Hidromekanik derin çekmede proses penceresinin belirlenmesi

Abstract

Sac parça üretiminde malzemelerin şekillendirilebilirliğinin artırılmasında kullanılan en etkili yöntemlerden birisi Hidromekanik Derin Çekme (HDÇ) işlemidir. Bu yöntemde, sac malzeme ıstampa yardımıyla derin çekilirken sacın karşı tarafından sıvı basıncı uygulanır. Uygulanan karşı yöndeki basınçla birlikte sac ve ıstampa arasındaki artan sürtünme kuvveti, gerilmelerin lokalleşmesini engelleyerek yırtılma hasarını geciktirmekte ve sac malzemelerin sınır çekme oranını önemli ölçüde artırmaktadır. Klasik derin çekme ile 2 civarında olan sınır çekme oranı hidromekanik derin çekme prosesinde 2.75'lere kadar artmaktadır. HDÇ prosesinde ıstampanın hareket miktarına bağlı olarak değişken bir şekilde uygulanması gereken sıvı basıncı ve baskı plakası kuvveti optimum değerlerinin (yükleme profillerinin) belirlenmesi zor bir iştir. Uygun yükleme profillerinin kullanılmaması durumunda parçada yırtılma ya da buruşma hasarı oluşabilmektedir. Bu nedenle hedef parçanın imalat sürecinde nasıl davranışlar sergileyeceğini (maksimum incelme, yırtılma, buruşma ve basınç kaçakları) ve üretim kalitesini etkileyecek parametre değerlerinin nasıl değiştiğini gösteren diyagramlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu diyagramlara Proses Penceresi (PP) adı verilmektedir. PP'den faydalanılarak iş parçaları optimum kalitede üretilebilir.Bu tez çalışmasında proses penceresi kullanılmadan HDÇ işlemiyle buruşmalı olarak üretilebilen AISI 304 paslanmaz çelik çaydanlık parçasının buruşma olmadan üretimi için PP elde edilmiştir. Çaydanlığın hasarsız üretilebilmesi için gerekli olan sıvı basıncı ve baskı plakası kuvveti PP'leri nümerik olarak oluşturulmuştur. Elde edilen PP'ler deneylerle doğrulanmıştır. Sonuç olarak PP'ler kullanılarak çaydanlık parçasında oluşan buruşma hasarı oldukça azaltılarak parça üretimi başarıyla gerçekleştirilmiştir.

Hydromechanical Deep Drawing (HDD) is one of the most effective methods used to increase the formability of materials in sheet metal production. In this method, the liquid pressure is applied from the opposite side of the sheet while the sheet material is deep drawn with the help of stamping. The increased frictional force between the sheet and the stamp which is caused by the pressure in the opposite direction, prevents the localization of the stresses, delays the tear damage and significantly increases the limit drawing ratio of the sheet materials. The limit drawing ratio value which is around 2 in classical deep drawing process, can be increased up to 2.75 in the hydromechanical deep-drawing process.Determining the optimum values (loading profiles) of fluid pressure and blank holder force, which must be applied varyingly depending on the amount of punch movement in the HDC process, is a difficult task. If proper loading profiles are not used, tearing or wrinkling damage may occur in the part. Therefore, diagrams are needed to show how the target part will behave in the manufacturing process (maximum thinning, tearing, wrinkling and pressure leaks) and how the parameter values that will affect the production quality have changed. These diagrams are called Process Window (PW). By using PW, workpieces can be produced in optimum quality.In this thesis, PW was obtained for the production of AISI 304 stainless steel teapot part without wrinkling, which can be produced wrinkled by the HDD process without applying process window. The liquid pressure and blank holder force required to produce the teapot without damage, process windows are numerically created. The obtained PW's obtained were confirmed by experiments. As a result, the wrinkle damage in the teapot part was decreased by using PWs and the part production was successfully realized.