Dişi kalıpla sac hidroşekillendirme prosesinde hareketli kalıp kullanımının şekillendirilebilirlik üzerindeki etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada, yeni bir yöntem olarak önerilen tamamı hareketli dişi kalıpla sac hidroşekillendirme prosesinin sac metal parçaların şekillendirilebilirliğine etkisi sonlu elemanlar analizi ile nümerik olarak incelenmiştir ve analizler deneysel olarak sabit dişi kalıp üzerinde doğrulanmıştır. Hareketli dişi kalıpla hidroşekillendirme prosesinin etkisini görmek amacıyla, düz silindirik bir parçanın şekillendirilmesi için, hem sabit kalıpla hem de hareketli kalıpla sac hidroşekillendirme prosesinin sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilmiştir. Her iki proses sırasında, aynı sürtünme katsayıları, baskı plakası kuvveti ve basınç eğrileri kullanılmıştır. Sac malzeme olarak SS 304 seçilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, sabit kalıpla sac hidroşekillendirme prosesi ile gerçekleştirilen analiz sonucunda aynı parçada yaklaşık maksimum %17 civarında incelme olurken, hareketli dişi kalıpla yapılan analizde parçada %9 civarında maksimum incelme gözlenmiştir. Başka bir ifadeyle, hareketli dişi kalıpla yapılan analizde parçadaki maksimum % incelme değerinin, sabit kalıpla sac hidroşekillendirme prosesiyle yapılan analizlere göre, yaklaşık %8 civarında daha az olduğu görülmüştür. Ayrıca, parçadaki birim şekil değiştirmeler şekillendirme sınır eğrisinde değerlendirildiğinde, sabit kalıpla analiz sonunda parçada yırtılma riski gözlenirken, hareketli kalıpla hidroşekillendirme prosesi için yapılan analizlerde yırtılma riski tespit edilmemiştir. Hareketli kalıpla sac hidroşekillendirme prosesinde daha az % incelme olması, proses sırasında dişi kalıpla sac arasındaki sürtünmenin, sabit kalıba göre daha kısa sürede gerçekleşmesiyle açıklanabilir. Hareketli dişi kalıpla sac hidroşekillendirme prosesinde sac ile dişi kalıp arasında sürtünmenin daha kısa süreli olması sayesinde, parçanın incelmeye karşı direnci artmaktadır.

Anahtar Kelimeler:

hareketli kalıpla sac hidroşekillendirme, sabit kalıpla sac hidroşekillendirme, sonlu elemanlar analizi

PDF

___

[1] Altan T., Processes for hydroforming sheet metal, Stamping Journal, 400-418, 2006.
[2] Zhang S.H., Wang Z.R., Xu Y., Wang Z.T., Zhou L.X., Recent developments in sheet hydroforming technology, Journal of Materials Processing Technology, 151, 237-241, 2004.
[3] Singh H., Fundamentals of hydroforming, Society of ManufacturingEngineers, 29-35, 2003.
[4] Kandil A., An experimental study of hydroforming deep drawing. Journal of Materials Processing Technology, 134, 70 80, 2003.
[5] Zhang S.H., Developments in hydroforming, Journals of Materials Processing Technology, 91, 226-244, 1999.
[6] Önder E., Tekkaya A.E., Numerical simulation of various cross sectional workpieces using conventional deep drawing and hydroforming Technologies, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 48, 532-542, 2008.
[7] Groche P., Metz C., Investigation of active-elastic blank holder systems for high-pressure forming of metal sheets, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 46, 1271-1275, 2006.
[8] Kleiner M., Krux R., Homberg W., Analysis of Residual Stresses in High-Pressure Sheet Metal Forming, CIRP Annals-Manufacturing Technology, Volume 28, Issue 1, 211-214, 2004.
[9] Şanay B., Prediction of plastic instability and forming limits in sheet metal forming, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, Ankara, 2-3, 2010.
[10] Khandeparkar T. and Liewald M., 2008, Hydromechanical deep drawing of cups with stepped geometries, Journal of Materials Processing Technology, 202, 246-254, 2008.
[11] Wu J., Balendra R., Qin Y., A study on the forming limits of the hydromechanical deep drawing of compounds with stepped geometries, Journal of Materials Processing Technology, 145, 242-246, 2004.
[12] Qin Y., Balendra R., Design considerations for hydromechanical deep drawing of sheet components with concave features, Journal of Materials Processing Technology, 145, 163-170, 2004.
[13] Palumbo G., Pinto S., Sorgente D., Tricarico L., Analysis of hydroformed complex shape parts using a ductile fracture criterion, AIP Conf. Proc., 712, 1875-1880, 2004a.
[14] Palumbo G., Pinto S., Tricarico L., Numerical/experimental analysis of the sheet hydro forming process using cylindrical, square and compound shaped cavities, Journal of Materials Processing Technology, 155-156, 1435-1442, 2004b.
[15] Zhang S.H., Jensen M.R., Nielsen K.B., Danckert J., Lang L.H., Kang D.C., Effect of anisotropy and prebulging on hydromechanical deep drawing of mild steel cups, J. Mat. Proc. Tech. 142, 544 550, 2003.