نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

بررسی تاثیر روش ماشینکاری قالب بر زبری و سختی سطح قطعه در فرایند فورج فلزات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 رشته مهندسی مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 هیئت علمی دانشگاه ارومیه
3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
چکیده
در فرایندهای شکل‌دهی فلزات، از جمله پارامترهای موثر در اصطکاک، زبری و بافت سطح قالب و قطعه است که ناشی از فرایند ساخت قالب و قطعه می باشد. در این پژوهش تأثیر روش‌های مختلف ساخت قالب بر زبری و سختی سطح قطعه شکل‌دهی شده بررسی شده ‌است. اینسرت قالب‌ها با شش روش ماشین‌کاری ساخته شده اند و تأثیر روش ماشین‌کاری، روانکاری و درصد تغییرشکل بر زبری و سختی سطح قطعه با انجام عملیات کله‌زنی روی قطعه حلقوی شکل بررسی شده است. نتایج نشان می دهد بافت سطح قطعات متأثر از بافت سطح اینسرت‌ها می‌باشد و زبری سطح قطعات متناسب با زبری سطح اینسرت‌ها می باشد. با افزایش میزان کار سرد، زبری سطح قطعات افزایش قابل ملاحظه‌ای داشته و استفاده از روانکار تأثیر اندکی در کاهش زبری سطح دارد. استفاده از روانکار در حالت های تراشکاری، فرزکاری عمودی و تخلیه الکتریکی باعث کاهش زبری سطح می شود اما در بقیه اینسرت‌ها تاثیر چندانی ندارد. در حالت استفاده از روانکار، سختی سطح قطعات بطور میانگین حدود 5 درصد کاهش می یابد. با افزایش کار سرد از 25% به 50% سختی سطح قطعات به طور میانگین حدود 25 درصد افزایش می یابد. شکل‌دهی با قالب ماشینکاری شده با روش تخلیه الکتریکی باعث کمترین سختی سطح قطعه شده و بیشترین سختی سطح قطعه مربوط به سنگ‌زنی با پرداخت‌کاری است بافت سطح قطعات متأثر از بافت سطح اینسرت‌ها می‌باشد و زبری و سختی سطح قطعات متاثر از روش ماشینکاری اینسرت‌ها می باشد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Behrens B. A, Bouguecha A, Lüken I,
Mielke J, Bistron M, Garbsen, Germany ,
2014. Tribology in Hot Forging,
Comprehensive materials processing. Vol 5 ,
P. 211-234.
[2] Lange K, 1985, Handbook of metal
forming, McGraw-Hill Book Company,
P.1216.
[3] Zhu Y, Zeng W, Ma X, Tai Q, Li Z, and
Li X, 2011. Determination of the friction
factor of Ti-6Al-4V titanium alloy in hot
forging by means of ring-compression test
using FEM. Tribology International, vol. 44,
pp. 2074-2080.
[4] Fereshteh-Saniee F, Pillinger I, and
Hartley P, 2004. Friction modelling for the
physicalsimulation of the bulk metal forming
processes, Journal of Materials Processing
Technology, vol. 153, pp. 151-156.
[5] Altan T, Oh S-l, and Gegel G, 1983. Metal
forming fundamentals and applications,
American Society for Metals, pp. 353.
[6] Alves M, Karagiozova D, Micheli GB,
Calle MAG, November 2012. International
Journal of Impact Engineering, Volume 49,
Pages 130-141
[7] Forcellese A, Mancini, E, Sasso M,
Simoncini M, 2016. International Journal of
Advanced Manufacturing Technology, 89.
(1-4). doi: 10.1007/s00170-016-9049-7
[8] Chengliang Hu, Hengan Ou, Zhen Zhao,
2015, An alternative evaluation method for
friction condition in cold forging by ring with
boss compression test, Journal of Materials
Processing Technology 224 (2015) 18–25.
[9] Dawei ZHANG, Bingkun LIU, Jingxiang
LI, Minchao CUI, Shengdun ZHAO, 2018,
Variation of the friction conditions in cold
ring compression tests of medium carbon
steel
[10] Gholamreza Hosseinpour, Mahdi
Gerdooei & Vali Alimirzaloo, Influence of
Die Machining Operation on the Friction
Condition in the Cold Forming Process
[11] Menezes P.L, Reeves C.J, Kailas S.V,
and Lovell M.R, 2013. Tribology in metal
forming, in Tribology for Scientists and
Engineers, Springer, pp. 783-818.
[12] Groche P, Stahlmann J, Hartel J, Köhler
M, 2009. Hydrodynamic effects of
macroscopic deterministic surface structures
in cold forging processes, Tribology
International 42(8), pp.1173–S1179.
[13] Hana J, Zhua J, Zheng W, Wanga G,
2019, Influence of metal forming parameters
on surface roughness and establishment of
surface roughness prediction model,
International Journal of Mechanical
Sciences, 163, 105093.
[14] J. Stahlmann J, Nicodemus E.R, Sharma
S.C, Groche P, 2012. Surface roughness
evolution in FEA simulations of bulk metal
forming process, Wear 288, 78-87.
[15] Zabala A, Argandona E.S.d, Canizares
D, Llavori I, Otegi N, Mendiguren J, 2022,
Numerical study of advanced friction
modelling for sheet metal forming: Influence
of the die local roughness, Tribology
International 165, 107259.
18 علی میرزالو و همکاران، بررسی تأثیر روش ماشینکاری قالب، علوم و مهندسی سطح 59 ) 1403(
[16]Sofuoglu G.H, Rasty H, 2001.
Determination of friction coefficient by
employing the ring compression test "
Journal of Engineering Materials and
Technology, pp. 338.
[17] ale A.T, cockcroft M.G, 1964. A method
for the determination of the coefficient of
friction of metals under condition of bulk
plastic deformation ",Vol. 93, pp. 38-46.
[18] Klaus S, Andre L.H, Saulo C.P, 20
October 2006. The influence of the
manufacturing strategy on the production of
molds and dies. Journal of Materials
Processing Technology, Volume 179, Issues
1–3, Pages 172-177
[19] Montgomery D.C, 2001. Design and
analysis of experiments, john wiley & sons.