Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Mohsen Safavi,Mahmoud Kadkhodaei
سید محسن صفوی (استاد راهنما) محمود کدخدایی الیادرانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Yusef Emadyfar
یوسف عمادی فر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
Considering the developments in industry, old fashioned manufacturing processes are being replaced by more sophisticated methods. That being said, each new manufacturing method can be considered as the same old manufacturing process which is well optimized. One of the most prominent processes in manufacturing of brass parts, is forging which is still highly applicable due to its unique advantages. One of the disadvantages of forging in old fashion method is that a great portion of the material is wasted through flash. In order to reduce the amount of wasted materials, new forging techniques have been developed, mostly known as flashless forging. Specially, for costly materials such as brass, such reduction in wasted materials can pronounce significant importance. In the present study, the forging process of ½” gas valve has been simulated which is quite impressive, from simulation point of view. In the first step, the current industrial process was identified and simulated so which the flaws and problems could be specified thoroughly. Following this, suggestions were made to improve the process. It was observed that not only the problems of the process were eliminated, but also the forging force was reduced by 22%. In the next step, three different die designs for flashless forging technique have been proposed. Among these three dies, the die with controlled flash was rejected, because the die was not fully filled in the very initial steps of simulation. From two other die designs, only the conventional flashless die was approved. The flashless die with special punch was rejected due to dramatic increase of stress, observed in one of the punches which eventually brought the assumption of very low fatigue life of the punch. Conventional flashless forging die has 30% greater forging forces, in comparison with improved conventional forging die with flash. Consequently conventional flashless dies expose greater stresses to its components and has shorter fatigue life. However, conventional flashless forging die has 12% greater tool wear, compared with improved conventional forging die with flash. The cost of flashless dies is less and the production rate would be increased due to elimination of trimming process. It was observed that the temperature of the die and work-piece was increased slightly. In general, the initial billet weight, which was 164gr, was reduced by 24gr which is a significant improvement in mass production. Therefore, by spending more effort in tool selection and accessories such as billet trimmer saw the design can be proposed to the industry. Billet trimmer saw tolerances more than 0.2 mm causes either damage to the die or not fill it. By utilizing this design in industry, production rate would be increas ed while the production costs can be reduced dramatically. Key words: Finite element method, Hot Forging, Flashless Forging, Forging Force, Die Temperature, Effective Stress, Die Life.
امروزه با توجه به پیشرفت های صنعتی، روش های قدیمی تولید قطعات صنعتی منسوخ شده و روش های جایگزین که هر کدام به نحوی روشی بهینه سازی شده از همان روش های قبل می باشد، توسعه یافته اند. یکی از مهمترین روش های تولید به خصوص در مورد قطعات برنجی، فورج می باشد که به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آن همچنان مورد توجه محققین می باشد. یکی از مشکلات روش های قدیمی فورج این است که مقدار قابل ملاحظه ای از مواد اولیه به پلیسه تبدیل می گردد. به همین دلیل روش فورج بدون پلیسه توسعه یافته تا از این اتلاف مواد جلوگیری نماید. به خصوص در مورد فلزهای گران قیمتی مثل برنج این صرفه جویی می تواند از اهمیت بیشتری برخوردار باشد. در این تحقیق به شبیه سازی فرآیند فورجِ بدنه شیر گاز پرداخته شده است. در این شبیه سازی ها نتایجی مثل نیروی فورج، دمای قالب، سایش ابزار، تنش مؤثر، مشاهده ی آسیب هایی از قبیل حفره در قطعه کار و پرشدن قالب مورد ارزیابی قرار گرفته است. این نوع کار که از روش المان محدود استفاده می کند و همه ی نتایج مذکور را مورد توجه قرار داده ، بی نظیر می باشد. در گام نخست به شناسایی و شبیه سازی فرآیند موجود در صنعت و ارزیابی آن پرداخته شده و مشکلات آن شناسایی می گردد. سپس پیشنهاداتی برای بهبود همین فرآیند ارائه گردیده و ملاحظه می شود که نه تنها مشکلات قبل حل شده بلکه نیروهای فورج هم حدود22% کاهش می یابد. در گام بعدی به ارائه سه طرح و ایده برای قالب فورج بدون پلیسه پرداخته می شود. از این سه طرح، یکی از آنها یعنی قالب با پلیسه کنترل شده در همان مراحل اولیه شبیه سازی به دلیل پرنشدن کامل قالب حذف و از دو طرح دیگر هم تنها یکی از طرح ها یعنی قالب بدون پلیسه معمولی پذیرفته شد. قالب بدون پلیسه با سنبه مخصوص به دلیل افزایش بیش از حد تنش در یکی از سنبه ها و در نتیجه کاهش شدید عمرِ آن از نظر خستگی مردود دانسته می شود. قالب بدون پلیسه معمولی از نظر نیرو های فورج نسبت به طرح اصلاح شده باپلیسه افزایش 30% داشته و در نتیجه تنش های وارد بر اجزا هم بیشتر بوده و عمر آن ها از نظر خستگی کاهش می یابد، همچنین سایش ابزار قالب بدون پلیسه حدود 12% بیشتر از قالب با پلیسه دیده شد. هزینه تولید قالب در طرح بدون پلیسه کمتر و نرخ تولید به دلیل حذف عملیات اضافی دوره بری افزایش دارد. در مورد قالب و قطعه کار هم افزایش دما مشاهده می شود. در نهایت در وزن لقمه اولیه که gr164 بوده، حدود gr24 صرفه جویی می شود که در تولید انبوه می تواند قابل توجه باشد. بنابراین می توان با دقت بیشتر در انتخاب ابزار و تجهیزات جانبی مثل اره ی برش لقمه ها ، این طرح را به صنعت پیشنهاد داده تا با استفاده از آن هم نرخ تولید افزایش یافته و هم در هزینه تولید کاهش چشمگیری مشاهده گردد. کلمات کلیدی: المان محدود- فورج داغ- فورج بدون پلیسه- نیروی فورج - دمای قالب - تنش مؤثر- عمر قالب.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی