Derin çekme prosesinde flanş ve radyüs bölgelerinde sürtünme katsayılarının deneysel olarak belirlenmesi

Abstract

Derin çekme prosesi için yapılan analizlerde kalıbın flanş ve radyüs bölgeleri için genellikle tek bir sürtünme katsayısı alınmaktadır. Gerçekte bu bölgelerin sac malzeme ile olan sürtünme katsayıları birbirinden farklıdır. Farklı bölgeler için tek bir sürtünme katsayısı alınması gerçekten uzak analizler yapılmasına neden olacaktır.Bu tez çalışmasında, derin çekme prosesini etkileyen önemli parametrelerden olan sürtünme katsayı, flanş ve radyüs bölgeleri için deneysel olarak belirlenmiştir. Bu amaçla bu bölgelerdeki sürtünme katsayılarının her ikisini de belirleyebilecek bir aparat tasarlanıp imal edilmiştir. Yapılan testler sonucunda, flanş ve radyüs bölgelerinin sac malzeme ile sürtünme katsayıları birbirinden önemli ölçüde farklı elde edilmiştir. Bu durumda derin çekme analizlerinde, flanş ve radyüs bölgeleri için malzeme ile kalıplar arasında farklı sürtünme katsayılarının kullanılmasının gerçeğe yakın sonuçlar vereceği ve bu sayede kalıp tasarımında ve proses analizlerinde deneme yanılma yönteminde kaybolan zaman, iş gücü ve maliyetin azaltılabileceği sonucuna varılmıştır. Ayrıca bu tez çalışmasında, derin çekme prosesinde flanş ve radyüs bölgesi ile sac malzeme arasındaki sürtünme katsayılarına etki eden parametreler ANOVA analizi yöntemi ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, flanş ve radyüs bölgeleri için yağlayıcının oldukça etkili bir parametre olduğu tespit edilmiştir. Kuru sürtünme durumunda sürtünme katsayısı 0.38 gibi yüksek bir değerde iken, 2 adet PE + WISURA marka yağlayıcı kullanılması durumunda sürtünme katsayısı 0.07 değerlerine kadar düşmektedir. Yağlayıcının etkisinden başka, flanş bölgesi ve radyüs bölgesi için yüzey pürüzlülüğü, baskı plakası kuvveti ve çekme hızının etkisinin olmadığı, ancak radyüs bölgesi için kalıp radyüsünün sürtünme katsayısı üzerinde az da olsa etkisinin olduğu belirlenmiştir.

Generally a single friction coefficient is taken into account for the flange and radius regions of the mold during the conducted analyses for the deep drawing process. In the reality, friction factor of these regions related with sheet metal material is different from the aforementioned one. Utilization of a single friction factor for different regions would lead to performing of unreal analyses. In this master thesis study, flange and radius regions friction coefficients as one of the most important parameters affecting deep drawing process were determined experimentally. An apparatus was designed and implemented in order to detect both friction coefficients in aforementioned regions. After the tests, it was realized that the friction coefficients to be determined are different from each other at a considerable rate. By the help of the determined friction coefficients for flange and radius regions contacting to sheet metal material, it was concluded that deep drawing analyses can yield more accurate results, and hence time, work power and money consumption because of trial and error process can be eliminated during mold design and process analyses. Additionally parameters affecting flange and radius regions friction coefficients contacting to sheet metal material were examined via ANOVA analysis method. According to the results, lubricants are found to be an effective parameter for the flange and radius regions. Dry friction coefficient was measured as 0.38 while it decreased to 0.07 when two PE + WISURA lubricant were applied. Other than the effects of lubricant, surface roughness, pressure plate force and drawing speed were found to have no effect for flange and radius regions however a small effect of mold radius was detected to be effective for radius region in respect of friction coefficient.