مطالعه و تحلیل تجربی تأثیر روانکار و تحریک اولتراسونیک ابزار سَرنیمکروی بر مولفه عمودی نیروی شکل دهی در فرآیند SPIF

Abstract

ورق‌های آلیاژی آلومینیم با توجه به دارا بودن ویژگی‌های خاص‌، کاربرد چشمگیری در صنایع گوناگون یافته‌اند. از سوی دیگر، به دلیل قابلیت شکل‌پذیری کم، شکل‌دهی آن‌ها در دمای اتاق به آسانی صورت نمی‌پذیرد. از این‌رو، برای تسهیل شکل‌دهی، می‌توان از روش‌های شکل‌دهی گرم نیز استفاده نمود که این امر منجر به اکسیداسیون ماده می‌شود. در فرآیند شکل‌دهی تدریجی تک‌نقطه‌ای (SPIF)، ورق فلزی با حرکت موضعی ابزار سَرنیمکروی، شکل‌دهی می‌شود. در این پژوهش، با اِعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار، فرآیند SPIF به کمک ارتعاش اولتراسونیک (UVaSPIF) توسعه داده شد که این امر سبب بهبود قابلیت شکل پذیری ورق در دمای اتاق گردید. در مقاله پیش‌رو، تأثیر ارتعاش اولتراسونیک و روانکار بر رفتار نیروی شکل‌دهی مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور ابزار سَرنیمکروی به قطر 20 میلیمتر و با فرکانس طبیعی 4/20 کیلوهرتز، طراحی و ساخته شد. ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیده‌ی رزونانس در ابزار توسط نتایج حاصل از تحلیل مودال و تست تجربی به تأیید رسید. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O نشان داد که در فرآیند UVaSPIF، اِعمال ارتعاش بدون حضور روانکار و در فرآیند SPIF، استفاده از روانکار، بیشترین تأثیر را بر کاهش مولفه عمودی نیروی شکل-دهی دارد.