Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ

Yıl 2019, , 157 - 172, 30.08.2019
https://doi.org/10.17482/uumfd.507586

Öz

Bu
çalışma kapsamında soğuk dövme yöntemiyle üretilen M10x16 konik kafa
T50 soketli bağlantı elemanının
üretiminde kullanılan soğuk dövme kalıpları ele alınmıştır. Üretim hattında düşük
çevrimde kırıldığı tespit edilen zımba adaptörü için detaylı çalışmalar yürütülmüştür.
Üretimden alınan hasarlı kalıplar incelenmiş ve sonlu elemanlar yöntemi
kullanılarak şekillenme ve kalıp analizi simülasyonları gerçekleştirilmiştir. İlgili
çalışmalar göz önünde bulundurularak kalıp tasarımı revize edilmiş ve kalıp
ömründe yaklaşık 20 kat iyileşme elde edilmiştir. Revize edilen ve üretimde
kullanılmış hasarlı kalıplar için incelemeler tekrarlanmış ve baskın hasar
mekanizmasının değiştiği tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalar kapsamında, soğuk
dövme kalıplarında ömür artışı elde edilmesi için baskın hasar mekanizmasının
ortaya çıkarılması ve karşı tedbir alınması gerektiği ve bu döngünün hedeflenen
kalıp ömrü elde edilene kadar devam edilmesi gerektiği ortaya konmuştur. 

Kaynakça

  • 1. Alimi, A., J. Fajoui, M. Kchaou, S. Branchu, R. Elleuch and F. Jacquemin (2016) Multi-scale hot working tool damage (X40CrMoV5-1) analysis in relation to the forging process, Engineering Failure Analysis, 62, 142-155. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2015.11.031.
  • 2. Altan, T. and M. Knoerr (1992) Application of the 2D finite element method to simulation of cold-forging processes, Journal of Materials Processing Technology, 35(3), 275-302. DOI: https://doi.org/10.1016/0924-0136(92)90323-K.
  • 3. Behrens, B. A. (2008) Finite element analysis of die wear in hot forging processes, CIRP Annals, 57(1), 305-308. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2008.03.087.
  • 4. Behrens, B. A., A. Bouguecha, M. Vucetic, M. Bonhage and I. Y. Malik (2016) Numerical Investigation for the Design of a Hot Forging Die with Integrated Cooling Channels, Procedia Technology, 26, 51-58. DOI: https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.08.008.
  • 5. Chang, S.-H., S.-C. Lee and T.-P. Tang (2008) Effect of Shot Peening Treatment on Forging Die Life, MATERIALS TRANSACTIONS, 49(3), 619-623. DOI: 10.2320/matertrans.MER2007622.
  • 6. Kim, D. H., H. C. Lee, B. M. Kim and K. H. Kim (2005) Estimation of die service life against plastic deformation and wear during hot forging processes, Journal of Materials Processing Technology, 166(3), 372-380. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.07.103.
  • 7. Knoerr, M., K. Lange and T. Altan (1994) Fatigue failure of cold forging tooling: causes and possible solutions through fatigue analysis, Journal of Materials Processing Technology, 46(1), 57-71. DOI: https://doi.org/10.1016/0924-0136(94)90102-3.
  • 8. Lee, R. S. and J. L. Jou (2003) Application of numerical simulation for wear analysis of warm forging die, Journal of Materials Processing Technology, 140(1), 43-48. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00723-4.
  • 9. Luong, H. and M. R. Hill (2009) The effects of laser peening and shot peening on high cycle fatigue in 7050-T7451 aluminum alloy, Materials Science and Engineering: A, 527(3), 699-707.
  • 10. McCormack, C. and J. Monaghan (2001) A finite element analysis of cold-forging dies using two- and three-dimensional models, Journal of Materials Processing Technology, 118(1), 286-292. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(01)00960-8.
  • 11. Nagao, Y., M. Knoerr and T. Altan (1994) Improvement of tool life in cold forging of complex automotive parts, Journal of Materials Processing Technology, 46(1), 73-85. DOI: https://doi.org/10.1016/0924-0136(94)90103-1.
  • 12. Peyre, P., R. Fabbro, P. Merrien and H. P. Lieurade (1996) Laser shock processing of aluminium alloys. Application to high cycle fatigue behaviour, Materials Science and Engineering A, 210(1-2), 102-113.
  • 13. Summerville, E., K. Venkatesan and C. Subramanian (1995) Wear processes in hot forging press tools, Materials & Design, 16(5), 289-294. DOI: https://doi.org/10.1016/0261-3069(96)00010-6.
  • 14. Toparli, M. B., S. Yurtdaş, E. Kılınçdemir and B. Tanrıkulu (2018) Residual Stresses: Friend or Foe? FORGE Magazine.
  • 15. Vazquez, V., D. Hannan and T. Altan (2000) Tool life in cold forging – an example of design improvement to increase service life, Journal of Materials Processing Technology, 98(1), 90-96. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(99)00309-X.
  • 16. Wagner, K., R. Völkl and U. Engel (2008) Tool life enhancement in cold forging by locally optimized surfaces, Journal of Materials Processing Technology, 201(1), 2-8. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.11.152.
  • 17. Yurtdaş, S., M. B. Toparli, T. Damla, B. Tanrıkulu, E. Kılınçdemir, U. İnce and L. Aydın (2018) A Comparative Study of Metal Shaping Processes Between Forging and Machining The Most Recent Studies in Science and Art, H. Arapgirlioglu, A. Atik, S. Hiziroglu, R. Elliott and D. Atik. Ankara, Turkey, Gece Publishing. 2: 1462-1471.

Determination of Effective Failure Mechanism to Improve Tool Life of Cold Forging Dies

Yıl 2019, , 157 - 172, 30.08.2019
https://doi.org/10.17482/uumfd.507586

Öz

In this study, production tools of cold forged M10x16 conic
head fasteners with T50 socket were investigated. Punch adapter, one of the
production tools of the investigated fastener, was examined due to early
failure observed during production. Failed punch adapters were examined and
finite element simulations were carried out. Based on the detailed examination,
the design of the punch adaptor was revised and approximately 20 times life
enhancement was achieved. The failed punch adaptor after design improvement was
re-investigated and it was shown that the effective failure mechanism acting on
the punch adaptor was changed. According to investigations carried out in this
study, it was shown that tool life enhancement could be obtained by determining
the effective failure mechanism and applying countermeasures. This procedure
has to be carried out until the target service life is achieved.

Kaynakça

  • 1. Alimi, A., J. Fajoui, M. Kchaou, S. Branchu, R. Elleuch and F. Jacquemin (2016) Multi-scale hot working tool damage (X40CrMoV5-1) analysis in relation to the forging process, Engineering Failure Analysis, 62, 142-155. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2015.11.031.
  • 2. Altan, T. and M. Knoerr (1992) Application of the 2D finite element method to simulation of cold-forging processes, Journal of Materials Processing Technology, 35(3), 275-302. DOI: https://doi.org/10.1016/0924-0136(92)90323-K.
  • 3. Behrens, B. A. (2008) Finite element analysis of die wear in hot forging processes, CIRP Annals, 57(1), 305-308. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2008.03.087.
  • 4. Behrens, B. A., A. Bouguecha, M. Vucetic, M. Bonhage and I. Y. Malik (2016) Numerical Investigation for the Design of a Hot Forging Die with Integrated Cooling Channels, Procedia Technology, 26, 51-58. DOI: https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.08.008.
  • 5. Chang, S.-H., S.-C. Lee and T.-P. Tang (2008) Effect of Shot Peening Treatment on Forging Die Life, MATERIALS TRANSACTIONS, 49(3), 619-623. DOI: 10.2320/matertrans.MER2007622.
  • 6. Kim, D. H., H. C. Lee, B. M. Kim and K. H. Kim (2005) Estimation of die service life against plastic deformation and wear during hot forging processes, Journal of Materials Processing Technology, 166(3), 372-380. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.07.103.
  • 7. Knoerr, M., K. Lange and T. Altan (1994) Fatigue failure of cold forging tooling: causes and possible solutions through fatigue analysis, Journal of Materials Processing Technology, 46(1), 57-71. DOI: https://doi.org/10.1016/0924-0136(94)90102-3.
  • 8. Lee, R. S. and J. L. Jou (2003) Application of numerical simulation for wear analysis of warm forging die, Journal of Materials Processing Technology, 140(1), 43-48. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00723-4.
  • 9. Luong, H. and M. R. Hill (2009) The effects of laser peening and shot peening on high cycle fatigue in 7050-T7451 aluminum alloy, Materials Science and Engineering: A, 527(3), 699-707.
  • 10. McCormack, C. and J. Monaghan (2001) A finite element analysis of cold-forging dies using two- and three-dimensional models, Journal of Materials Processing Technology, 118(1), 286-292. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(01)00960-8.
  • 11. Nagao, Y., M. Knoerr and T. Altan (1994) Improvement of tool life in cold forging of complex automotive parts, Journal of Materials Processing Technology, 46(1), 73-85. DOI: https://doi.org/10.1016/0924-0136(94)90103-1.
  • 12. Peyre, P., R. Fabbro, P. Merrien and H. P. Lieurade (1996) Laser shock processing of aluminium alloys. Application to high cycle fatigue behaviour, Materials Science and Engineering A, 210(1-2), 102-113.
  • 13. Summerville, E., K. Venkatesan and C. Subramanian (1995) Wear processes in hot forging press tools, Materials & Design, 16(5), 289-294. DOI: https://doi.org/10.1016/0261-3069(96)00010-6.
  • 14. Toparli, M. B., S. Yurtdaş, E. Kılınçdemir and B. Tanrıkulu (2018) Residual Stresses: Friend or Foe? FORGE Magazine.
  • 15. Vazquez, V., D. Hannan and T. Altan (2000) Tool life in cold forging – an example of design improvement to increase service life, Journal of Materials Processing Technology, 98(1), 90-96. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(99)00309-X.
  • 16. Wagner, K., R. Völkl and U. Engel (2008) Tool life enhancement in cold forging by locally optimized surfaces, Journal of Materials Processing Technology, 201(1), 2-8. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.11.152.
  • 17. Yurtdaş, S., M. B. Toparli, T. Damla, B. Tanrıkulu, E. Kılınçdemir, U. İnce and L. Aydın (2018) A Comparative Study of Metal Shaping Processes Between Forging and Machining The Most Recent Studies in Science and Art, H. Arapgirlioglu, A. Atik, S. Hiziroglu, R. Elliott and D. Atik. Ankara, Turkey, Gece Publishing. 2: 1462-1471.
Toplam 17 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

M. Burak Toparli 0000-0002-5203-5171

Yayımlanma Tarihi 30 Ağustos 2019
Gönderilme Tarihi 3 Ocak 2019
Kabul Tarihi 29 Nisan 2019
Yayımlandığı Sayı Yıl 2019

Kaynak Göster

APA Toparli, M. B. (2019). SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 24(2), 157-172. https://doi.org/10.17482/uumfd.507586
AMA Toparli MB. SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ. UUJFE. Ağustos 2019;24(2):157-172. doi:10.17482/uumfd.507586
Chicago Toparli, M. Burak. “SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 24, sy. 2 (Ağustos 2019): 157-72. https://doi.org/10.17482/uumfd.507586.
EndNote Toparli MB (01 Ağustos 2019) SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 24 2 157–172.
IEEE M. B. Toparli, “SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ”, UUJFE, c. 24, sy. 2, ss. 157–172, 2019, doi: 10.17482/uumfd.507586.
ISNAD Toparli, M. Burak. “SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 24/2 (Ağustos 2019), 157-172. https://doi.org/10.17482/uumfd.507586.
JAMA Toparli MB. SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ. UUJFE. 2019;24:157–172.
MLA Toparli, M. Burak. “SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 24, sy. 2, 2019, ss. 157-72, doi:10.17482/uumfd.507586.
Vancouver Toparli MB. SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ. UUJFE. 2019;24(2):157-72.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr