Derin çekme kalıplarında matris-zımba radyüsü ve çekme oranının et kalınlığı üzerindeki etkisi

Derin çekme, sac metal şekillendirmede kullanılan en önemli yöntemlerden biridir. Bu yöntemde optimum parça üretimi, kalıp ve zımba profil radyüsü, parça şekli ve malzemenin şekillendirilebilirliği gibi işlem parametrelerine bağlıdır. Özellikle parça şekli, şekillendirilebilirliği doğrudan etkilediği için çok önemlidir. Bu çalışma, DKP 37 sacı kullanılarak kalıp ve zımbanın radyüs değişimlerinin, limit çekme oranının, baskı plakası ve kalıp açılarının et kalınlığı üzerindeki etkisini belirlemek için yapılmıştır. Baskı plakası yüzeylerine $alpha$=2.5°, $alpha$=7.5°, $alpha$=12.5°, $alpha$=15° açılar, kalıp ve zımba köşelerine R=10, R=8, R=6, R=4 mm radyüsler verilmiştir. Zımba çapı 30, matris çapı 32.3 ve kalıp boşluğu 1.15 mm dir. Kalıp ve parça arasındaki sürtünmeyi azaltmak için Shell Tellus 68 yağ kullanılmıştır. Et kalınlığının ölçümü kap üzerinde altı farklı bölgeden yapılmıştır. Çalışmada limit çekme oranı $(beta)$, baskı plakası açısı $(alpha)$, kalıp ve zımba radyüsünün artmasıyla et kalınlığının azaldığı görülmüştür.

The effect of die/punch radius and drawing ratio on the wall thickness in deep drawing dies

Deep drawing is one of the most important methods used to form sheet materials. The production of optimal products in this process is dependent on the process variables such as blank shapes, profile radius of punch and die, and formability of materials. A specially, the blank shape is very important since it controls the formability directly. This study presents an attempt to determine the effect of various radiuses of die and punch, limit drawing ratio and die/blank holder angles on the wall thickness using DIN EN10130-91 sheet material. The die/blank holder profile with angles of $alpha$=2.5°, $alpha$=7.5°, $alpha$=12.5°, $alpha$=15° and die/punch profile with radiuses for R=10, R=8, R=6, R=4 mm. The punch have diameter of 30 mm and the die have a diameter of 32.3 mm, which gives 1.15 mm of clearance. Shell Tellus 68 oil was used between the die and the blank to reduce frictional resistance. The wall thickness was measured on six different zones of the cup. The experiments show that the wall thickness decreased with increasing limit drawing ratio $(beta)$, die/blank holder angles $(alpha)$ and die-punch radius (R).

PDF

___

1. Gotoh, M., “Studies of stretch-drawing process of metals” Journal of Material Processing Technology, Vol. 63, No: 1-3, pp: 123-128., 1997.
2. Colgan, M. and Monaghan, J., “Deep drawing process: analysis and experiment” Journal of Material Processing Technology, Vol. 132, No: 1-3, pp: 35-41., 2003.
3. Dejmal, I., “On the optimal die curvatures in deep drawing processes” International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 44, No: 6, pp: 1245- 1258., 2002.
4. Dong, H.P., “Study on punch load nonaxisymmetric deep drawing product according to blank shape” Journal of Material Processing Technology, Volumes. 130-131, pp: 89-94., 2002.
5. Kampus, Z. and Balic, J., “Deep drawing of tailored blanks without a blank holder” Journal of Material Processing Technology, Vol. 133, No: 1- 2, pp: 128-133., 2003.
6. Marumo, Y., “Effect of lap sheets on deep drawing of metallic foil cups” Journal of Material Processing Technology, Vol. 119, No:1-3, pp: 48-51., 2001.
7. Sato, E., “Effect of multi- axial loading path on limiting drawing ratio” Journal of Material Processing Technology, Vol. 63, No:1-3, pp: 60- 65., 1997.
8. Zhang, G.S., “Effect of anisotropy and prebulging on hydromechanical deep drawing of mild steel cups” Journal of Material Processing Technology, Vol. 142, No:2, pp: 544-550., 2003.
9. Zhang, X.M., “Texture evolution during deep drawing of copper sheet” Scripta Material, Vol. 36, No: 9, pp: 1023-1029., 1997.
10. Mellor, P.B. and El-Sebai, M.G., “Plastic instability conditions in deep drawing of a circular blank of sheet metal” Mechanical Sciences, pp: 535-558., 1972.
11. Wilson, R.D. and Hsu, T.C., “Refined models for hydrodynamic lubrication in axisymetric stretch forming” Journal of Tribology, Vol. 116, pp:101- 109., 1994.
12. Daniel, D., “Texture included by tension & deep drawing in low carbon & extra low carbon steel sheets” Acta Metallurgica et Materialia, Vol. 41, pp:1905-1920., 1993.
13. Woo, D.M., “On complete solution of the deep drawing problem”Mechanical Sciences, pp: 83- 94., 1967.
14. Woo D.M., “Analysis of the cup drawing Process” Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 6, 1964.
15. Savaş, V. and Seçgin, Ö., “A new type of deep drawing die design and experimental results” Materials and Design, Vol. 28, No:4, pp:1330- 1333, 2007.
16. Gavas, M. and İzciler, M., “Effect of blank holder gap on deep drawing of square cups” Materials Design, Vol. 28, No: 5, pp: 1641-1646., 2007.
17. Saniee, F. F. and Montazeran, M. H., A comparative estimation of the forming load in the deep drawing process, Journal of Materials Processing Technology, Vol 140, No:1-3, pp: 555-561. 2003.
18. Güneş, T., “Pres işleri tekniği” Makine Mühendisleri Odası yayın no:307, cilt II, 2002.