Yıl 2019, Cilt 24 , Sayı 2, Sayfalar 157 - 172 2019-08-30

SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ
Determination of Effective Failure Mechanism to Improve Tool Life of Cold Forging Dies

M. Burak TOPARLİ [1]


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. 
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.
  • 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.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Orcid: 0000-0002-5203-5171
Yazar: M. Burak TOPARLİ (Sorumlu Yazar)
Kurum: NORM Ar-Ge Merkezi
Ülke: Turkey


Tarihler

Başvuru Tarihi : 3 Ocak 2019
Kabul Tarihi : 29 Nisan 2019
Yayımlanma Tarihi : 30 Ağustos 2019

Bibtex @araştırma makalesi { uumfd507586, journal = {Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering}, issn = {2148-4147}, eissn = {2148-4155}, address = {}, publisher = {Bursa Uludağ Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {24}, pages = {157 - 172}, doi = {10.17482/uumfd.507586}, title = {SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ}, key = {cite}, author = {TOPARLİ, M. Burak} }
APA TOPARLİ, M . (2019). SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ. Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering , 24 (2) , 157-172 . DOI: 10.17482/uumfd.507586
MLA TOPARLİ, M . "SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ". Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering 24 (2019 ): 157-172 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/uumfd/issue/45830/507586>
Chicago TOPARLİ, M . "SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ". Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering 24 (2019 ): 157-172
RIS TY - JOUR T1 - SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ AU - M. Burak TOPARLİ Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.17482/uumfd.507586 DO - 10.17482/uumfd.507586 T2 - Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering JF - Journal JO - JOR SP - 157 EP - 172 VL - 24 IS - 2 SN - 2148-4147-2148-4155 M3 - doi: 10.17482/uumfd.507586 UR - https://doi.org/10.17482/uumfd.507586 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ %A M. Burak TOPARLİ %T SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ %D 2019 %J Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering %P 2148-4147-2148-4155 %V 24 %N 2 %R doi: 10.17482/uumfd.507586 %U 10.17482/uumfd.507586
ISNAD TOPARLİ, M. Burak . "SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ". Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering 24 / 2 (Ağustos 2019): 157-172 . https://doi.org/10.17482/uumfd.507586
AMA TOPARLİ M . SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ. JFE. 2019; 24(2): 157-172.
Vancouver TOPARLİ M . SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA ÖMÜR ARTIŞI ELDE ETMEK İÇİN BASKIN HASAR MEKANİZMASININ BELİRLENMESİ. Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering. 2019; 24(2): 172-157.