ÇAPRAZ KAMALI HADDELEME KALIP TASARIMINDA UYGULANMASI GEREKEN KUVVET ÜZERİNE ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

INVESTIGATION OF THE EFFECTING PARAMETERS ON LOAD REQUIREMENT OF CROSS WEDGE ROLLING DIE DESIGN

Özet

Çapraz Kamalı Haddeleme (ÇKH), silindirik iş parçalarının zıt yönde hareket eden iki kalıp arasında yuvarlatılarak eksenel yönde şekil verme işlemidir. Kalıp üzerinde bulunan kamalar sayesinde işparçasına istenilen form verilebilmektedir. Ancak, bu işlemin sorunsuz gerçekleşebilmesi için uygulanması gereken kuvvetin iyi belirlenmesi gerekmektedir. Aksi takdirde işparçasının dönmek yerine kayması, boyun vermesi, iç çatlakların oluşması ve yüzeyde katmanların oluşması gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu nedenle, ÇKH işleminde etkili olan parametrelerin kalıplara uygulanması gereken yük üzerindeki etkilerini ortaya çıkarmak, kalıp tasarımı ve imalatı için büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, ÇKH kalıplarının tasarımı yapılırken uygulanması gereken kuvvetin belirlenmesinde gerdirme açısı (β), şekil verme açısı (α), haddeleme oranı (δ) ve kalıp hızı (V) gibi parametrelerin en önemli parametreler olduğu görülmüştür. Yapılan çalışmalarda DEFORM 3D paket programı ile benzetim ve analizler gerçekleştirilmiştir. Benzetimler sonucunda, ÇKH kalıbı üzerindeki kesme ve gerdirme bölgelerinde uygulanması gereken kuvvetin diğer bölgeler göre daha fazla olması gerektiği görülmüş ve bu iki bölgedeki radyal ve teğetsel kuvvetler üzerine yoğunlaşılmıştır. Elde edilen sonuçlar varyans analizi (ANOVA) metodu ile ele alınarak parametrelerin birbirleriyle olan etkileşimleri ortaya konulmuştur.

Abstract

Cross wedge rolling (CWR) is a process that a cylindrical workpiece is plastically deformed into another axisymmetric shape by the action of two wedge tools moving relative to each other. As a result of the process, initial profile is transformed into round profile by the wedges mounted on the die. In order to perform the defect free process, rolling loads should be well determined in accordance with the movement. Otherwise, instead of rotation around its own axis workpiece may slide and also necking and internal cracks may occur. In this work, the most important process parameters influencing the loads such as stretching angle (β), forming angle (α), reduction ratio (δ) and die velocity (V) are determined as varying parameters. Within this work, different cross wedge rolling conditions have been simulated and analyzed by DEFORM 3D package program. It is realized that two most important zones are knifing and stretching zones. Considerable effort has been paid for the analysis of these two zones. Load requirement of knifing and stretching zones has been successfully identified by its radial and tangential components. Results are discussed by using analysis of variance (ANOVA) method to manifest the interactions of the parameters.