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

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 gerekenkuvvetin 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

PDF

___

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.