NUMERICAL INVESTIGATION OF FAILURE EVOLUTION ON COLD FORGING DIES

SOĞUK DÖVME KALIPLARINDA MEYDANA GELEN KIRILMA SEBEPLERİNİN NÜMERİK OLARAK İNCELENMESİ

Abstract

Cold forging is one of the plastic deformation methods that is used to produce high strength fasteners. Higher forging forces occur during cold forging operations in contrast to warm or hot forging. These higher forces may cause failure of cold forging dies in low forging cycles. In this study, stress analysis of cold forging dies which failed in low forging cycles during production of medium carbon steel alloy M8 bolts was carried out and reasons of the failure evolution were determined. Numerical simulations of cold forging operation and die stress analysis were conducted by using finite element software SIMUFACT FORMING. Numerical simulations revealed that stresses occurred on the die during forging of the bolt were not high enough to cause any failure. It was also determined that interference fitting value should be close to %0.5 to prevent the fracture on the insert.

Özet

Soğuk dövme özellikle yüksek mukavemetli bağlantı elemanları üretiminde kullanılan plastik şekil verme yöntemlerinden biridir. Dövme işlemi oda sıcaklığında gerçekleştiğinden ılık ve sıcak dövmeye kıyasla çok daha yüksek dövme yükleri ortaya çıkmaktadır. Bu yükler soğuk dövme kalıplarının beklenenden daha düşük çevrimlerde kırılmasına yol açabilir. Bu çalışmada, orta karbonlu çelik alaşımı M8 cıvata üretiminde kullanılan ve düşük çevrimlerde kırılan sabit dövme kalıbı üzerinde oluşan gerilmeler sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak belirlenmiş ve kırılma nedenleri incelenmiştir. Soğuk dövme işlemi ile kalıp gerilme analizleri SIMUFACT FORMING sonlu elemanlar programında gerçekleştirilmiştir. Nümerik simülasyonlar dövme işlemi sırasında kalıp kırılmasına sebep olacak gerilmelerin oluşmadığını göstermiştir. Çekirdek üzerinde kırılma oluşmaması için çekirdek ve zarf arasındaki sıkı geçme değerinin 0,5% civarında olması gerektiği belirlenmiştir.