Hidromekanik sıvama kalıp ve yöntem parametrelerinin benzetim yöntemine göre belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada sac ürün üretiminde, hızlı ve ekonomik üretim talebini karşılamak için, klasik derin çekmeyle birçok kademede üretilen çaydanlığın daha az kademede üretilmesi amacıyla hidroşekillendirme kalıplarının tasarım ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Kalıp ve yöntem parametrelerinin belirlenmesinde bulanık mantık algoritmalarına dayalı adaptif kontrol 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 laboratuvar presinde 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 ölçekli kalıplarla hidromekanik sıvama yöntemi uygulanmıştır. Klasik sıvamayla 4 kademede şekillendirilebilen çaydanlık hidromekanik sıvama yöntemiyle tek kademede başarıyla üretilebilmiştir. Böylece endüstriyel ürünün üretilmesi için gerekli olan 1:1 ölçekli kalıplar üretilmeden önce benzetim kurallarına uygun olarak 1:4 ölçekli model kalıplarla sızdırmazlık sistemi ve yöntem parametrelerinin belirlenmesiyle maliyete önemli katkı sağlanmıştır. Çaydanlık hidromekanik sıvama yöntemiyle tek kademede 50 saniyede üretilerek, klasik sıvamaya göre üretim hızı yaklaşık %20 artırılmıştır. Hidromekanik sıvama yöntemiyle üretilen çaydanlığın klasik sıvamayla üretilene göre, kalınlık dağılımının üniform olduğu ve geometrik toleransların yaklaşık aynı olduğu görülmüştür.

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.