فایل ورد کامل اثر پارامترهای شکل دهی بر روی کشش ورق در فرآیند شکل دهی تدریجی ورق (ISF) بر روی ماشین تراش CNC

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

این مقاله، ترجمه شده یک مقاله مرجع و معتبر انگلیسی می باشد که به صورت بسیار عالی توسط متخصصین این رشته ترجمه شده است و به صورت فایل ورد (microsoft word) ارائه می گردد

متن داخلی مقاله بسیار عالی، پر محتوا و قابل درک می باشد و شما از استفاده ی آن بسیار لذت خواهید برد. ما عالی بودن این مقاله را تضمین می کنیم

فایل ورد این مقاله بسیار خوب تایپ شده و قابل کپی و ویرایش می باشد و تنظیمات آن نیز به صورت عالی انجام شده است؛ به همراه فایل ورد این مقاله یک فایل پاور پوینت نیز به شما ارئه خواهد شد که دارای یک قالب بسیار زیبا و تنظیمات نمایشی متعدد می باشد

توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل اثر پارامترهای شکل دهی بر روی کشش ورق در فرآیند شکل دهی تدریجی ورق (ISF) بر روی ماشین تراش CNC،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

تعداد صفحات این فایل: ۰ صفحه

مقدمه
شکل دهی ورق فلزی را می توان با استفاده از روش های مختلف انجام داد که بر اساس استفاده از پانچ ها و قالب ها می باشند. روش های دیگر نظیر قالب گیری و کشش نیز معمولا در تولید انبوه استفاده می شوند. چون هزینه قالب نسبتا بالاست و محیط تولید بچ را توجیه نمی کند، لازم است تا از فرایند فرم دهی ورق جدید یعنی شکل دهی تدریجی ورق استفاده شود.
امروزه، سری های بچ کوچک و تولید کم، در بسیاری از صنایع نظیر (صنایع خودرو، هواپیما، نمونه سازی سریع و ایمپلنت های پزشکی) مناسب می باشند و ISF برای پر کردن این شکاف بین تولید انبوه و بچ با زمان کم ورود محصول به بازار و سرمایه گذاری اندک، از اهمیت زیادی برخوردار است. برخی پارامتر ها وجود دارند که درISF مهم تر از سایر فرایند های فرم دهی ورق نظیر سرعت اسپیندل، مواد، سرعت تغذیه، دما و غیره می باشند. نمودار ها و دیاگرام های استاندارد به کاربردی تر شدن این روش کمک می کنند. با این حال، هیچ یک از مطالعات قبلی، یک جدول یا نمودار معتبر را برای استفاده موفق از این روش در کارگاه های صنعتی ارایه نکرده اند. به علاوه، با تغییر یک پارامتر، برای مثال مختصات ابزار یا قالب، می توان خروجی ISF را تغییر داد. با این وجود ، ISF، دارای برخی محدودیت ها نظیر حجم تولید، شکل قطعه فلزی و کیفیت سطحی می باشند
دو روش برای یافتن پارامتر های بهینه در فرایند ISF وجود دارد. اولین روش استفاده از ماشین های کنترل عددی و دوم، استفاده از ماشین تراش CNC می باشد. در این مقاله، یک ماشین تراش CNC به دلیل سهولت برنامه نویسی و زمان کاری پایین استفاده شد که می تواند به عنوان یک ماشین نمونه برداری سریع برای دریافت برنامه و ایجاد شکل دایره ای بر روی ورق فولادی ۳۱۶ استفاده گردد. بیشتر قطعات مورد استفاده در خودرو سازی، کشتی سازی، هواپیما سازی و اخیرا، ایمپلنت های پزشکی از طریق روش شکل دهی ورق تولید می شوند. این قطعات با استفاده از فرایند شکل دهی ورق سنتی ، یا از طریق قالب گیری و یا از طریق کشش تولید می شوند که مستلزم استفاده از قالب ها یا پانچ ها می باشند. در صورتی که قطعه نیاز به تعویض داشته باشد، گاهی اوقات تحویل قطعه زمان بر بوده و موجب هدر رفت زمان می شود. ISF تلاشی برای کاهش زمان تولید قطعه می باشد زیرا یک روشی است که نیازی به قالب یا پانچ ندارد. این روش برای تولید قطعات تعویضی و سفارشی به خصوص در ایمپلنت های پزشکی بسیار سودمند است.

پیش زمینه تحقیق
ISF یک روشی است که برای تولید سریع قطعات ورق فلزی توسعه یافته است. این روشی برای تولید نمونه ها از ورق فلزی است. در دهه ۱۹۶۰ میلادی مهندسان به این نتیجه رسیدند که اگر ورق فلزی به تدریج فرم دهی یا شکل دهی شود، نیروی شکل دهی کاهش یافته و فرایند می تواند بر روی ماشین های کوچک تر اجرا شود به طوری که اشکال پیچیده تر می تواننند به تدریج شکل دهی شوند(۱). این فرایند موسوم به AISF یا شکل دهی نامتقارن و تدریجی ورق می باشد که شامل فرایند شکل دهی ورق فلزی، قالب های جامد با اندازه کوچک، ارتباط بین قالب شکل دهی و ورق می باشد با این حال نیازی به تخصیص یک قالب همانند فرایند شکل دهی سنتی نیست(۲). ISF به دو نوع مهم موسوم به TPIF، ( شکل دهی تدریجی دو نقطه ای) و SPIF( شل دهی تدریجی تک نقطه ای) تقسیم می شود. در هر دوی این هاف شکل دهی، ترکیبی از کشش سطحی و عمقی است(۳). برخی پارامتر ها همانند پارامتر های ماشینکاری وجود دارند، ولی در ISF استفاده می شوند نظیر سرعت اسپیندل، سرعت تغذیه، عمق تراشه و غیره. با این حال، برخی پارامتر های دیگر نظیر ضخامت ورق، شعاع قالب، اندازه و زاویه دیوار وجود دارند که به فرایند شکل دهی بستگی دارند(۴). برخی از عوامل مهم دیگر بر کنترل بازخورد برای شکل هندسی قطعه، ابزار قالب گیری نر و ماده و طراحی مسیر تاکید دارند. برخی از این پارامتر ها ارتباط نزدیکی با ابزار ها دارند، به طوری که ابزار های با عملکرد بالا نیاز است(۶). همه این پارامتر ها، افزایش قابلیت پیش بینی نیرو را در روش شکل دهی در نظر می گیرند(۷).
مواد تشکیل دهنده ابزار نظیر بایستی در نظر گرفته شود. به گفته فیورتو(۸)، این مواد شاکل فولاد ضد زنگ، فولاد با سرعت تشکیل بالا یا فولاد کم کربن می باشد. هم چنین ابزار ممکن است از برنز یا برنج بسته به ماده ورق فلز تشکیل شده باشد. در میان پارامتر های موثر بر این فرایند، اصطکاک بین قالب و فلز ورق، یگ پارامتر مهم است که بایستی در نظر گرفته شود زیرا مستقیما بر کیفیت سطح ورق فلز اثر دارد. گسیختگی برشی زمانی رخ می دهد که روغنکاری صورت نگرفته باشد و یا زمانی که اضافه بار بر روی ورق فلزی وارد شود که منجر به تولید حرارت از طریق اصطکاک گردد. در صورتی که حرکت نسبی بین ورق و سطح ابزار، کم باشد، میزان تولید گرما در طی شکل دهی حداقل می شود. به علاوه، در صورتی که ابزار با سرعت زیاد بچرخد، کیفیت سطح کاهش یافته و دما در منطقه فرم شکل دهی بالا می رود. به علاوه، شرایط دمای بالا موجب فرسودگی ابزار و کاهش عمر مفید در طی این فرایند می شود. مقدار اصطکاک بستگی به برخی پارامتر ها نظیر روغن کاری، سرعت اسپیندل، ماده ورق و ماده تشکیل دهنده قالب دارد. اگر قالب و ورق فلز هر دو از یک مواد تشکیل شده باشند، یک افزایش در دمای شکل دهی وجود خواهد داشت. محققان پیشین، شیوه هایی را برای ایجاد تناسب بین تنش اصطکاک با تنش تماس نرمال یافته اند.

عنوان انگلیسی:The Effect of Forming Parameters on the Sheet Stretch in Incremental Sheet Forming (ISF) process on CNC Lathe Machine~~en~~

Introduction

Forming of sheet metal can be carried out using different methods which are usually based on the use of punches and dies. Other methods like stamping and drawing are always in use in mass production. As the cost of dies is relatively high and it doesn’t justify the batch production environment; it seems necessary to use a new sheet forming procedure, namely, Incremental Sheet Forming (ISF). Nowadays, low production and small batch series are more appropriate in many industries (automotive, aircraft industries, rapid prototyping and medical implants) and ISF appears to be significant to fill this gap between the batch and mass production with less lead-time and investment. There are some parameters which are rather important in ISF than in the other sheet forming process such as spindle speed, tool material, feed rate, temperature and so on. Standardized charts and diagrams can help make this method more applicable. However, none of the previous works has produced a valid table or figure in order to successfully use the method in the industrial workshops. In addition, one can change the output from ISF just by changing one single parameter, for example, the tool coordinate. Nevertheless, ISF has some limitations such as the product volume, the shape of the sheet metal part and the surface quality. There are two methods of finding the optimized parameters in ISF process. The first method is through the use of Computer Numerical Control (CNC) milling machine and the second is by using the CNC lathe machine. In this paper a CNC lathe machine was employed due to its simplicity in programming and low working time which is more suitable to be used as a rapid prototyping machine to receive the program and make a circular shape on a stainless steel 316 sheet metal. Most of the parts used in automotive, ship, aircraft and recently medical implants are made by sheet forming method. These parts have been produced using the conventional sheet forming process either by stamping or drawing which requires the use of dies or punches. If a part needs a replacement, sometimes the delivery of the part is time consuming and it causes long idle time. ISF is an effort to reduce the part lead-time as it is a die-less or punch-less technique. The method is particularly advantageous for customized replacement parts especially in medical implants.

Research Background

ISF is a technique developed to manufacture sheet metal parts quickly. It is treated as a method to produce prototypes from sheet metals. In 1960s engineers found that if the sheet metal was formed incrementally, forming force would de-crease and the process could run on smaller machines so that more complicated shapes could be formed incrementally [1]. This process is called AISF, Asymmetric Incremental Sheet Forming, which includes sheet metal forming process, small sized solid tool, connection between the forming tool and sheet metal; but there is no need to dedicate a die as in conventional forming process [2]. ISF is divided into two important types called TPIF, Two Point Incremental Forming; and SPIF, Single Point Incremental Forming. In both SPIF and TPIF, forming is the combination of stretching and drawing [3]. There are some parameters which are the same as machining parameters but used in ISF such as spindle speed, feed rate, chip depth and so on; but there are some other parameters like sheet thickness, tool radius, step size and wall angle which depend on the forming process [4]. Some other crucial factors are focused on feedback control for part geometry, male and female die tool and path design [5]. Some of these parameters have a close relation to the tools so a high performance tool is needed [6]. All of these parameters take into account the increasing ability of force prediction in the forming procedure [7]. The material of the tools was also considered, as Fiorotto [8] mentioned, it can be made of stainless steel, high speed steel or high carbon steel. It can also be made of brass or bronze depending on the material of the sheet metal. Among all parameters that affect this process, friction between the tool and the sheet metal is an important parameter that needs to be taken care of because it directly affects on the sheet metal surface quality. Shear failure can also occur when there is a lack of lubrication or when there is an over load on the sheet metal that causes heating by friction [2]. If the relative motion between the sheet metal and tool surface is small the heating is minimized during the forming. In addition, if the tool rotates at a high speed, the quality of surface decreases and the temperature at the forming area would rise. Moreover, hot condition causes tool wear which decreases tool life during the process. The amount of friction also depends on some parameters such as lubrication, spindle speed, sheet material, and tool material and so on. If the tool and sheet metal are of the same material, then there is a definite rise in the forming temperature. Previous researchers have found some ways to proportion the amount of friction stress to normal contact stress [10].

$$en!!