Yıl: 2020 Cilt: 35 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 2161 - 2182 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.557796 İndeks Tarihi: 15-01-2021

Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi

Öz:
Bu çalışmada sac ürün üretiminde, hızlı ve ekonomik üretim talebini karşılamak için, klasik derin çekmeyle birçokkademede üretilen çaydanlığın daha az kademede üretilmesi amacıyla hidroşekillendirme kalıplarının tasarım ve imalatıgerçekleştirilmiştir. Kalıp ve yöntem parametrelerinin belirlenmesinde bulanık mantık algoritmalarına dayalı adaptifkontrol uygulamalı Sonlu Elemanlar Analizleri kullanılmıştır. Endüstriyel ürünün üretilmesi için gerekli büyük boyutlu,çok maliyetli, 1:1 ölçekli kalıplar üretilmeden önce, daha düşük maliyetli 1:4 ölçekli kalıplar üretilerek laboratuvarpresinde belirlenen kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemiyle 1:1 ölçekli kalıplarda geçerliliği araştırılmıştır.Bu amaca ulaşmak için 100 MPa sıvı basıncı ve 10000 kN kapasiteli sanayi tipi sac hidroşekillendirme presi kullanılmıştır.Laboratuvar çalışmaları sonunda, 1:4 ölçekli kalıplardan elde edilen kalıp ve yöntem parametreleri kullanılarak 1:1 ölçeklikalıplarla hidromekanik sıvama yöntemi uygulanmıştır. Klasik sıvamayla 4 kademede şekillendirilebilen çaydanlıkhidromekanik sıvama yöntemiyle tek kademede başarıyla üretilebilmiştir. Böylece endüstriyel ürünün üretilmesi içingerekli olan 1:1 ölçekli kalıplar üretilmeden önce benzetim kurallarına uygun olarak 1:4 ölçekli model kalıplarlasızdırmazlık sistemi ve yöntem parametrelerinin belirlenmesiyle maliyete önemli katkı sağlanmıştır. Çaydanlıkhidromekanik sıvama yöntemiyle tek kademede 50 saniyede üretilerek, klasik sıvamaya göre üretim hızı yaklaşık %20artırılmıştır. Hidromekanik sıvama yöntemiyle üretilen çaydanlığın klasik sıvamayla üretilene göre, kalınlık dağılımınınüniform olduğu ve geometrik toleransların yaklaşık aynı olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelime:

Determination of die and process parameters of hydromechanical deep drawing using analogy method

Öz:
In this study, in order to meet the demand for fast and economical production of sheet metal products, the design and manufacture of hydroforming dies have been carried out in order to reduce the number of operations in production of teapot, which is produced with many operations by conventional deep drawing. Integrated adaptive FEA and fuzzy logic control algorithm were used for determine die and process parameters. Prior to the manufacturing of large sized and therefore costly 1:1 scale dies required for the production of industrial products, the validity of the die and process parameters determined by the laboratory press with low cost 1:4 scale dies in the Hydromechanical Deep Drawing (HDD) method was investigated using 1:1 scale dies by means of the analogy method. To achieve this goal, an industrial sheet hydroforming press with capacity of 100 MPa fluid pressure and 10000 kN was used. At the end of the laboratory works, HDD was applied with 1:1 scale dies using the die and process parameters obtained from 1:4 scale dies. The teapot, which can be formed in four stages with conventional drawing, could be successfully produced in only one stage with HDD. So, before the manufacturing of the 1:1 scale dies required for the production of the industrial product, a significant contribution has been made by determination of sealing system and process parameters using 1:4 scale model dies in accordance with the simulation rules. The teapot could be produced in 50 seconds with HDD. In this case, the production rate was increased by about 20% with conventional deep drawing process. It was seen that the thickness distribution of the teapot produced with HDD was more uniform than that produced with deep drawing process and that the tolerances in the parts produced by conventional deep drawing process were approximately the same as those obtained with HDD.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • 1. Altan T., Processes for hydroforming sheet metal, Stamping Journal, 400-418, 2006.
  • 2. Zhang S.H., Wang Z.R., Xu Y., Wang Z.T., Zhou L.X., Recent developments in sheet hydroforming technology, Journal of Materials Processing Technology, 151, 237-241, 2004
  • 3. Singh H., Fundamentals of hydroforming, SME, 2003.
  • 4. Koç M. and Cora, Ö.N., Introduction and state of the art of hydroforming, Hydroforming for advanced manufacturing, Woodhead Publishing Ltd., Cambridge England, 1-29, 2008.
  • 5. Karaağaç İ., Özdemir A., The formability of Erdemir 6112 sheet metal by the hydromechanical deep drawing process, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 26 (4), 841-850, 2011.
  • 6. Karaağaç İ., Özdemir A., Experimental ınvestigation on the formability of square shaped cups by hydromechanical deep drawing process, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28 (1), 33-41, 2014.
  • 7. Kılıç S., Öztürk F., Comparison of performances of commercial TWIP900 and DP600 advanced high strength steels in automotive industry, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (3), 567-578, 2016.
  • 8. Özek C., Taşdemir V., Experimental investigation of the effects of blank holder force and die surface angle on the warm deep drawing of AA5754-O alloy, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 32 (1), 171-179, 2017.
  • 9. Zhang S.H. and Danckert J., Development of hydromechanical deep drawing, Journal of Materials Processing Technology, 83, 14-25, 1998.
  • 10. Kandil A., An experimental study of hydroforming deep drawing. Journal of Materials Processing Technology, 134, 70-80, 2003.
  • 11. Zhang S.H., Developments in hydroforming, Journals of Materials Processing Technology, 91, 226-244, 1999.
  • 12. Ankaralı M.S., Dilmeç M., Türköz M., Investigation on the effect of use of movable die in sheet hydroforming with die on formability, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35 (2), 787-801, 2020.
  • 13. Lang L., Li T., An D., Chi C., Nielsen K.B., Danckert J., Investigation into hydromechanical deep drawing of aluminum alloy-Complicated components in aircraft manufacturing, Materials Science and Engineering A, 499, 320-324, 2009.
  • 14. Verma R. K. and Chandra S., An improved model for predicting limiting drawing ratio, Journal of Materials Processing Technology, 172, 218–224, 2006.
  • 15. Hatipoglu H. A., Experimental and numerical investigation of sheet metal hydroforming (flexforming) process, Master Thesis, Middle East Technical University, 2007.
  • 16. Dachang K., Yu C., Yongchao X., Hydromechanical deep drawing of superalloy cups, Journal of Materials Processing Technology, 166, 243-246, 2005.
  • 17. Abedrabbo N., Pourboghrat F. and Carsley J., Forming of AA5182-O and AA5754-O at Elevated Temperatures Using Coupled Thermo-mechanical Finite Element Models, International Journal of Plasticity, 23, 841-875, 2007.
  • 18. Lang L., Danckert J., Nielsen K.B., Investigation into the effect of pre-bulging during hydromechanical deep drawing with uniform pressure onto the blank, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 44, 649-657, 2004.
  • 19. Khandeparkar T. and Liewald M., Experimental determination of the limiting bulge height in hydromechanical deep drawing, Proc. IMechE Vol. 222 Part B: J. Engineering Manufacture, 2008.
  • 20. Zhang S.H., Jensen M.R., Nielsen K.B., Danckert J., Lang L.H., Kang D.C., Effect of anisotropy and prebulging on hydromechanical deep drawing of mild steel cups. Journal of Material Processing Technology, 142, 544-550, 2003.
  • 21. Lang L. et al., Key technologies of the simulation of the hydrodynamic deep drawing of irregular parts, Journal of Materials Processing Technology 150, 40-47, 2004.
  • 22. Tirosh J., Neuberger A., Shirizly A., On tube expansion by internal fluid pressure with additional compressive stress, International Journal of Mechanical Sciences, 38, 8-9, 839-851, 1996.
  • 23. Shirizly A., Yossifon S., Tirosh J., The role of die curvature in the performance of deep-drawing (hydromechanical) process. International Journal of Mechanical Science 36, 121-135, 1994.
  • 24. Pennington J.N., The promise of hydroforming, Mod. Met. 52 (7), 32-33, 1996.
  • 25. Hsu T.C., Hsieh S.J., Theoretical and experimental analysis of failure for the hemisphere punch hydroforming processes, Trans. ASME J. Manuf. Sci. Eng. 118,434-438,1996.
  • 26. Yang D.Y., Kim J.B., Lee D.W., Investigation into manufacturing of very long cups by hydromechanical deep drawing and ironing with controlled radial pressure, Annal. CIRP 44, 1995.
  • 27. Siegert K., Haussermann M., Lösch B., Rieger, R., Recent developments in hydroforming technology, Journal of Materials Processing Technology, 98, 251-258, 2000.
  • 28. Liu J., Ahmetoglu M. and Altan T., Evaluation of sheet metal formability, viscous pressure forming (VPF) dome, Journal of Materials Processing Technology, 98 (1), 1-6, 2000.
  • 29. Türköz M., AISI 304 Paslanmaz Çelik Sacın Hidromekanik Derin Çekilmesi, Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8 (2), 248-257, 2020.
  • 30. Dilmeç M. and Arap M., Effect of geometrical and process parameters on coefficient of friction in deep drawing process at the flange and the radius regions, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 86 (1), 747-759, 2016.
  • 31. Choi H., Koç M., Ni J., Determination of optimal loading profiles in warm hydroforming of lightweight materials, Journal of materials processing technology, 190, 230-242, 2007.
APA Halkacı M, DİLMEC M, Türköz M, Elmalı A, Avcı S, DAĞHAN B, HALKACI H (2020). Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. , 2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
Chicago Halkacı Mehmet,DİLMEC MURAT,Türköz Mevlüt,Elmalı Ahmet,Avcı Semih,DAĞHAN Behcet,HALKACI Hüseyin Selçuk Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. (2020): 2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
MLA Halkacı Mehmet,DİLMEC MURAT,Türköz Mevlüt,Elmalı Ahmet,Avcı Semih,DAĞHAN Behcet,HALKACI Hüseyin Selçuk Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. , 2020, ss.2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
AMA Halkacı M,DİLMEC M,Türköz M,Elmalı A,Avcı S,DAĞHAN B,HALKACI H Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. . 2020; 2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
Vancouver Halkacı M,DİLMEC M,Türköz M,Elmalı A,Avcı S,DAĞHAN B,HALKACI H Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. . 2020; 2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
IEEE Halkacı M,DİLMEC M,Türköz M,Elmalı A,Avcı S,DAĞHAN B,HALKACI H "Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi." , ss.2161 - 2182, 2020. 10.17341/gazimmfd.557796
ISNAD Halkacı, Mehmet vd. "Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi". (2020), 2161-2182. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.557796
APA Halkacı M, DİLMEC M, Türköz M, Elmalı A, Avcı S, DAĞHAN B, HALKACI H (2020). Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(4), 2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
Chicago Halkacı Mehmet,DİLMEC MURAT,Türköz Mevlüt,Elmalı Ahmet,Avcı Semih,DAĞHAN Behcet,HALKACI Hüseyin Selçuk Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35, no.4 (2020): 2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
MLA Halkacı Mehmet,DİLMEC MURAT,Türköz Mevlüt,Elmalı Ahmet,Avcı Semih,DAĞHAN Behcet,HALKACI Hüseyin Selçuk Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.35, no.4, 2020, ss.2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
AMA Halkacı M,DİLMEC M,Türköz M,Elmalı A,Avcı S,DAĞHAN B,HALKACI H Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(4): 2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
Vancouver Halkacı M,DİLMEC M,Türköz M,Elmalı A,Avcı S,DAĞHAN B,HALKACI H Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(4): 2161 - 2182. 10.17341/gazimmfd.557796
IEEE Halkacı M,DİLMEC M,Türköz M,Elmalı A,Avcı S,DAĞHAN B,HALKACI H "Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35, ss.2161 - 2182, 2020. 10.17341/gazimmfd.557796
ISNAD Halkacı, Mehmet vd. "Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35/4 (2020), 2161-2182. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.557796