AÇILI DERİN ÇEKME KALIPLARINDA DİKDÖRTGEN ŞEKİLLİ KAPLARIN DERİN ÇEKİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Derin çekme, sac malzemelerin çekme kalıpları yardımıyla press kuvvetleri altında istenilen yükseklik ve şekillerde üç boyutlu kapların üretilmesi işlemidir. Bu çalışmada, dikdörtgen geometriye sahip kapların açılı derin çekme kalıplarında deneysel olarak ve sonlu elemanlar metodu (SEM) ile sayısal olarak şekillendirilmesi araştırılmıştır. Bunun için matris boşluğuna doğru sacın akmasının rahat olması amacıyla Kalıp/pot çemberi yüzeylerine α=0°, α=3°, α=6°, α=9°, α=12° ve α=15° açılar verilmiştir. Istampa ve matris köşe radyüsleri 8 mm sabit olarak alınmıştır. Deney malzemesi olarak 0,9 mm kalınlığında St37 çelik sac kullanılmıştır. Deneyler, 2500 N, 5000 N, 7500 N ve 10000 N pot çemberi kuvvetleri uygulanarak yapılmıştır. Açıların ve pot çemberi kuvvetinin limit çekme oranı, cidar kalınlığı ve kap hasarlarına yaptıkları etkileri deneysel ve sayısal olarak incelenmiş ve optimum ıstampa kuvveti belirlenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar, ANSYS sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, farklı açılara sahip dikdörtgen geometriye sahip çekme kalıplarında matris/pot çemberi yüzey açılarının artmasının klasik kalıplara göre çok iyi limit çekme oranı elde edildiği belirlenmiştir. Deneysel olarak elde edilen sonuçlar ile sayısal sonuçların yaklaşık değerler olduğu gözlenmiştir.

INVESTIGATION OF DEEP DRAWABILITY OF RECTANGULAR SHAPED CUPS IN DEEP DRAWING DIES

Deep drawing is the process of obtaining three-dimensional containers of certain depths and shapes under pressing forces with the help of drawing molds of sheet materials. In this study, the numerical shaping of rectangular cups in angled deep drawing dies was investigated experimentally and by using the finite element method (FEM). For this purpose, die/blank holder surfaces have α=0°, α=3°, α=6°, α=9°, α=12° and α=15° angles in order to facilitate material flow into the die cavity. The punch and die corner radii are taken as 8 mm. St37 steel sheet with a thickness of 0,9 mm was used as the test material. The experiments were carried out by applying die/blank holder forces of 2500 N, 5000 N, 7500 N and 10000 N. The effects of angles and die/blank holder force on limit drawing ratio, wall thickness and the damage of cups were investigated experimentally and numerically, and optimum punch force was determined. Obtained experimental results were compared with ANSYS results. As a result, it has been determined that the increase in die/blank holder surface angles in drawing dies with rectangular geometry with different angles provides a higher limit drawing rate than conventional dies. It has been seen that the experimental results and numerical results are approximate values.

___

  • [1] Medellín-Castillo HI, García-Zugasti PJ, de Lange DF, Colorado-Alonso FJ. (2013). Analysis of the allowable deep drawing height of rectangular steel parts, Int J Adv Manuf Technol. 66(1–4):371–380.
  • [2] Singh CP, Agnihotri G. (2015). Study of deep drawing process parameters: a review. Int J Sci Res Publ; 5(2):1–15.
  • [3] Aarón Rivas-Menchi A. (2015). Análisis del Efecto de Diversos Parámetros en el Desempeño del Proceso de Embutido de Formas Rectangulares. Master Thesis. México: Universidad Autónoma de San Luis Potosí.
  • [4] Tschaetsch H. (2006). Metal forming practice. New York: Springer;
  • [5] Daxin E, Takaji M, Li Z. (2008). Stress analysis of rectangular cup drawing. J Mater Process Technol, 205(1):469–476.
  • [6] Rivas-Menchi A, Medellín-Castillo HI, de Lange DF, García-Zugasti P, de J. (2014). Influence of geometrical parameters on the maximum deep drawing height of rectangular parts. ASME international mechanical engineering congress and exposition, IMECE2014 November 14-20.
  • [7] García-Zugasti P, de J. (2005). Proceso de Embutido de Productos Rectangulares de Lámina (Estudio Teórico-Práctico). PhD Thesis. México: Universidad de Guanajuato.
  • [8] García C, Celentano D, Flores F, Ponthot JP, Oliva O. (2006). Numerical modelling and experimental validation of steel deep drawing processes: part II: applications. J Mater Process Technol, 172(3):461–471.
  • [9] Groover MP. (2007). Fundamentals of modern manufacturing: materials, processes and systems. New York: Third Edition, John Wiley & Sons, Inc.
  • [10] Choi TH, Huh H. (1999). Sheet metal forming analysis of planar anisotropic materials by a modified membrane finite element method with bending effect. J Mater Process Technol; 89:58–64.
  • [11] Thiruvarudchelvan S, Travis FW, Poh TK. (1999). On the deep drawing of cups with punch and blank-holding forces proportional to a hydraulic pressure. J Mater Process Technol; 92:375–380.
  • [12] Padmanabhana, R., Oliveira, M. C., Baptista, A. J., Alves, J. L., Menezes, L. F., (2009). Blank Design for Deep Drawn Parts Using Parametric NURBS Surfaces, Journal of Materials Processing Technology, vol. 209, 2402–2411.
  • [13] Saxena, R. K. and Dixit, P. M., (2009). Finite element simulation of earing defect in deep drawing, Int J Adv Manuf Technol (2009) 45:219–233
  • [14] Yang, T. S., (2008). Finite Element Analysis of Square Cup Deep Drawing of Pure Titanium Metal Sheet at Elevated, Advanced Design and Manufacture to Gain a Competitive Edge, Springer – Verlag London Limited, 33–42.
  • [15] Demirci, H. I., Esner, C., Yasar, M., (2008). Effect of The Blank Holder Force on Drawing of Aluminum Alloy Square Cup: Theoretical and Experimental Investigation, Journal of Materials Processing Technology, vol. 206, 152–160.
  • [16] Gavas, M. and Izciler, M., (2007). Effect of Blank Holder Gap on Deep Drawing of Square Cups, Materials and Design, vol. 28, 1641–1646.
  • [17] Gavas, M. and Izciler, M., (2006). Design and Application of Blank Holder System with Spiral Spring in Deep Drawing of Square Cups, Journal of Materials Processing Technology, vol.171, 274–282.
  • [18] Menezes, L. F. and Teodosiu, C., (2000).Three-Dimensional Numerical Simulation of The Deep-Drawing Process Using Solid Finite Elements, Journal of Materials Processing Technology, vol. 97, 100–106.
  • [19] Marumo, Y., Saiki, H., Mori, T., (1999). Combined Effects of Strain Hardening Characteristics and Tool Geometry on The Deep-Drawability of Square Aluminum Cups, Journal of Materials Processing Technology, vol. 89–90, 30–36.
  • [20] Marumo, Y. and Saiki, H., (1998). Evaluation of The Forming Limit of Aluminum Square Cups, Journal of Materials Processing Technology, vol. 80–81, 427–432.
  • [21] Rivas-Menchi, A., Medellín-Castillo, H. I., de Lange, D. F., & García-Zugasti, P. D. J. (2018). Performance evaluation of analytical expressions for cylindrical and rectangular deep drawing force estimation. Journal of Manufacturing Processes, 36, 340-350.
  • [22] Choudhari, C. S., & Khasbage, S. S. (2021). Experimental investigation of forming parameters for square cup deep drawing process. Materials Today: Proceedings, 44, 4261- 4267.
  • [23] Aminzahed, I., Mashhadi, M. M., & Sereshk, M. R. V. (2017). Investigation of holder pressure and size effects in micro deep drawing of rectangular work pieces driven by piezoelectric actuator. Materials Science and Engineering: C, 71, 685-689.
  • [24] Tenner, J., Andreas, K., Radius, A., & Merklein, M. (2017). Numerical and experimental investigation of dry deep drawing of aluminum alloys with conventional and coated tool surfaces. Procedia engineering, 207, 2245-2250.
  • [25] Dwivedi, R., & Agnihotri, G. (2017). Study of deep drawing process parameters. Materials Today: Proceedings, 4(2), 820-826.
International Journal of Innovative Engineering Applications-Cover
  • Başlangıç: 2016
  • Yayıncı: Niyazi Özdemir
Sayıdaki Diğer Makaleler

Synthesis of BaTiO3 Via Microwave Method and Applicatıon of PANI/BaTiO3 Nanocomposite as Counter Electrode in High Performance Dye Sensitized Solar Cell

Recep TAŞ, Mahir GÜLEN

Galileo Uydu Sisteminin Bağıl Konum Belirlemeye Katkısının Araştırılması

Sercan BÜLBÜL

Ti6Al4V Malzemesinin Mikro Frezeleme İşleminde Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Kriyojenik Soğutmanın Etkisinin İncelenmesi

Mehmet Akif OYMAK, Erkan BAHÇE, İbrahim GEZER

Seismic Soil-Structure Interaction of a Masonry Structure: Sungurbey Mosque

Fatma Berfin YAMAK, Özgür YILDIZ, Ebru DOĞAN

Minimum Miktarda Yağlama Tekniği İle Frezeleme İşleminde Yüzey Pürüzlülüğünün ANFIS İle Modellenmesi

Ömer ASAL, Ayşegül YALÇINKAYA, Hakan DİLİPAK, Şeymanur ÜNAL

Bir Quadcopterin PID, Adaptif Ve LQR Kontrol Yöntemleri Kullanılarak Yapılan Dinamik Analizi

Ayhan ALTINÖRS, Funda KUZU

Isıl işlem görmüş D2 Soğuk İş Takım Çeliğinin Tel Erozyonda İşlenmesinde Kesme Parametrelerinin Beyaz Tabaka kalınlığı ve Yüzey Sertliğine Etkisi

Mehmet ALTUĞ, Hasan BALLIKAYA

Mikrodalga Yöntemi ile BaTiO3'ün Sentezi ve PANI/BaTiO3 Nanokompozitinin Yüksek Performanslı Boya Duyarlı Güneş Hücresinde Karşıt Elektrod Olarak Uygulaması

Recep TAŞ, Mahir GÜLEN

Açılı Derin Çekme Kalıplarında Dikdörtgen Şekilli Kapların Derin Çekilebilirliğinin Araştırılması

Cebeli OZEK, Hayrettin AKKELEK

AÇILI DERİN ÇEKME KALIPLARINDA DİKDÖRTGEN ŞEKİLLİ KAPLARIN DERİN ÇEKİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Cebeli ÖZEK, Hayrettin AKKELEK