Sac metal parçalarda delik flanşlama işlemini etkileyen parametrelerin incelenmesi
Investigation of the parameters affecting the hole flanging process of the sheet metal parts
Yazar: İSMAİL ERYILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN GÜRÜN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Delik flanşlama işlemi, sac parçaların birbirine veya başka parçalara herhangi bir yöntemle (perçinleme, kaynak, vidalama) bağlantılarının sağlanması, delik çevresinin mukavemetinin artırılması ve bir yüzeye dayandırılması maksadıyla referans belirlemek için uygulanan sac metal şekillendirme yöntemidir. Bu yöntemde şekillendirme esnasında sac malzemede çatlama ve yırtılmalar oluşmadan, arzu edilen yükseklik ve et kalınlığında flanş yapısı elde edilmesi amaçlanmaktadır. Yapılan bu çalışmada delik flanşlama işlem parametrelerinin flanş yapısına etkileri deneysel ve analitik olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında yüksek mukavemet değerleri ve kolay şekil alabilme özelliklerine sahip olması nedeniyle otomotiv sanayinde yaygın olarak kullanılan 1 mm ve 1,5 mm kalınlık ölçülerindeki çift fazlı DP600 ve DP800 çelik sac malzemeler kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, sac malzemelere 0°, 45°,90° hadde yönlerinde tek eksenli çekme testleri uygulanarak malzemelerin mekanik özellikleri tespit edilmiştir. Sac malzemelerin kimyasal özellikleri X ışını floresansı (XRF) analizi ile belirlenmiştir.  Deneysel çalışmalarda, köşe kavisli, küresel ve konik olmak üzere üç farklı geometride zımba formu ile delik flanşlama işlemleri gerçekleştirilmiş ve zımba formunun flanşlama işlemine etkileri incelenmiştir. Ayrıca malzeme kalınlığı, malzeme cinsi, zımba çapı ve ön delik yüzey kalitesine bağlı olarak deney numunelerinde oluşan çatlama, yırtılma, flanş yüksekliği ve et kalınlığı değişimleri incelenmiştir. Delik flanşlama işleminde malzeme ve işlem parametrelerinin, elde edilen flanş yapısını doğrudan etkilediği görülmüştür. Deneysel çalışmalar ile aynı parametre değerleri kullanılarak, sonlu elemanlar analizleri de gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar ile analiz çalışmalarının büyük benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar delik flanşlama işleminin endüstriyel uygulamalarında pratik kullanımlar için literatüre kazandırılmıştır.

Abstract:
Hole flanging process is a sheet metal forming method applied to joining of the parts by any method (riveting, welding, screwing), to determine as a reference plane, and to increase the strength of the hole circumference. In this method, it is aimed to obtain a flange structure with the desired height and wall thickness without cracking and tearing on the sheet material during the forming process. In this study, the effects of hole flanging process parameters on the flange structure were investigated experimentally and analytically. DP600 and DP800 dual-phase steel sheets which are widely used in the automotive industry due to their high strength values and easy forming properties were used with 1 mm and 1.5 mm thicknesses. At the beginning of the study, uniaxial tensile tests were applied to the sheet materials in 0°, 45°, 90° according to the rolling direction and the mechanical properties of the materials were determined. Chemical properties of the sheets used were determined by X-Ray Fluorescence (XRF) analysis. In the experiments, hole flanging operations were carried out by using three different punch forms as corner curved, spherical, and conical and the effects of punch form on flanging process were investigated. In addition, cracking, tearing, flange height and wall thickness changes in the specimens were investigated depending on the material thickness, material type, punch diameter and initial hole surface quality. It has been observed that the material and process parameters directly affect the flange structure obtained in the hole flanging process. The finite element analyses were carried out by using the same parameter values with the experiments. It has been determined that the experiments performed show great similarities with the analyses. The results obtained have been brought to the literature for practical use in industrial applications of hole flanging process.