Kesme kalıplarında yüksek zımba hızının AISI 304 sac malzemenin kesme yüzeyi sıcaklığına ve kalitesine olan etkisinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Yıl 2019, Cilt: 34 Sayı: 3, 1427 - 1440, 29.05.2019

Kaan Emre Engin , Ömer Eyercioğlu

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460541

Öz

Kesme prosesinin ana hedefi; iş parçasının minimum enerji harcanarak kesilmesi ve kesilen parçanın iyi bir yüzey kalitesine sahip olmasıdır. Zımba hızı hem yüzey kalitesine, hem de harcanan enerjiye etkisi olan önemli proses parametrelerinden biridir. Bu çalışmada 2 mm kalınlığında AISI 304 paslanmaz çelik levha, sabit bir kesme boşluğu değeri (iş parçası kalınlığının %5’i) ve üç farklı zımba hızı (0,1 m/s, 1 m/s ve 10 m/s) altında kesilmiştir. Aynı zamanda elemanlar yöntemiyle modellemesi de gerçekleştirilmiştir. Zımba hızının, kesme kuvveti, kesme enerjisi ve iş parçası yüzey kalitesi üzerine olan etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak; AISI 304 paslanmaz çeliğin deformasyona karşı göstermiş olduğu direncin, artan zımba hızıyla beraber pekleşmeyi arttırdığı gözlemlenmiştir. Ancak kesilmiş iş parçasının yüzey kalitesinin artması, yüksek deformasyon hızları sonucu oluşan termal etkilerin yüzey kalitesi üzerinde iyileştirici etkilerinin olduğunu ortaya koymuştur.

Anahtar Kelimeler

Yüksek hızlı kesme, zımba hızı; kesme kuvveti; kesme enerjisi; kesme yüzey kalitesi.

Kaynakça

• Sidhu K. B., Peshekhodov I., Behrens B. A., Numerical Modelling of High Speed Blanking Considering Thermoviscoplastic Effects, 3rd International Conference on High Speed Forming, Dortmund-Almanya, 97-106, 11-12 Mart, 2008.
• Totre A., Nishad R., Bodke S., An overview of factors affecting in blanking processes, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering (IJETAE), 3 (3), 390-395, 2013.
• Hambli R., Design of experiment based analysis for sheet metal blanking processes optimization, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 19 (6), 403-410, 2002.
• Quazi T. Z., Shaikh R. S., An overview of clearance optimization in sheet metal blanking process, IJMER, 2 (6), 4547-4558, 2012.
• Marinov V., Manufacturing Processes for Metal Products, Kendall Hunt Publishing Company, Bulgaristan, 2010.
• Grünbaum M., Breitling J., Altan T., Influence of high cutting speeds on the quality of blanked parts, ERC Report, 19, 5-96, 1996.
• Gaudillière C., Ranc N., Larue A., Maillard A., Lorong P., High speed blanking: an experimental method to measure induced cutting forces, Exp. Mech., 53 (7), 1117-1126, 2013.
• Gaudilliere C., Ranc, N., Larue, A., Lorong, P., Investigations in high speed blanking: cutting forces and microscopic observations, EPJ Web of Conferences, 6, 19003, 1-7, 2010.
• Subramonian S., Altan T., Campbell C., Ciocirlan B., Determination of forces in high speed blanking using fem and experiments, J. Mater. Process. Technol., 213 (12), 2184-2190, 2013.
• Lubis Z. D., Mahardika M., Influence of clearance and punch velocity on the quality of pure thin copper sheets blanked parts, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 157 (1), 1-6, 2016.
• Song S.H., Choi W. C. FEM investigation on thermal effects on force in high-speed blanking of mild steel, Int. J. Precis. Eng. Manuf., 17 (5), 631-635, 2016.
• Kanca E., Eyercioglu O., Karahan I. H., Günen A., Göv K., Effects of blanking speed on the shear surface of mild steel (st37), Acta Phys. Pol. A, 130 (1), 370-374, 2016.
• Kanca E., Eyercioglu O., Karahan I.H., Shear-surface improvement of the austenitic stainless steel AISI 304 using high-speed punching. Optoelectron, Adv. Mater. Rapid Commun., 2 (12), 822-827, 2008.
• Hu D. C., Chen M. H., Ouyang J. D., Yin L. M., Finite element analysis of the thermal effect in high-speed blanking of thick sheet metal, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 80 (9), 1481-1487, 2015.
• Nishad R., Totre A., Bodke S., Chauhan A., An overview of the methodologies used in the optimization processes in sheet metal blanking. Int. J. Mech. Eng. Robotic Res., 2 (2), 307-314, 2013.
• Samuel M., FEM simulations and experimental analysis of parameters of influence in the blanking process. J. Mater. Process. Technol., 84 (1-3), 97-106, 1998.
• ASM Aerospace Specification Metals Inc. AISI Type 304 Stainless Steel, from http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MQ304A. Erişim tarihi Şubat 10, 2018.
• Boyer, H. E., Atlas of Stress-strain Curves, ASM International, Ohio, A.B.D., 1987.
• Dixon, P.R. and Parry, D.J., Thermal softening effects in type 224 carbonsteel, Le Journal de Physique IV, 1 (C3), 85-92, 1991.