Çapraz Kamalı Haddeleme Kalıp Tasarımında Uygulanması Gereken Kuvvet Üzerine Etki Eden Parametrelerin İncelenmesi

Necip Fazıl Yılmaz, Ali İhsan Çelik
2.599 1.504

Öz


Çapraz Kamalı Haddeleme (ÇKH), silindirik iş parçalarının zıt yönde hareket eden iki kalıp arasında yuvarlatılarak eksenel yönde şekil verme işlemidir. Kalıp üzerinde bulunan kamalar sayesinde işparçasına istenilen form verilebilmektedir. Ancak, bu işlemin sorunsuz gerçekleşebilmesi için uygulanması gereken

kuvvetin iyi belirlenmesi gerekmektedir. Aksi takdirde işparçasının dönmek yerine kayması, boyun vermesi, iç çatlakların oluşması ve yüzeyde katmanların oluşması gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu nedenle, ÇKH işleminde etkili olan parametrelerin kalıplara uygulanması gereken yük üzerindeki etkilerini ortaya çıkarmak, kalıp tasarımı ve imalatı için büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, ÇKH kalıplarının tasarımı yapılırken uygulanması gereken kuvvetin belirlenmesinde gerdirme açısı (β), şekil verme açısı (α), haddeleme oranı (δ) ve kalıp hızı (V) gibi parametrelerin en önemli parametreler olduğu görülmüştür. Yapılan çalışmalarda DEFORM 3D paket programı ile benzetim ve analizler gerçekleştirilmiştir. Benzetimler sonucunda, ÇKH kalıbı üzerindeki kesme ve gerdirme bölgelerinde uygulanması gereken kuvvetin diğer bölgeler göre daha fazla olması gerektiği görülmüş ve bu iki bölgedeki radyal ve teğetsel kuvvetler üzerine yoğunlaşılmıştır. Elde edilen sonuçlar varyans analizi (ANOVA) metodu ile ele alınarak parametrelerin birbirleriyle olan etkileşimleri ortaya konulmuştur.


Anahtar kelimeler


Çapraz Kamalı Haddeleme, Modelleme, ANOVA

Tam metin:

PDF


Referanslar


Da Silva, M.L.N., Regone, W., Button, S.T.,

“Microstructure and Mechanical Properties of

Microalloyed Steel Forgings Manufactured From

Cross-Wedge-Rolled Preforms”, Scripta

Materialia, 54, 213–217, 2006.

Li, Q., Lovell, M., “Cross Wedge Rolling Failure

Mechanisms And Industrial Application”.

Materials Processing Technology, 265-278,

Dong, Y., Lovell, M., Tagavi, K., “Analysis of

Slip in Cross-Wedge Rolling: An Experimentally

Verified Finite-Element Model”, Materials

Processing Technology, 80/81 273, 1998.

Wang, M., Li, X., Du, F., “Analysis of Metal

Forming in Two-Roll Cross Wedge Rolling

Process Using Finite Element Method”, Iron and

Steel Research, 16(1), 38-43, 2009.

Pater, Z., “Finite Element Analysis of Cross

Wedge Rolling”, Materials Processing

Technology, 173 201–208, 2006.

Bai, Z., Ren, G., Zhang, C.J., “The Calculation of

Deformation Load on Cross Wedge Rolling”,

Journal of Jilin University of Technology, 3,

-115, 1989.

Su, X., Zhang, K., Hu, Z., Yang, C., “Factors

Affecting Parameters of Force and Energy in

Cross Wedge Rolling”, Heavy Duty Machine, 4,

-33, 2002.

Liu, G., Xu, C., Ren, G., “Research on FEM

Numerical Simulation of Three Dimension

Deformation of Cross Wedge Rolling”, Forging

& Stamping Technology, 6, 32-35, 2001.

Minting, W., Xuetong, L., Fengshan, D.,

Yangzeng, Z., “A coupled thermal mechanical

and microstructural simulation of the cross wedge

rolling process and experimental verification”,

Materials Science and Engineering A, 391,

-312, 2005.

Pater, Z., “Theoretical Method for Estimation of

Mean Pressure on Contact Area Between Rolling Tools and Workpiece in Cross Wedge Rolling

Processes”, J Mechanical Sciences, 39, 233-243,

Cho, N.S., Na, K.H., “Analysis of the Rotational

Compression of a Cylindrical Billet in the

Transverse Rolling” J. Mechanical Working

Technology, 28(22), 203-216, 1990.

Hayama, M., “Estimation of Load and Contact

With in Rotational Compression of Rod”, J.

Japan Society for Technology of Plasticity, 15

(157), 141-146, 1974.

Fu, X.P., Dean, T.A., “Past Developments,

Current Applications and Trends in the Cross

Wedge Rolling Process”, Machine Tools and

Manufacture, 33, 367-400, 1993.

Yılmaz, N.F., Çelik, A.İ., “Çapraz Kamalı

Haddeleme Kuvvet Analizi”, 6. Makine Tasarım

ve İmalat Teknolojileri Kongresi,

Konya/Türkiye, 2011.

Choi, S., Na, K.H., Kim, J.H., “Upper Bound

Analysis of the rotary Forging of a Cylindrical

Billet” Jornal of Materials Processing

Technology, 67, 78-82, 1997.

Dong, Y., A Numerical, Experimental and

Phenomenological Investigation of Cross-

Wedge Rolling, PhD thesis, University of

Kentucky, 1998.