بررسی پارامترهای فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی با استفاده از روش‌های تاگوچی و اجزا محدود

یکی از اهداف اصلی در تولید محصولات ورقی با استفاده فرایند هیدروفرمینگ، دستیابی به کمترین نازک‌شدگی و نیروی شکل‌دهی لازم می‌باشد. در این مقاله، با استفاده از روش طراحی آزمایش و تحلیل اجزای محدود، فرایند شکل‌دهی ورق مسی با روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی، آزمایش‌های لازم طراحی شده است. در این طراحی، فشار بیشینۀ سیال، سرعت سنبه، ضریب اصطکاک سنبه با ورق، ضریب اصطکاک قالب با ورق، فاصله بین ورق‌گیر و ماتریس، شعاع گوشۀ سنبه، شعاع گوشۀ ماتریس و فشار پیش‌بشکه‌ای به‌عنوان متغیرهای ورودی و نسبت نازک‌شدگی و نیروی سنبه، به‌عنوان توابع پاسخ در نظر گرفته شدند. در ادامه با استفاده از روش اجزای محدود، آزمایش‌های طراحی شده به کمک مدل اجزای محدود صحت‌سنجی شده اجرا و خروجی‌های مورد نظر استخراج شدند. در پایان با انجام بهینه‌سازی به روش تاگوچی، سطوح بهینه پارامترهای ورودی به دست آمده و سپس آزمایش‌های تائیدی با استفاده از شبیه‌سازی اجزای محدود انجام شدند. نتایج نشان می‌دهد که پارامترهای شعاع گوشۀ سنبه و شعاع گوشۀ ماتریس، مهم‌ترین پارامترها برای تابع پاسخ نازک‌شدگی هستند. همچنین فشار بیشینۀ سیال، تاثیرگذارترین پارامتر بر نیروی سنبه می‌باشد.

investigation of process parameters of the hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure using taguchi and finite element methods

achieving the minimum thinning and required forming force is one of the main purposes in the manufacturing of sheet products using the hydroforming process. this paper investigates forming of the copper sheet using the hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure via the design of experiment method and finite element (fe) analysis. firstly, the necessary experiments have been designed using the taguchi design of experiment method. in this design, maximum fluid pressure, punch velocity, the friction coefficient between punch and sheet, the friction coefficient between die and sheet, the gap between blankholder and die, punch nose radius, die entrance radius, and prebulge pressure were considered as input variables and thinning ratio and punch force considered as response functions. then, designed experiments were performed using an experimental verified fe model and the desired results were obtained. finally, the optimum levels of input variables were obtained using the taguchi optimization method and the confirmation experiments were performed using the fe simulation. results show that the punch nose radius and die entrance radius are the essential parameters on the thinning ratio. also, the maximum fluid pressure is the most effective parameter on the punch force.