KÜRESEL KESİTLİ KAPLARIN DERİN ÇEKİLMESİNDE KALIP GEOMETRİSİNİN ÇEKME ORANINA ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI.

Abstract

Bu çalışmada, sanayide oldukça yaygın kullanım alanı olan dekape sacının açılı derin çekme kalıplarında şekillendirilebilirliği deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Çalışmada, mevcut literatürden farklı olarak, küresel geometriye sahip bir zımba kullanılmıştır. Çekme ve plastik şekil verme işlemlerini kolaylaştırmak amacıyla dişi kalıp ve malzemeye akma anında baskı yaparak kılavuzluk eden plakalara karşılıklı olarak 0°,- 2,5°,-5°-7,5°-10°-12,5°-15°'lar verilmiştir. Çekme anında, eğilme gerilmelerinin yoğunlaşmalarını engellemek amacıyla dişi kalıbın kenarları 6 mm yarıçapında işlenmiştir. Baskı plakasının sac malzemeye uyguladığı kuvvetler, 2450N, 4900N, 7350N ve 9800N olarak seçilmiştir. Açı ve kuvvet parametrelerinin seviyelerine bağlı olarak, tam faktöriyel deneysel tasarım yöntemi kullanılmıştır.Derin çekme işlemi esnasında zımbanın malzemeye uyguladığı kuvvetler, zamana bağlı olarak bir yük hücresi yardımıyla ölçülmüştür. Elde edilen kapların limit çekme oranları ve et kalınlıklarındaki değişimler belirlenmiştir. Deneysel sonuçlardan elde edilen veriler, bilgisayar ortamında ANSYS paket programı yardımıyla analiz edilmiştir. Deneysel sonuçlar, bilgisayar analizi sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve sonuçların birbirlerine yakın oldukları tespit edilmiştir. Sonuç olarak, matris düzlüklerine açı verilmesi ile elde edilen limit çekme oranı değerlerinin, geleneksel kalıplardan daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Açı verilmeyen kalıplarda en yüksek limit çekme oranı değeri 1,98 iken, matris açısının 15° olması durumunda bu değer 2,42 olarak ölçülmüştür. Böylece açılı kalıplar kullanıldığında, limit çekme oranının yaklaşık olarak %20 kadar arttırılabileceği görülmüştür. Benzer şekilde, numunelerin et kalınlık değerlerinin de matris açısının artmasıyla artma eğilimde oldukları belirlenmiştir. 0°'de 0.7 mm olan et kalınlığı değeri, 15°'de 0.84 mm olarak ölçülmüştür.

In this study, the formability of dekape sheet metals which has very wide usage areas in the industry was investigated experimentally and numerically. Spherical punch geometry was used different from the novel literature. In order to make easy the plastic deformation process, the die and impression plates were machined with 0°,- 2,5°,-5°-7,5°-10°-12,5°-15° angle values. Die edges were also filleted in 6 mm radius to avoid the bending stress concentration. The impression forces were selected as 2450 N, 4900 N, 7350 N and 9800 N, respectively. According to force and angles? factor levels, a full factorial experimental design method was used.The punch forces during deep drawing process were measured with a load cell based on the time. The limit drawing ratio and wall thickness of the cups were determined. The experimental gathered data was analyzed with the help of ANSYS computer package programme. The experimental results were compared with computer analysis results and a good agreement between them was observed. As a consequence, the limit drawing ratio values observed with angular dies were higher than the non ? angular dies. The highest limit drawing ratios were measured as 1.98 and 2.42 for 0° and 15° angle values, respectively. Thus, it is concluded that it is possible to enhance the limit drawing ratio as 20% by using angular dies. Similarly, it was seen that the wall thickness values of samples were tendency of increase with angle values, too. The wall thickness values were measured as 0.7 and 0.84 for 0 and 15 degree values, respectively.