The Effect of Die Geometry on Cup Damages in Cold Deep Drawing of Rectangular Cups

Abstract

Derin çekme, zımba kuvveti uygulanarak sac malzemenin kalıp boşluğuna akışıdır. Derin çekmede, düz ince tabakalar arasında sacı istenen şekle getirmek için zımba kullanılarak sacı merkez kısmından kalıp boşluğuna iterek kaplar üretilmektedir. Derin çekilmiş kaplarda kabın köşe yarıçaplarında boyun oluşumu veya çatlamaların oluşması nedeniyle daha yüksek çekme oranları elde edilememektedir. Bunun için derin çekme işleminin başarılı olmasında uygun işlem parametrelerinin doğru seçilmesi önemlidir. Bu makalede, dikdörtgen geometriye sahip kapların derin çekilmesinde matris üst yüzeyine ve pot çemberinin alt yüzeyine açılar verilerek matris geometrisinin, kap kesit incelmeleri ve hasarları üzerinde olan etkileri tespit edilmiştir. Bunun için matris üst yüzeyine/pot çemberi alt yüzeyine 0°, 3°, 6° ve 9°’lik açılar verilmiştir. Pot çemberi kuvveti sabit 1800 daN ve stampa hızı da sabit 4 mm/s olarak uygulanmıştır. Derin çekme işlemlerinde, matris/stampa arası boşluk 1.2 mm, stampa uç ve kenar radyüsleri ile matris ağız yarıçapları 6 mm alınmıştır. Çalışmada kalınlığı 1 mm olan St37 çeliği kullanılmıştır. Cidar kalınlıkları Mitutoyo LH-600E hassas lineer ölçüm cihazında 0.001 hassasiyetinde nokta temaslı olarak ölçülmüştür. Kap yükseklikleri artıkça kaplardaki cidar incelmelerinin arttığı, maksimum incelmenin kabın alt kısımlarındaki köşelerde meydana geldiği ve bu değerin 0,373 mm olduğu tespit edilmiştir. Plastik deformasyonun en çok etkilediği bölge kap alt bölgesidir. Bu bölgede deformasyon sertleşmesi nedeniyle maksimum basma ve çekme kuvvetleri oluşmakta ve dolayısıyla maksimum gerilme ve sertlik bu kısımda meydana gelmiştir. Maksimum sertlik kabın tabanının olduğu bölgede ve 61.4 HRC olarak ölçülmüştür. Minimum sertlik kap üst bölgesinde ölçülmüştür. Kabın üst ağız kısımlarına doğru sertliğin daha da düştüğü ve 43.8 HRC olduğu görülmüştür. Ortalama sertlik değeri ise 53.1 HRC olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak, dikdörtgen geometriye sahip kapların soğuk derin çekilmesinde, matris üst yüzeyine ve pot çemberinin alt yüzeyine açılar verilerek kalıp geometrisinin, kap cidar kalınlık değişimleri ve kap hasarları üzerinde önemli bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir.