Çapraz Kamalı Haddeleme Kalıp Tasarımında Uygulanması Gereken Kuvvet Üzerine Etki Eden Parametrelerin İncelenmesi

Yıl 2013, Cilt: 28 Sayı: 3, 0 - , 03.03.2014

Necip Yılmaz Ali Çelik

Öz

Çapraz Kamalı Haddeleme (ÇKH), silindirik iş parçalarının zıt yönde hareket eden iki kalıp arasında yuvarlatılarak eksenel yönde şekil verme işlemidir. Kalıp üzerinde bulunan kamalar sayesinde işparçasına istenilen form verilebilmektedir. Ancak, bu işlemin sorunsuz gerçekleşebilmesi için uygulanması gereken

kuvvetin iyi belirlenmesi gerekmektedir. Aksi takdirde işparçasının dönmek yerine kayması, boyun vermesi, iç çatlakların oluşması ve yüzeyde katmanların oluşması gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu nedenle, ÇKH işleminde etkili olan parametrelerin kalıplara uygulanması gereken yük üzerindeki etkilerini ortaya çıkarmak, kalıp tasarımı ve imalatı için büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, ÇKH kalıplarının tasarımı yapılırken uygulanması gereken kuvvetin belirlenmesinde gerdirme açısı (β), şekil verme açısı (α), haddeleme oranı (δ) ve kalıp hızı (V) gibi parametrelerin en önemli parametreler olduğu görülmüştür. Yapılan çalışmalarda DEFORM 3D paket programı ile benzetim ve analizler gerçekleştirilmiştir. Benzetimler sonucunda, ÇKH kalıbı üzerindeki kesme ve gerdirme bölgelerinde uygulanması gereken kuvvetin diğer bölgeler göre daha fazla olması gerektiği görülmüş ve bu iki bölgedeki radyal ve teğetsel kuvvetler üzerine yoğunlaşılmıştır. Elde edilen sonuçlar varyans analizi (ANOVA) metodu ile ele alınarak parametrelerin birbirleriyle olan etkileşimleri ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Çapraz Kamalı Haddeleme, Modelleme, ANOVA

Kaynakça

• Da Silva, M.L.N., Regone, W., Button, S.T.,
• “Microstructure and Mechanical Properties of
• Microalloyed Steel Forgings Manufactured From
• Cross-Wedge-Rolled Preforms”, Scripta
• Materialia, 54, 213–217, 2006.
• Li, Q., Lovell, M., “Cross Wedge Rolling Failure
• Mechanisms And Industrial Application”.
• Materials Processing Technology, 265-278,
• -
• Dong, Y., Lovell, M., Tagavi, K., “Analysis of
• Slip in Cross-Wedge Rolling: An Experimentally
• Verified Finite-Element Model”, Materials
• Processing Technology, 80/81 273, 1998.
• Wang, M., Li, X., Du, F., “Analysis of Metal
• Forming in Two-Roll Cross Wedge Rolling
• Process Using Finite Element Method”, Iron and
• Steel Research, 16(1), 38-43, 2009.
• Pater, Z., “Finite Element Analysis of Cross
• Wedge Rolling”, Materials Processing
• Technology, 173 201–208, 2006.
• Bai, Z., Ren, G., Zhang, C.J., “The Calculation of
• Deformation Load on Cross Wedge Rolling”,
• Journal of Jilin University of Technology, 3,
• -115, 1989.
• Su, X., Zhang, K., Hu, Z., Yang, C., “Factors
• Affecting Parameters of Force and Energy in
• Cross Wedge Rolling”, Heavy Duty Machine, 4,
• -33, 2002.
• Liu, G., Xu, C., Ren, G., “Research on FEM
• Numerical Simulation of Three Dimension
• Deformation of Cross Wedge Rolling”, Forging
• & Stamping Technology, 6, 32-35, 2001.
• Minting, W., Xuetong, L., Fengshan, D.,
• Yangzeng, Z., “A coupled thermal mechanical
• and microstructural simulation of the cross wedge
• rolling process and experimental verification”,
• Materials Science and Engineering A, 391,
• -312, 2005.
• Pater, Z., “Theoretical Method for Estimation of
• Mean Pressure on Contact Area Between Rolling Tools and Workpiece in Cross Wedge Rolling
• Processes”, J Mechanical Sciences, 39, 233-243,
• -
• Cho, N.S., Na, K.H., “Analysis of the Rotational
• Compression of a Cylindrical Billet in the
• Transverse Rolling” J. Mechanical Working
• Technology, 28(22), 203-216, 1990.
• Hayama, M., “Estimation of Load and Contact
• With in Rotational Compression of Rod”, J.
• Japan Society for Technology of Plasticity, 15
• (157), 141-146, 1974.
• Fu, X.P., Dean, T.A., “Past Developments,
• Current Applications and Trends in the Cross
• Wedge Rolling Process”, Machine Tools and
• Manufacture, 33, 367-400, 1993.
• Yılmaz, N.F., Çelik, A.İ., “Çapraz Kamalı
• Haddeleme Kuvvet Analizi”, 6. Makine Tasarım
• ve İmalat Teknolojileri Kongresi,
• Konya/Türkiye, 2011.
• Choi, S., Na, K.H., Kim, J.H., “Upper Bound
• Analysis of the rotary Forging of a Cylindrical
• Billet” Jornal of Materials Processing
• Technology, 67, 78-82, 1997.
• Dong, Y., A Numerical, Experimental and
• Phenomenological Investigation of Cross-
• Wedge Rolling, PhD thesis, University of
• Kentucky, 1998.