Asimetrik düz dişli dövme işleminin üst sınır enerji metodu ile analizi

Abstract

Asimetrik dişliler özellikle tek yönlü güç ve hareket iletiminin olduğu uygulamalarda simetrik dişlilere göre daha üstün performansları nedeniyle tercih edilmektedirler. Asimetrik dişlilerin imalatında, hassas dövmecilik teknolojisinin kullanılması ile profilden kaynaklanan imalat sınırlandırmaların ortadan kaldırılması ve yüksek mukavemete sahip dişlilerin verimli bir şekilde üretilmesi mümkün olacaktır. Bu çalışmada, asimetrik düz dişlilerin hassas dövme işleminde, üst sınır enerji metodu (ÜSEM) kullanılarak dövme yükü ve malzeme akışının belirlenmesi için bir analiz sunulmuştur. Bu analizde, asimetrik dişin süren ve sürülen tarafları 12 şekil değiştirme bölgesine ayrılmıştır. Yapılan analizde, iş parçası malzemesinin isotropik ve homojen olduğu, dövme sırasında pekleşmediği, simetri ekseni boyunca malzeme geçişi olmadığı ve simetri ekseni üzerinde malzeme akış hızlarının eşit olduğunu varsayılmıştır. Bölgesel malzeme akış hızlarının hesaplanması ve enerji denklemlerinin çözümü, Python programlama dilinde geliştirilen bir yazılımla gerçekleştirilmiş ve interaktif bir kullanıcı arayüzü sunulmuştur. Prototip bir asimetrik dişli için dövme deneyleri yapılarak elde edilen sonuçlar üst sınır enerji analizi (ÜSEA ) sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. ÜSEA ile elde edilen dövme yükü değişimi ve malzeme akışı, deneysel sonuçlarla benzer olup maksimum dövme yükü göre %10’un altında bir sapma göstermiştir. Geliştirilen yazılım ile dövme yükü kısa bir süre içerisinde hesaplanabilmektedir. Hesaplanan maksimum dövme yükünün deneysel olarak belirlenenden daha yüksek olması, üst sınır enerji metodunun özelliğinden kaynaklanmakta olup, kalıp tasarımı ve pres kapasitesinin belirlenmesinde emniyetli bölgede kalmak için uygundur.