قالب كشش عميق نيم‌كره از ورق نازك، در حالت سرد، بدون ورق‌گير

• اعتبار
• قابل خرید

اداره اختراع : اداره ثبت اختراعات ایران

شماره اظهارنامه : 139550140003001594

شماره ثبت : 89778

تاریخ ثبت : 1395/02/14

نام مالک/مالکین : احسان عكاف زاده سواري و مهدي سلماني تهراني

نام مخترع/مخترعین : مهدي سلماني تهراني و احسان عكاف زاده سواري

طبقه بندی بین المللی : B21C B21D

خلاصه شرح اختراع :

•عنوان اختراع قالب كشش عميق نيم‌كره از ورق نازك، در حالت سرد، بدون ورق‌گير •زمينه‌ي فني اختراع فرايندكشش عميق از مهم‌ترين فرايند‌هاي شكل‌دهي ورق است كه به‌طور وسيعي درصنعت براي تغييرشكل ورق‌هاي فلزي و تبديل آن‌ها به قطعه‌هاي تو‌خالي و بدون درز به‌كار مي‌رود. در اين فرايند، ورق مسطح و هموار به‌صورت استوانه‌اي، مخروطي، جعبه‌اي، سهمي¬گون و يا كروي‌شكل (نيم‌كره) تبديل مي‌شود. پروفيل كروي در كاربردهايي ازجمله مخزن‌هاي تحت فشار و قوطي‌هاي حاوي مخلوط گاز و مايع، براي فشار داخلي كاربرد مهمي دارند. ازجمله صنايعي كه به فرايند كشش عميق نيم‌كره نياز دارند، صنايع مربوط به ساخت زيردريايي و شناورهاست. طرح ارائه شده در زمينه‌ي مهندسي مكانيك و در حوزه‌ي شكل‌دهي فلزات با فرايند كشش عميق مي‌باشد. •مشكل فني موجود در بسياري از صنايع مانند صنايع زيردريايي و شناورها، احتياج به ساخت قطعاتي به‌فرم نيم‌كره احساس مي‌شود كه يكي از اين فرايندها براي توليد نيم‌كره، فرايند كشش عميق است. در بسياري از موارد، به‌ويژه زماني‌كه ورق به‌كار رفته، نازك باشد، بايد از ورق‌گير براي كنترل جريان فلز و جلوگيري از چين‌وچروك استفاده نمود. استفاده از ورق‌گير موجب افزايش اصطكاك، نيرو و هزينه‌ي نهايي، سختي در تنظيمات و نياز به كشش مجدد در فرايند ساخت، مي‌شود. در صورت حذف ورق‌گير در كشش عميق با ماتريس معمولي (ماتريس لبه-گرد)، امكان خراب شدن محصول به‌دليل چين‌‌وچروك در محصول (به‌ويژه در كشش عميق نيم‌كره) وجود دارد. لذا براي رفع اين مشكلات نياز به طراحي و ساخت قالبي (ماتريس) جديد مي‌باشد كه قابليت حذف ورق‌گير را براي كشش عميق نيم‌كره با ورق نازك، داشته باشد. •اساس راه حل ارائه شده براي مشكل فني در اين طرح، ماتريس ارائه شده ماتريسي جديد است كه بتوان به‌كمك آن، محصولي سالم با كمترين دور-ريز يا لبه به شكل نيم‌كره از ورقي نازك با فرايند كشش عميق، بدون استفاده از ورق‌گير در دماي محيط (كشش عميق سرد) را به‌دست آورد. پروفيل اين ماتريس با توجه به ويژگي‌هاي منحني تراتريكس و ماتريس معمولي لبه-گرد، به‌دست آمده است. ديواره‌ي دروني ماتريس جديد به گونه‌اي اصلاح شده است كه تماس ورق در همه‌ي سطح سنبه حفظ شده و كروي بودن محصول تضمين شود. با توجه به منابع علمي مختلف، حذف ورق‌گير در كشش عميق نيم‌كره به‌دليل افزايش احتمال چروك، امكان‌پذير نبوده و به‌طور كلي در انواع كشش عميق، حذف ورق‌گير در صورتي امكان‌پذير است كه ورق مورد استفاده در فرايند، ضخيم باشد. اما، ورق‌هاي استفاده شده در فرايند كشش عميق نيم‌كره بدون ورق‌گير با ماتريس جديد ارائه شده، جزء ورق‌هاي نازك محسوب مي‌شود؛ يعني 15 تا 20 كه D0 قطر اوليه‌ي گرده و t0 ضخامت اوليه‌ي آن است. با به‌كارگيري اين ماتريس، مزاياي حذف ورق‌گير برآورده مي‌شوند كه از جمله‌ي آن‌ها مي‌توان به كاهش هزينه‌هاي توليد، سهولت در تنظيمات ابزار، كاهش زمان فرايند و كاهش نيروي كشش، اشاره نمود. •كاربرد يا كاربردهاي اصلي اختراع كاربرد اين قالب در توليد محصولي سالم با كمترين دور-ريز يا لبه به شكل نيم‌كره از ورقي نازك با فرايند كشش عميق، بدون استفاده از ورق‌گير در دماي محيط (كشش عميق سرد) است. پروفيل كروي يا نيم‌كروي با ورق نازك در كاربردهايي از جمله مخازن تحت فشار و قوطي‌هاي داراي فشار داخلي كاربرد مهمي دارند. ازجمله صنايعي كه به فرايند كشش عميق نيم‌كره نياز دارند، صنايع مربوط به ساخت زيردريايي و شناورهاست. •برجستگي‌هاي تكنيكي و فني اختراع ايده‌ي اصلي براي طراحي اين قالب جديد، از قالبي به‌نام تراتريكس گرفته شده كه براي حذف ورق‌گير مناسب است. تراتريكس براي كشش عميق ورق‌هاي ضخيم مناسب است. اما، در اين پژوهش ورق به‌كار رفته، نازك مي‌باشد. به‌منظور بررسي عملي طرح پيشنهاي، قالب پيشنهادي ساخته شده وآزمايش‌هاي تجربي كشش عميق نيم‌كره انجام شده‌اند. نكته اينكه طراحي، انتخاب و پيشنهاد پروفيل جديد براي ماتريسي كه عمليات توليد يك نيم‌كره در فرايند كشش عميق با قالب بدون ورق‌گير را با موفقيت انجام دهد، براساس بررسي در نرم‌افزار ABAQUS و با توجه به ويژگي‌هاي منحني تراتريكس و ماتريس معمولي لبه-گرد، انجام گرفته است.