Soğuk dövme kalıplarındaki kompozit sıkı geçme çemberlerin kalıp ömürlerine etkisi
The effect of composite shrink fitting rings on cold forging die service life
Yazar: SEZGİN YURTDAŞ
Danışman: PROF. DR. YELİZ PEKBEY
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bağlantı elemanlarının soğuk dövme yöntemi ile üretilmesinde üretim maliyetlerini ve verimliliği etkileyen birçok faktör olmakla birlikte, soğuk dövme kalıplarının yapısını oluşturan çekirdek(WC/Co) ve zarf bileşenlerinin sıkı geçme oranları en önemli parametrelerden birisidir. Bu çalışmada, soğuk dövme kalıp sistemleri için zarf malzemesi olarak çoğunlukla tercih edilen H13 sıcak iş takım çeliği malzemesi yerine çeki yönündeki üstün dayanımından dolayı daha yüksek sıkı geçme oranı ve girişim miktarlarına imkân sağlayan Tenax-J UMS40 F23 24K 800tex S karbon fiberi ile takviyelendirilmiş kompozit zarf bileşenin kullanımı ele alınmış ve konvansiyonel malzemelere göre yorulma ömür performansları test edilerek karşılaştırmaları yapılmıştır. Filaman sarma yöntemiyle üretimi gerçekleştirilen karbon fiber destekli kompozit tüplerin üretiminde fiberlerin sarım açı konfigürasyonu ve yoğunluğu yüksek önem arz etmekte olup, üretim öncesi istenilen mekanik özelliklerin belirlenmesi adına nümerik sonlu elemanlar paket programları vasıtasıyla sıkı geçme ve soğuk dövme proseslerinin simülasyonları gerçekleştirilerek [90/±45/±15/90]n ve [902/±15]n fiber oryantasyonları zarflarda denenmek üzere belirlenmiştir. Aynı karbon fiber malzemesinden 2 farklı sarım açısıyla üretilen kompozit sıkı geçme çemberli soğuk dövme kalıplarının ömür performansları konvansiyonel olan ile karşılaştırmalı olarak denenmiş ve üretim hattı çalışma ömürleri tespit edilmiştir. Üretim hattından alınan sonuçlar Tenax-J UMS40 F23 24K 800tex S karbon fiber ile güçlendirilmiş kompozit zarf bileşenli kalıp sistemlerinin konvansiyonel kalıp sistemlerine kıyasla yaklaşık 3,5 kata varan oranlarda bir ömür artışı sağladığı tespit edilmiştir.

Abstract:
The fastener production with cold forging method; affecting production costs and productivity significantly life of cold forging dies although which are depend on many factors, one of the most important of these factors are the stress ring (H13) and die insert's rates of shrink fit. In this study, Tenax-J UMS40 F23 24K 800tex S carbon fiber reinforced composites were used in stress rings instead of conventional tool steel to create higher compressive stress acting on the insert surface and comparing tool service lives in production line. Since determining of fiber orientation is highly effective, numerical analysis of shrink fitting and cold forging processes were realised on numerical finite element softwares and [90/±45/±15/90]n and [902/±15]n fiber orientation was chosen. Composite shrink fitting cold forging dies, produced by two different winding angle with same carbon fiber and life performance of them compared with conventional one in the production line and life cycles were determined. According to the results of the production line Tenax-J UMS40 F23 24K 800tex S carbon fiber reinforced composite shrink fitting die system has obtained approximately three and a half times longer lifetime than conventional die.