Karmaşık ve içi boş parçaların çapraz kama haddeleme işlemi: Sonlu elemanlar simülasyonları ile kalıp tasarımı

Abstract

Çapraz Kama Haddeleme (ÇKH), düz plakalar ya da merdaneler üzerine oluşturulmuş kamalar ile iş parçalarının deforme edildiği ve genellikle yüksek sıcaklıarda gerçekleştirilen bir metal şekil verme işlemidir. Ancak işlemde meydana gelen hasar yapısının karmaşık olması ve özellikle karmaşık geometriye sahip parçalar için kalıp tasarımının zor olması bu yöntem için dezavantaj sağlamaktadır. Bu çalışmada içi boş ve karmaşık dış geometriye sahip iş parçasının sonlu elemanlar simülasyonları ile ÇKH kalıbı tasarımı ele alınmıştır. Tasarlanan kalıplar ile gerçekleştirile sonlu elemanlar analizleri, iş parçasının tam olarak şekillenip şekillenmediğini belirlemiş ve sonuca göre mevcut kalıp tasarımı en iyilenmiştir. Simülasyonlarda büyük genişletme açısının içi boş iş parçasında eğilmeye sebep olduğu görülmüştür. Ayrıca iş parçası ile kalıp arasında sürtünmenin yetersiz olduğu bölgelerde çentiklerin kullanılması gerektiği belirlenmiştir.

Cross Wedge Rolling (CWR) is a metal forming process in which work pieces are deformed by wedges located on flat plates or rolls and it is generally conducted at elevated temperatures. However, CWR method has disadvantages such as damage evolution during process and difficult tool design for complex parts. In this study, CWR tool design supported with finite element simulations for a hollow complex part is given. Finite element analyses are carried out with designed tools and tool geometry is optimised according to FE results. Simulations show that high stretching angles result in bending of hollow work pieces. It is also seen that serrations should be used in tool-work piece contact areas which have low friction.