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

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

1. Da Silva, M.L.N., Regone, W., Button, S.T.,
2. “Microstructure and Mechanical Properties of
3. Microalloyed Steel Forgings Manufactured From
4. Cross-Wedge-Rolled Preforms”, Scripta
5. Materialia, 54, 213–217, 2006.
6. Li, Q., Lovell, M., “Cross Wedge Rolling Failure
7. Mechanisms And Industrial Application”.
8. Materials Processing Technology, 265-278,

9. -
10. Dong, Y., Lovell, M., Tagavi, K., “Analysis of
11. Slip in Cross-Wedge Rolling: An Experimentally
12. Verified Finite-Element Model”, Materials
13. Processing Technology, 80/81 273, 1998.
14. Wang, M., Li, X., Du, F., “Analysis of Metal
15. Forming in Two-Roll Cross Wedge Rolling
16. Process Using Finite Element Method”, Iron and
17. Steel Research, 16(1), 38-43, 2009.
18. Pater, Z., “Finite Element Analysis of Cross
19. Wedge Rolling”, Materials Processing
20. Technology, 173 201–208, 2006.
21. Bai, Z., Ren, G., Zhang, C.J., “The Calculation of
22. Deformation Load on Cross Wedge Rolling”,
23. Journal of Jilin University of Technology, 3,
24. -115, 1989.
25. Su, X., Zhang, K., Hu, Z., Yang, C., “Factors
26. Affecting Parameters of Force and Energy in
27. Cross Wedge Rolling”, Heavy Duty Machine, 4,
28. -33, 2002.
29. Liu, G., Xu, C., Ren, G., “Research on FEM
30. Numerical Simulation of Three Dimension
31. Deformation of Cross Wedge Rolling”, Forging
32. & Stamping Technology, 6, 32-35, 2001.
33. Minting, W., Xuetong, L., Fengshan, D.,
34. Yangzeng, Z., “A coupled thermal mechanical
35. and microstructural simulation of the cross wedge
36. rolling process and experimental verification”,
37. Materials Science and Engineering A, 391,
38. -312, 2005.
39. Pater, Z., “Theoretical Method for Estimation of
40. Mean Pressure on Contact Area Between Rolling Tools and Workpiece in Cross Wedge Rolling
41. Processes”, J Mechanical Sciences, 39, 233-243,
42. -
43. Cho, N.S., Na, K.H., “Analysis of the Rotational
44. Compression of a Cylindrical Billet in the
45. Transverse Rolling” J. Mechanical Working
46. Technology, 28(22), 203-216, 1990.
47. Hayama, M., “Estimation of Load and Contact
48. With in Rotational Compression of Rod”, J.
49. Japan Society for Technology of Plasticity, 15
50. (157), 141-146, 1974.
51. Fu, X.P., Dean, T.A., “Past Developments,
52. Current Applications and Trends in the Cross
53. Wedge Rolling Process”, Machine Tools and
54. Manufacture, 33, 367-400, 1993.
55. Yılmaz, N.F., Çelik, A.İ., “Çapraz Kamalı
56. Haddeleme Kuvvet Analizi”, 6. Makine Tasarım
57. ve İmalat Teknolojileri Kongresi,
58. Konya/Türkiye, 2011.
59. Choi, S., Na, K.H., Kim, J.H., “Upper Bound
60. Analysis of the rotary Forging of a Cylindrical
61. Billet” Jornal of Materials Processing
62. Technology, 67, 78-82, 1997.
63. Dong, Y., A Numerical, Experimental and
64. Phenomenological Investigation of Cross-
65. Wedge Rolling, PhD thesis, University of
66. Kentucky, 1998.