Kare kesitli kapların derin çekilmesinde kalıp geometrisi ve radyüsünün çekme oranına etkisinin araştırılması

Derin çekme yöntemiyle kare kapların elde edilmesi silindirik kaplara göre daha zor bir işlemdir. Malzemenin çevreden merkeze doğru akışı esnasında köşelerdeki malzemenin şekil değiştirmeye karşı direnci artmakta ve bunun sonucu olarak da malzemenin buruşması ile kapta kopma/yırtılma şeklinde hasarlar daha fazla meydana gelmektedir. Kalıbın biçimi ve geometrisi, malzemenin mekanik özellikleri, ilkel parçanın geometrisi ve büyüklüğü, kalıp-malzeme-baskı plakası arasındaki sürtünme ve yağlama şartları, baskı plakası kuvveti ve kalıp boşluğu gibi faktörler yöntemi doğrudan etkilemektedir. Bu bakımdan yöntemin verimliliği için uygun işlem şartlarının seçimi önemlidir.Bu çalışmada, kare profilli kapların açılı derin çekme kalıplarında şekillendirilmesinde, matris/baskı plakası açısı, matris/zımba radyüsü ve baskı plakası kuvvetinin; limit çekme oranı, zımba kuvveti ve kap et kalınlıkları üzerindeki etkileri deneysel ve teorik olarak araştırılmıştır. Bunun için, matris/baskı plakası açısı 0°, 5°, 10° ve 15° matris/zımba radyüsü ise 4 mm, 6 mm ve 8 mm aralıklarda işlenmiştir. Deneylerde 0,9 mm kalınlığında DIN EN 10130?1999 sac malzeme kullanılmıştır. Derin çekme sırasında oluşan çekme kuvvetleri, çekme eksenine yerleştirilen yük hücresi yardımıyla 10-1 saniye aralığında ölçülmüştür. Çekilen kaplardaki kalınlık değişimi 10-4 mm hassasiyetli mikrometre ile tespit edilmiştir. Çalışma aynı zamanda, sonlu elemanlar metodu (SEM) ile ANSYS paket programında modellenmiştir. Veriler, tam faktöriyel deneysel tasarım yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, ANSYS paket program sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, farklı açılara sahip yeni tip çekme kalıplarının, geleneksel kalıplara göre daha yüksek çekme oranları sağladığı, matris/baskı plakası açılarının artması ile limit çekme oranının 1,77 den 2,32'ye kadar arttığı ve kap et kalınlığındaki kritik incelmenin ise 0,590 mm den 0,742 mm'ye çıktığı tespit edilmiştir. SEM ile elde edilen sayısal sonuçların deneysel veriler ile elde edilen sonuçlara yakın oldukları gözlenmiştir. Deneysel sonuçlar varyans analizi (ANOVA) metodu ile istatistiksel olarak da değerlendirilmiştir.