Studying the effect of punch nose radius on deep drawing operation

Joint Authors

Muhammad, Jamal H.
Jawad, Walid Khalid

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 26, Issue 01 (31 Jan. 2008), pp.55-73, 19 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2008-01-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

19

Main Subjects

Chemistry

Abstract AR

يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير التغير في نصف قطر استدارة مقدمة المخرم في عملية السحب العميق على كل من، سمك الجدار للقدح المنتج، و توزيع الإجهادات و الانفعالات الموقعية، و توزيع الإجهادات و الانفعالات القصية و الإجهادات المتبقية (residual stresses) و (hydrostatic pressure) على جدار القدح المنتج، و مقدار الشغل اللازم لتشكيل الجزء المسحوب, في هذا العمل، تم إنتاج قدح أسطواني بقطر خارجي (44 mm) و بارتفاع (28mm) من صفيحة سمكها (0.5 mm) من معدن الصلب الطري (mild steel) ذو نسبة كربون (%0.15 ), حيث تم استخدام ستة مخارم بقطر (43 mm) ذوات أنصاف أقطار مقدمة(P = 3, 6, 9, 15, 18, & 21.5 mm) لغرض استخدامها في الجزء العملي, أما نصف قطر استدارة مقدمة القالب الأنثى فقد تم تثبيته على (P = 6 mm)، تم استخدام برنامج (5.4ANSYS) الخاص بتقنية العناصر المحددة في تمثيل عملية المحاكاة للسحب العميق، مع مقارنة النتائج العملية و النظرية, و قد أثبتت النتائج أن الشغل اللازم لتشكيل الأقداح ذوات أنصاف أقطار الاستدارة الكبيرة لمقدمة المخرم، يكون اكبر بكثير من الشغل اللازم لتشكيل الأقداح ذات أنصاف أقطار الاستدارة الصغيرة, كما أن التغير في نصف قطر استدارة مقدمة المخرم لا يؤثر على قيمة إجهادا و انفعالات القص، و أن هذه القيم صغيرة جدا يمكن إهمالها, أن اكبر تخفيف لسمك الجدار في القدح المنتج يحدث عند استخدام المخارم ذات الرأس الكروي Dome shaped punch))، بسبب حالة المط المفرط تحت رأس المخرم, كما أن أقصى إجهاد سحب و أقصى تخفيف في سمك الجدار يحدث تقريبا عند مقدمة الرأس الكروي (apex of the dome)، (في حالة الاحتكاك القليل جدا) أما في حالة وجود الاحتكاك، فان موقع أقصى انفعال و الذي يقابله موقع اكبر تخفيف في السمك سوف يبتعد قليلا عن مقدمة رأس المخرم، حيث كلما زاد الاحتكاك كلما بعدت النقطة التي تمثل أقصى تخفيف في السمك عن قمة المخرم, كذلك وجد أنه لجميع المخارم المختارة أن قوة الاحتكاك تتركز على الحافة المقوسة للمخرم و ليس على الوجه المستوي له، كما أن أقصى زيادة في سمك الجدار تحدث على حافة القدح، و هذه الزيادة في سمك الجدار تزداد مع زيادة طول الشوط.

Abstract EN

This work aims to study the effect of varying punch nose radius used in deep drawing operation, on produced cup wall thickness, stress and strain distribution across the wall of the drawn part, hydrostatic pressure, residual stress developed in the drawing part after drawing, and the value of work done to form the required shape of drawn part.

In this work, six types of punches with various nose radii have been used to form a cylindrical cup of (44mm) outer diameter, (28mm) height, and (0.5mm) sheet thickness of mild steel of (0.15 %) carbon content.

A commercially finite element program code (ANSYS 5.4), was used to perform the numerical simulation of the deep drawing operation, and the numerical results were compared with the experimental work.

The results show that, the value of work required forming parts with large nose radii is much more than the value required forming parts with small punch nose radii.

An increase in the punch nose radius, results in an insignificant increase in shear stress and shear strain.

These values are very small which can be ignored.

The greatest thinning is seen to occur with hemispherical punch (Dome shaped punch) due to great stretching of the metal over the punch head.

The maximum tensile stresses and the maximum thinning of the dome wall occur nearly at the apex of the dome (a friction coefficient nearly equal to zero).

In the presence of friction, the position of maximum strain, which corresponds to the location of maximum thinning point, moves away from the apex.

The larger the friction is, the larger is the distance between the apex and the point of maximum thinning.

The frictional force is applied to the metal largely by the edge of the punch and not by its flat section.

Maximum thickening of the cup wall occurs at the flange rim, and this thickening increases with punch stroke.

American Psychological Association (APA)

Jawad, Walid Khalid& Muhammad, Jamal H.. 2008. Studying the effect of punch nose radius on deep drawing operation. Engineering and Technology Journal،Vol. 26, no. 01, pp.55-73.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-52260

Modern Language Association (MLA)

Jawad, Walid Khalid& Muhammad, Jamal H.. Studying the effect of punch nose radius on deep drawing operation. Engineering and Technology Journal Vol. 26, no. 01 (2008), pp.55-73.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-52260

American Medical Association (AMA)

Jawad, Walid Khalid& Muhammad, Jamal H.. Studying the effect of punch nose radius on deep drawing operation. Engineering and Technology Journal. 2008. Vol. 26, no. 01, pp.55-73.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-52260

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 65-66

Record ID

BIM-52260