای بالاتر از بین میرود. به دلیل انبساط ، بیشتر بخش های هیدروفرمینگ شده به طور کلی دارای کرنش پلاستیکی بالاتر بوده که در نتیجه باعث گاهش برگشت فنری و افزایش ثبات ابعادی قطعه میگردد. عموما و به طورکلی تغییرات ضخامت محیط قطعه در این فرآیند بیشتر میباشد. عموما و به طور کلی تغییرات ضخامت محیط قطعه در این فرآیند بیشتر میباشد. در گوشه های مقاطع قطعه ، ضخامت لوله همواره نازک تر میشود.

 

 

 

هیدروفرمینگ فشار متغیر

 

در فرآیند هیدروفرمینگ فشار متغیر در زمانی که قالب هنوز باز است سیال وارد لوله میشود و فشار را در این هنگام افزایش میدهند تا به نقطه ی فشار قالب بسته برسد و زمانی که دیگر قالب بسته شد فشار را تا حد فشار کالیبراسیون افزایش میدهند. در هنگام بسته شدن قالب ، سیال همانند یک سنبه عمل میکند و از تغییر شکل اضافی سطح و هرگونه چروکیدگی جلوگیری میکند. 

همچنین مواد در اثر بسته شدن ابزار ، به گوشه های قالب رانده میشوند. اگر انبساط بین 1 تا 3 درصد نگه داری شود ، هیدروفرمینگ فشار متغییر کلیه مزایای هیدروفرمینگ فشار پایین دارا بوده و همچنین مشابه هیدروفرمینگ فشاربالا قادر به شکل دهی مقاطع پیچیده میباشد.

 

 

هیدروبالجینگ

 

هیدروبالجینگ به دو دسته تقسیم میشود. دسته ی اول انبساط لوله و دسته دوم قطعات چند شاخه ای مانند قطعات T  شکل میباشد. در هنگام فرآیند هیدروبالجینگ میزان قابل توجهی از طول لوله به درون حفره ی قالب رانده میشود. این کار غالبا به منظور دستیابی به هدف های زیر صورت میگیرد  : 

 

1.دستیابی به ضریب انبساط بالاتر در انتهای قطعات هیدروفرم طویل 

2.امکان تولید قطعات T  شکل و اتصالات Y  شکل

3.تولید قطعات اگزوز و شافت ها با کمترین کاهش در ضخامت ماده

 

قطعه های چند شاخه و یا انبساط بالا به کنترل دقیق تغذیه ی محوری و نحوه تنظیم فشار سیال درون لوله نیازمند میباشد. تغذیه ی محوری به طور قابل توجهی بر شکل پذیری قطعه تاثیرگذار است . بهترین روش برای رفتارشناسی ماده در حین فرآیند تغذیه ی محوری ، استفاده از رسم کرنش های اصلی در مقابل کرنش های فرعی است.

 

 

مزایای فرآیند هیدروفرمینگ نسبت به سایر فرآیندهای مرسوم شکل دهی عبارت است از :

 

1.کاهش وزن قطعه

2.کاهش تعداد قطعات تشکیل دهنده

3.کاهش هزینه مونتاژ

4.کاهش هزینه ساخت ابزار و قالب

5.افزایش استحکام و صلبیت قطعه

6.افزایش پایداری ابعادی و کاهش برگشت فنری

7.امکان تولید قطعات با هندسه ای پیچیده به صورت یکپارچه

8.کاهش میزان ضایعات

 

امروزه مهندسان و طراحانی که طراحی تولیدات هیدروفرم را انجام میدهند در فرآیندهای شکل دهی معمول مهارت دارند. برای برخی از طرح ها مانند قطعاتی با شعاع های گوشه ای کوچک ، شاید تولید به کمک فرآیندهای معمولی بسیار آسان تر صورت بپذیرد.

 

 

    Bayat ghazal

    به اشتراک بگذارید

    دیدگاه

      0