Farklı Bükme Yöntemleri Uygulanarak V Bükme Kalıplarında AA 5754-O Sac Malzeme ile Elde Edilen Numunelerin Geri Esneme Miktarının Tespiti

Bu çalışmada, endüstriyel ürünlerde yaygın olarak tercih edilen AA 5754-O sac malzemesine Deneysel Yöntem (DY) ve Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) ile farklı V bükme yöntemleri kullanılarak şekillendirme işlemi uygulanmıştır. Çalışmada zımba uç yarıçapları 2 mm, 4 mm ve 6 mm olan 60⁰, 90⁰ ve 120⁰lik V şeklinde kalıplar tercih edilmiş, hadde yönü 0⁰, 45⁰ ve 90⁰ olan 1 mm ve 2 mm kalınlığındaki saclar bükülmüş, bilgisayar ortamında değerlendirilerek geri esneme grafikleri hazırlanmıştır. Literatürde sıklıkla uygulanan dört farklı bükme yöntemi, iki farklı kalınlıktaki alüminyum sac malzemeler için en az 3er tane olmak üzere 650 adet deney numunesi DY uygulanarak bükülmüştür. Aynı bükme yöntemleri ile yaklaşık 18 adet deney numunesi SEY uygulanarak bükülmüştür. Grafiklerin kullanılabilirliği tartışılarak geri esneme değerleri açısından dört farklı bükme metodu içerisinden ikisinin uygun olmadığı tespit edilmiştir. Deneylerden elde edilen veriler incelendiğinde sac malzeme kalınlığının artmasının ve zımbanın kalıp üzerinde yüklü bekleme süresinin geri esnemeyi azalttığı, sac malzemenin hadde yönünün geri esnemede etkili olduğu, zımba uç yarıçapının artmasıyla geri esnemenin azaldığı, DY ile SEYin sonuçlarının birbiri ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir.

Determination of Springback Amount of the AA5754-O Sheet Material Parts Using Different Bending Methods on V Bending Dies

In this study, a forming process was applied to AA 5754-O sheet materials that are frequently used in the industry with Experimental Method (EM), using different V bending methods. The AA 5754-O sheets with a thickness of 1 mm and 2 mm and the rolling directions of 0°, 45°, and 90° were used. The V shaped dies of angles 60°, 90°, and 120° having punch radiuses of 2 mm, 4mm, and 6 mm respectively were bended. By using EM, four different bending methods were applied on 650 specimens and for the each case the experiment was performed three times. To compare the results, 18 specimens were tested by applying different bending methods, using Finite Elements Method (FEM). The results were obtained in the form of numerical values and to analyse the results the graphs were plotted for each condition. The results showed that, out of four bending methods two methods are inconvenient in terms of their springback amount and the rolling directions of the sheet materials have an impact on the springback amount. It was also observed that the increase in the thickness of the sheet material and the duration of keeping the punch on the die decreases the springback values. The results obtained through EM and FEM were in good agreement.

PDF

___

[1] Li KP, Carden WP, Wagoner RH., Simulation of Springback, International Journal of Mech Sci., 44: 103-122, 2002.
[2] Carden WD, Geng LM, Matlock DK, Wagoner R.H., Measurement of Springback, International Journal of Mech Sci., 44: 79-101, 2002.
[3] Schey, J. E., Introduction to Manufacturing Processes, McGraw-Hill, New York, 1987.
[4] Yenice, M. M. Bükme ile Şekillendirilen Saclarda Geri Yaylanma Davranışının İncelenmesi, Uludağ üniversitesi, 2006.
[5] Kalpakjian, S., Manufacturing Engineering and Technology, Prentice Hall., A.B.D., 2000. [6] Tan, Z., Persson, B. ve Magnusson, C., Empiric Model for Controlling Springback in V-Die Bending
of Sheet Metals, Journal of Materials Processing Technology, 34, (1-4): 449-455, 1992.
[7] Ostergaart, D., E., Basic Die Making, Ankara, 38-86, 1977.
[8] Ötü, R., Demirci, H. İ., 60°lik V Bükme Kalıbında AA5754-O Ve AA1050-O Sac Malzemelerin Farklı Bükme Metotları Kullanılarak Geri Esneme Miktarının Tespiti, International Iron & Steel Symposium, Karabük, 02-04 April 2012.
[9] Tekaslan Ö., Şeker U., Pirinç Sac Malzemelerin Geri Esneme Miktarlarının Tespiti, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS09), Karabük, Türkiye, 13-15 Mayıs 2009.
[10] Tekaslan, Ö.,Şeker, U. ve Gerger, N., Bükme Kalıplarında 0,75 mm Kalınlığındaki Çelik Sac Malzemenin Geri Esneme Miktarlarının Belirlenmesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 13 (1): 15-22, 2007.
[11] Tekaslan, Ö.,Nedim, G. ve Şeker, U., V Bükme Kalıplarında Bakır Sac Malzemelerin Geri Esneme Miktarlarının Tespiti, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der.,Ankara, 23 (1): 231-238, 2008.
[12] Tekaslan, Ö., Şeker, U., Özdemir, A., Determining Springback Amount of Steel Sheet Metal Has 0,5 mm Thickness in Bending Dies, Materials and Desing, 27: 251-258, 2006.
[13] Tekaslan, Ö., Gerger N., Şeker, U., Determination of Spring-Back of Stainless Steel Sheet Metal in V Bending Dies, Materials and Desing, 29: 1043-1050, 2008.
[14] Shu, J. and Hung, C., Finite Element Analysis and Optimization of Springback Reduction: The Double-Bend Technique, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Taiwan, 36 (4): 423- 434, 1996.
[15] Narasimhan, N. ve Lovell, M., Predicting Springback in Sheet Metal Forming: An Explicit to Implicit Sequential Solution Procedure, Finite Elements in Analysis and Design, 33: 29-42, 1999.
[16] Arslan, B., Geri Esnemenin Sac Parçaların Biçim Tamlığı Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi ve Sonlu Elemanlar Yöntemi Uygulamaları ile Değerlendirilmesi, Yıldız Teknik Üniversitesi, 2007.
[17] Lee S. W., Yang D. Y., An Assessment of Numerical Parameters Influencing Springback in Explicit Finite Element Analysis of Sheet Metal Forming Process, Journal Mater. Process. Technol., 80-81: 60- 67, 1998.
[18] Papeleux L., Ponthot J. P., Finite Element Simulation of Springback in Sheet Metal Forming, Journal Mater. Process. Technol., 125-126: 785-791, 2002.
[19] Onate E., Rojek J., Garino C. G., Numıstamp: A Research Project for Assessment of Finite-Element Models for Stamping Processes, Journal Mater. Process. Technol., 50: 17-38, 1995.
[20] Toros S., Ece E. R., Öztürk F.*, Alkan M., 5754-O Al-Mg Alaşımında Ön Gerilmenin Geri Esnemeye Etkisinin Deneysel ve Sonlu Elemanlar Yöntemiyle incelenmesi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 6: 1-9, 2009.
[21] Gan, W. and Wagoner, R. H., Die Design Method For Sheet Springback, International Journal of Mechanical Sciences, 46 (1-7): 1097-1113, 2004.
[22] Karafillis A. P., Boyce M. C., Tooling Design in Sheet Metal Forming Using Springback Calculations, International Journal Mach. Sci., vol. 34: 503-526, 1992.
[23] Karafillis A. P., Boyce M. C., Tooling and Binder Design for Sheet Metal Forming Processes Compensating Springback Error, International Journal Mach. Tools Manufact., 36: 503-526, 1996.
[24] Samuel M., Experimental and Numerical Prediction of Springback and Side Wall Curl in U- Bendings of Anisotropic Sheet Metals, Journal Mater. Process. Technol., 105: 382-393, 2000.
[25] Cho J. R., Moon S. J., Moon Y.H., Kang S. S., Finite Element Investigation on Spring-Back Characteristics in Sheet Metal U-Bending Process, Journal Mater. Process. Technol., 141: 109-116, 2003.
[26] Naceur H., Guo Y. Q., Ben-Elech, S., Response Surface Methodology For Design of Sheet Forming Parameters To Control Springback Effects, Computers & Structures., 84: 1651-1663, 2006.
[27] Tekkaya A. E., Satate-of-the-art Simulation of Sheet Metal Forming, Journal Mater. Process. Technol. 103: 14-22, 2000.
[28] Finn M. J., Galbraith P. C., Wu L., Hallquist J. O., Lum L., Lin T. L., Use of Coupled Explicit Implicit Solver for Calculating Springback in Automotive Body Panels, Journal Mater. Process. Technol. 50: 395-409, 1995.
[29] Aşkar, E., Hidrostatik Basınçla Al 5754 ve Al 1050 Saclarının Küçük Çapta Şekillendirilmesi, Karabük Üniversitesi, 2010.
[30] Cerit, A., M., , Makine Mühendisliği El Kitabı, Maya Matbaacılık Yayıncılık Ltd. Şti., Ankara, 8: 458-489, 1976.
[31] Güneş, A., T., Pres İşleri Tekniği, Erk Yayıncılık, Ankara, 1: 184-241, 1989.