Sac Kalıplama Prosesinde DD13 ve S355MC Malzemelerin YırtılmaProbleminin İncelenmesi ve Çözümü

Bu çalışmada otomotiv süspansiyon sistemi elemanı olan sac salıncak kollarınım üretiminde kullanılan DD13 ve S355MC kalitesacların, üretimde karşılaşılan yırtılma probleminin çözüm süreçleri araştırılmış ve problemin çözümü gerçekleştirilmiştir. ÇalışmadaAutoform yazılım programı yardımıyla gerçekleştirilen analiz çalışmalarında yırtılmaya maruz kalacak kritik bölgeler tespit edilerek,geometride bazı iyileştirmeler yapılmıştır. Çalışmanın sonraki aşamasında her iki malzeme için de yırtılmanın gözlendiği bölgede oluşançentik etkisinin giderilmesi için parlatma işlemi yapılmıştır. Parlatma sonrasında DD13 için yırtılma probleminin boyun vermeeğiliminde olduğu, S355MC malzemesinde ise yırtılma probleminin azaldığı gözlenmiştir. Bir sonraki aşamada, her iki malzemeyesürtünmeyi azaltmak için kalıp yağlayıcı teflon film kullanılmıştır. DD13 malzemesi için yırtılma problemi tamamen giderilirken,S355MC malzemesinde boyun verme ve yırtılma problemleri azda olsa devam etmektedir. Son aşamada yırtılma problemigiderilemeyen S355MC malzemesinin kritik bölgesine ısıl işlem uygulanmış ve yırtılma problemi giderilmiştir. Çalışmalara ek olarakelde edilen hatasız sac salıncak parçalara ±380 kgf yük altında 500.000 çevrim ile uygulanan yorulma testleri sonrasında parçalardaherhangi bir hasar gözlenmemiştir.

Investigation and Solution of Tearing Problem of DD13 and S355MC Materials in Sheet Molding Process

In this study, the solution processes of the tearing problem encountered in production of DD13 and S355MC quality sheets used in theproduction of sheet metal wishbone arms, which are an element of the automotive suspension system, were investigated and the solutionof the problem was realized. In the study, critical areas that will be exposed to tearing were determined in the analysis studies performedwith the help of Autoform software program and some improvements were made in geometry. In the next stage of the study, polishingwas carried out for both materials to remove the notch effect in the area where the tear was observed. It was observed that the tearingproblem tended to neck for DD13 after polishing, while the tearing problem for S355MC was observed to decrease. In the next step, amold lubricating teflon film is used to reduce friction on both materials. While the problem of tearing is completely eliminated for DD13material, necking and tearing problems remain in S355MC material. In the last stage, the tearing problem could not be solved, thecritical area of the S355MC material was heat treated and the tearing problem was solved. In addition to the studies, no damage wasobserved on the parts after the fatigue tests applied with 500,000 cycles under ± 380 kgf load on the error-free sheet wishnone parts.

PDF

___

[1] Crouse W. H., Anglin, D.L., “Automotive Brakes, Suspension and Steering”, Macmillan/McGrawHill, New York, 112-133, 1992.
[2] Fenton J., “Handbook of Automotive Powertrain and Chassis Design”, Professional Engineering Publishing, London, 162, 1998.
[3] Emekli M.E., “Hafif Ticari Bir Araç İçin Yarı Aktif Süspansiyon Sistemi Tasarımı”, İstanbul Teknik Üniversitesi, Türkiye, 1-133 2008.
[4] Rutci A. and Eren F.S., “Investigation of Suspension Ball Joint Pull Out Force Based on FEA Method and Experimental Study” International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science, Alanya, 1002-1009, 2018.
[5] Luet D.J., “Bounding Volume Hierarchy and Non Uniform Rational B-Splines for Contact Enforcement in Large Deformation Finite Element Analysis of Sheet Metal Forming”, PhD thesis, Princeton University Mechanical and Aerospace Engineering, 2016.
[6] Keeler S.P. and Backofen, W.A., “Plastic Instability and Fracture in Sheets Stretched Over Rigid Punches”, ASM Trans. Quart., 56, 25–48, 1963.
[7] Vishwajeet R.S. ve Uday A.D. “Experimental Investigation on Forming Limit Diagram of Mild Carbon Steel Sheet”, 2nd International Conference on Materials Manufacturing and Design Engineering, Procedia Manufacturing 20, 141–146, 2018.
[8] Kayalı E.S., Çimenoğlu, H. ve Akoy, M.A., “Erdemir T.A.Ş. Üretimi Sacların Biçimlenebilirliklerinin İncelenmesi”, İnceleme Raporu, İTÜ Kimya Metalurji Fakültesi, İstanbul, 2000.
[9] Gavas M., “Sac metallerin şekillendirilmesi : Kesme-bükmederin çekme-iş ve takım bağlama”, Seçkin Yayıncılık, 2017
[10] Paul S.K., “Theoretical Analysis Of Strain And Stress-Based Forming Limit Diagrams”, IMechE 2013, J Strain Analysis 48(3), 177–188, 2013.
[11] Anket O., Koruvatan T., Ay İ., “Sac Malzemelerin Şekillendirilmesinde Şekillendirme Sınır Diyagramlarının Kullanımı” Politeknik Dergisi, 14(1), 39-47, 2011
[12] Gavas M., Uğraş A., “Hava Etkı̇ lı̇ Baski Plakasinin Derı̇ n Çekme İşlemlerı̇ ne Etkı̇ sı̇ nı̇ n Deneysel Olarak İncelenmesı̇” Gazi Üniversitesi Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(4), 847-855, 2010.
[13] Bong H. J., Barlat F., Ahn D. C., Kim H. Y., and Lee M. G., “Formability of austenitic and ferritic stainless steels at warm forming temperature,” Int. J. Mech. Sci., 75: 94–109, 2013.
[14] Alexandera K., Daniela W., and Marion M., “Influence of a short term heat treatment by conduction and induction on the mechanical properties of AA6014 alloys”, 8th International Conference on Photonic Technologies LANE 2014, 1410-1418, Sindelfingen, Germany: Daimler AG, 2014
[15] Şen N., Kurgan N., Karaağaç İ., Uluer O., “Ilık Derin Çekme Prosesinde Yağlayıcı Etkisinin Şekillendirilebilirlik Açısından Deneysel Araştırılması”, Politeknik Dergisi, 19 (2), 185-193, 2016.
[16] Merklein M., Böhm W., Lechner M., “Tailoring Material Properties of Aluminium By Locak Laser Heat Treatment”, Physics Procedia, 39, 232-239, 2012.
[17] Hermann J., Merklein M., “Improvement of Deep Drawability of Ultra-Fine Grained 6000 series Aluminium Alloy by Tailored Heat Treatment”, Procedia Manufacturing, 15, 976- 983, 2018.
[18] Krupa R., Biskup K., “Pre-Forming in Sheet Metal Stamping for Part Made of High Strength Low Alloy Steel S355mc”, Journal of Manufacturing Technologies, Vol. 42 No. 3, 7-10, 2017.
[19] Yaşar M., Korkmaz Z., Gavas M., “Forming sheet metals by means of multi-point deep drawing method” Materials and Design, 28(10), 2647–2653, 2007.