Profil ekstrüzyonunda profil faktörünün malzeme akışı ve ekstrüzyon kuvveti üzerine etkisinin araştırılması
Research of the influence of profile factor on material flow and extrusion force in extrusion
Yazar: ALİ ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN SÖNMEZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekstrüzyon = Extrusion

Özet:
Şu ana kadarki yapılmış çalışmalar, ürün kesit geometrisinin ekstrüzyon kuvveti ve metalin akış mekaniğine etkisiyle ilgili çok az bilgi sağlamaktadırlar. Birçok çalışma, ekstrüzyon kuvveti hesabı ile ilgili birkaç formül ortaya koymuştur. Bununla beraber, simetrik olmayan kesitler için ekstrüzyon kuvvetinin hesabında literatürde bir eksiklik vardır. Dairesel olmayan parçaların ekstrüzyonunda, kuvvetin teorik yaklaşımında farklı formüller, deneylerle elde edilen sonuçlardan oldukça farklı sonuçlar vermektedir. Aslında, ürün kesitinin şekli ve boyutu ekstrüzyon kuvveti üzerinde etkisi olan en önemli faktördür.Şekil karmaşıklığının, ekstrüzyon kuvvetini önemli ölçüde etkilediği görülmektedir. Dairesel kesitler için ekstrüzyon kuvveti minimumdur. Fakat, kare, üçgen ve dikdörtgen kesitler için bu kuvvet belirtilen sırayla artmaktadır. Bu çalışmada, profil faktörünün literatürdeki çeşitli tanımları anlatılmış, profil faktörü ile malzeme akışı ve ekstrüzyon basıncı arasında bir ilişki kurulmaya çalışılmıştır. Ürün kesit şeklini belirleyen nitelikler (köşe sayısı, şeklin dar ve geniş açıları, simetri düzlemi ve ekseni sayısı, cidar kalınlıkları) ekstrüzyon kuvveti ve malzeme akışını etkilemektedir.Ekstrüzyon basıncının değişiminin ve malzeme akışının, takım karmaşıklığı ve ıstampa hızına etkisi deneysel ve teorik çalışmalar yardımıyla araştırılmıştır. Sabit ıstampa hızında, daha çok karmaşık profiller için basınç eğrilerinin, daha az karmaşık olanlara nazaran genellikle daha dik olduğu görülmüştür. Bu davranıştan sapmalar, daha iyi bir matris şekil karmaşıklığı tanımına ihtiyaç olduğunu göstermektedir. Sabit şekil karmaşıklığı için, basınç eğrilerinin yüksek hızlarda daha dik olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
The literature provides little information about effect of geometry of cross-section extrudate on mechanics of metal flow and extrusion force. In many studies, several formulas for calculating the extrusion force have been presented. But there is a lack of relationship in literature for calculation of the extrusion load for non-symmetrical sections. In the case of extrusion of non-circular sections, the theoretical evaluations of force, different formulas are considerably different from values assigned experimentally. Indeed, the size and shape of cross-section extrudate are the most important factor influencing on extrusion load.Shape complexity significantly influences on the extrusion load. The extrusion load is the lowest for the circular cross-section, however it increases for the square, triangle and rectangle cross-sections respectively. In this study, profile factor?s several definitions in literature are explained, a relationship between profile factor, material flow and extrusion pressure is tried to carry out. The attribute which determines the shape of the extruded cross-section (number of corners, acute and obtuse angles in extruded shape, number of axes and planes of symmetry, thickness of profiles cross-sections) influence the material flow and extrusion force.The effects of extrusion pressure variation and material flow on the tool complexity and ram speed were investigated using theoretical and experimental studies. At constant ram speed, pressure curves for more complex profiles were generally higher than those of less complex ones. Deviations from this behavior emphasize the need for an improved definition of die shape complexity. For fixed shape complexity, pressure curves are generally higher for higher speeds.