Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Moradi,Mahmoud Salimi
مهران مرادی غریبوند (استاد راهنما) محمود سلیمی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maziar Ghaeezadeh
مازیار قائی زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Simulation of Cold Extrusion of Non-symmetric I-Shaped Section
Extrusion is one of the most important metal forming processes due to its high productivity, lower cost and increases physical properties of the material. In metal forming industry, many kind of non-symmetric rods are produced by the extrusion process. For example, extrusion from a round billet into a bar with various cross-sectional shapes such as 'T', 'L', and 'I', etc., by using aluminum alloys, steels, super alloys are widely used. However, the process itself is difficult to analyze due to complex die shape and the rotational component of velocity that can cause unpredictable behavior of the metal flow during extrusion. Metal flow does not remain in a radial plane passing along the longitudinal axis of the die and this behavior results in unusual stress and strain distribution in the deforming material. The complexity grows even further in determining the optimum location of the exit section of the extrusion die particularly in the three-dimensional (3-D) extrusion of shaped sections. Therefore, attempts to obtain the optimum die configuration are still done mostly by applying the intuitive and empirical methods. Some analytical methods for predicting the metal flow in order to obtain the optimum die configurations for various cross-sectional shapes have been proposed by some workers. Cold extrusion is an important metal forming process that some factor such as high pressure, considerable die force, friction influence, cost of tools, and appropriate mechanical properties should be considered. One of the most important factors in extrusion process is to minimize the extrusion force in which the pressure on the mandrel and on the die reduced thus the life of die increased. Those with minimizing it can reduce punch pressure and furthermore reduce abrasion of the die and container. This reduction of pressure results in increasing the life of dies and process equipments. With competitive industry and effort of workman to reducing costs and increasing quality, it is necessary to understanding this condition. On the other hand it is very important to have straight product in non-symmetric shapes. In practice, most of the times a straight product is achieved by adding die lands to the die, which increases the extrusion load and deformation of the metal significantly. As mentioned above non symmetric I shaped section is also producted by extrusion. Because of the unsteady velocity of metal flow, non-symmetric sections are not usually extruded in straight line. By adding die land or in some cases by minimizing the distance between blank and extruded surface area centers, attempts are made to achieve a straight product. In this paper with ABAQUS, an extrusion simulation is made with Tellurium-lead alloy. Two kinds of die land and their effects on extrusion force are investigated. Key words: Simulation, Cold Extrusion, Die Bearing, Friction, FEM, Non-symmetric, tellurium lead
ا کستروژن سرد از مهمترین فرآیند‌های شکل‌دهی فلزات می‌باشد که‌ به‌دلیل مسائلی نظیر نیاز به خواص مکانیکی مطلوب در قطعه کار، تاثیر اصطکاک، هزینه ابزار، تجهیزات زیاد، فشار بالا و نیروی پرس قابل توجه دارای اهمیت و حساسیت زیادی است.مهم‌ترین عامل در فرآیند اکستروژن به‌حد‌اقل رساندن نیروی اکستروژن می‌باشد که در این صورت فشار اعمالی به سنبه و در‌نتیجه فشار وارده بر قالب کاهش می‌یابد. پیآمد این عمل علاوه بر کاهش نیروهای وارده بر قالب و سنبه، موجب کاهش میزان سایش قالب و محفظه نگهدارنده مواد خام می‌شود.نتیجه همه این موارد باعث افزایش طول عمر قالب و تجهیزات مربوطه شده که با توجه به رقابتی شدن صنعت و تلاش صنعتگران برای کاهش هزینه و افزایش کیفیت، نیاز به شناخت این شرایط ضروریست. از طرفی در مورد سطح مقطع‌‌های نا‌متقارن خروج صاف و مستقیم محصول اهمیت ویژه‌‌ای پیدا می‌کند. بسیاری از مقاطع نامتقارن با فرآیند اکستروژن تولید می‌شوند. اکستروژن مقاطع پیچیده بدون محور تقارن از جمله مسائل شکل‌دهی فلزات می باشد که بسیار مشکل بوده و کمتر مورد تحلیل قرار گرفته است. اغلب حل های موجود برای اکستروژن و یا حتی تحلیل‌های کلی ارائه شده قابل توسعه به شکل‌های پیچیده نمی باشد. در مقاطع نامتقارن و پیچیده مهندسی به دلیل یکنواخت نبودن سرعت خروجی جریان مواد در لحظه خروج از قالب، محصول با کمی انحراف و به صورت خمیده خارج می‌شود که با اضافه کردن لبه به انتهای قالب و در مواردی نیز با تغییر مرکز هندسی سطح مقطع خروجی قطعه نسبت به مرکز سطح هندسی قطعه خام، می‌توان به محصول مستقیم الخط و مطلوب دست پیدا کرد. در این پروژه با کمک نرم‌افزار ‌آباکوس نتایج حاصل از شبیه‌سازی اکستروژن سرد آلیاژ تلوریم سرب ارائه شده ‌است. با استفاده از دو مدل افزایش لبه قالب به محصول مستقیم و صافی دست پیدا کرده و با کمک المان ‌محدود و شبیه‌سازی نرم‌افزاری، به محصول مستقیمی دسترسی پیدا می‌شود که کم‌ترین افزایش نیروی اکستروژن را به‌همراه داشته باشد. تاثیر این روش در افزایش نیروی اکستروژن بررسی می‌شود. همچنین تاثیر وجود اصطکاک در محفظه نگهدارنده مواد خام و بین این محفظه و مواد خام در 2حالتی که لبه قالب به قالب اضافه شده باشد و در صورتی که اضافه نشده باشد بررسی می‌گردد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نیز با نتایج تجربی موجود در مراجع مقایسه شده است. واژه‌های کلیدی: شبیه‌سازی، اکستروژن سرد، لبه قالب، اصطکاک، اجزا محدود، نامتقارن، تلوریم سرب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی