دانلود مقاله ترجمه شده آنالیز لغزش سطحی در نورد گوه ‌ای عرضی: بررسی عددی و پدیدار شناختی

چکیده

اصطکاک و لغزش مابین قطعه کار و ابزار در فرایندهای شکلدهی فلزی موضوعات مهمی در طراحی ابزار و توسعه محصول به حساب می آیند. این مقاله  لغزش سطحی ما بین ابزار-قطعه کار را در فرایند نورد گوه عرضی یا CRW با استفاده از روش المان محدود دینامیکی صریح بررسی می کند. مدلی المان محدود از فرایند CWR که به صورت تجربی اعتبار سنجی نیز شده است که از آن برای بررسی اثرات ضریب اصطکاک، زاویه شکلدهی و کاهش سطح قطعه بر روی لغزش سطحی ابزار-قطعه کار استفاده می شود. 14 شرایط مختلف نورد مورد آنالیز قرار گرفته اند. یک مدل تحلیلی CWR نیز برای شرط دوران قطعه کار که شروع دوران(غلتش) را پیشبینی می کند، استخراج می‌شود. با استفاده از این مدل، کاهش سطح بحرانی و ضریب اصطکاک با شرایط شکست در مدل سازی المان محدود و آزمایش تجربی نمونه آزمایشی، مقایسه می شوند. تغییرات لغزش سطحی بر حسب پارامترهای طراحی CWR به منظور تهیه کردن ملاحظات درون بینی طراحی فرایند CRW یافت و ذخیره می شوند.

1-مقدمه

نورد گوه –عرضی(CWR) یک تکنیک فرایندی روی فلزات است، که در آن شمشهای استوانه ای فلزی در پایان فرایند به قطعه‌ای با تقارن محوری از طریق عملکرد قالبهای گوه ای شکل که مماس نسبت به یکدیگر  حرکت می کنند، تغییرشکل می یابند. قطعات دورانی به همراه مخروطها، پله ها، شانه ها و دیواره هایی البته بدون زاویه شیب را می توان توسط روش CWR ساخت.  شکل 1 طرحی از CWR تخت-گوه ای از یک شافت پله ای را نشان می دهد. نوعاً چهار گام در تغییر شکل قطعه کار وجود دارد که به چهار ناحیه از هندسه ابزار گوه ای در CWR همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، مربوط می شود. بخش اول ابزار  ناحیه برش نامیده می‌شود که از گوه‌ای ساخته شده است که ارتفاع آن از صفر شروع شده و تا کاهش کلی برای قطعه کار یعنی  ، کاهش می‌یابد. در ناحیه برش، ابزار شیاری V شکل را در محیط خود شکل می دهد. بخش دوم ابزار، ناحیه راهنما است که پروفیل قالب تغییر نمی کند. در تکمیل ناحیه راهنما، یک شیار V شکل  یکنواخت پیرامون سطح قطعه کار شکل داده می شود. بخش بعدی ابزار ناحیه کشش است که باعث می شود ماده قطعه کار کشیده شده و وادار به جریان یافتن به سمت نواحی انتهای شود،  به طوریکه شانه های شافت بتواند فرم یابد.  ناحیه سایز بندی بخش پایانی ابزار است که تولرانس ابعادی و کیفیت سطح محصول نهایی را فراهم می کند.

فرایند CWR می تواند طوری خودکار شود که تغذیه، نورد و برش انتهایی شمش در یک عملیات انجام گیرد. در مقایسه با فرایندهای سنتی ماشینکاری، فرجینگ و ریخته گری، CWR مزایای زیر را داراست..