Effects of the semi die/plug angles on cold tube drawing with a fixed plug by FEM for AISI 1010 steel tube

Abstract

ÖZBu çalışmada, sonlu elemanlar analizi kullanılarak, sabit mandrel ile soğuk boru çekme işleminin benzetimi yapılmış olup, kesit daralma oranının, yarı kalıp açısının, yarı mandrel açısının ve sürtünme katsayılarının çekme gerilmesine etkileri araştırılmıştır. Sonlu elemenlar modeli, %16 kesit daralmasındaki deneysel verilerle doğrulanmıştır. Netice olarak, yarı kalıp açısının plastik şekil değişimine etkisi yarı mandrel açısından daha büyük olmuştur. Sebebi ise kalıp açısının büyüklüğünden kaynaklanmaktadır. 12 o 'lik yarı kalıp açısı bütün sürtünme değerleri için minumum çekme gerilmesini vermektedir. Sabit konik mandrel ile boru çekme işleminde 7 o 'lik yarı kalıp açısı için 2-4 o aralığındaki yarı mandrel açısı kullanılmalıdır. Deneysel ve sonlu elemanlar analiz sonuçlarının uyum içinde olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Soğuk boru çekme, Sonlu eleman analizi (FEA), çekme gerilmesi, yarı kalıp açısı, yarı mandrel açısı Effect of the process parameters on cold tube drawing with a fixed plug using finite element analysis for AISI 1010 steel ABSTRACTIn this present work, finite element analysis (FEA) is applied to simulate cold tube drawing process with a fixed plug for AISI 1010 steel tube. The effects of reduction of area, semi die angle, semi plug angle, and friction coefficient on drawing stress are studied. The finite element model is successfully validated with the experimental data at reduction of area 16%. Results indicate that a good agreement between the experimental and the finite element analysis (FEA) is found. Consequently, the effect of semi die angle on plastic deformation is larger than the semi plug angle because of the bigger size of the semi die angle. Semi die angle of 12° gives minimum drawing stress for all coefficient of frictions. A semi plug angle between 2° and 4° should be used in tube drawing process with a conical fixed plug when semi die angle is equal to 7 o .

Investigating the Effect of Heat Treatment on the Cold Forging of 27mnb4 Steel via Calphad Methodology and Fem

“…For instance, Orhan and his colleagues used FEM to produce digital twins of the plastic deformation process. They successfully observed the effect of process parameters on the mechanical properties of AISI 1010 steel [14]. In another study, a different FE simulation software is used to observe residual stress after repair welding in SUS 304 [15].…”

Cold Drawing of AISI 321 Stainless Steel Thin-Walled Seamless Tubes on a Floating Plug

“…A characteristic feature of the process is high intensity heat emission in the deformation zone, especially during drawing hard-deforming materials with high yield strength and work hardening [ 1 , 2 ]. Therefore, the potential of the process depends on operations to minimise the amount of heat emission while improving the quality of the lubricant, thus ensuring a high resistance to very high unit pressure and high temperature in the deformation zone [ 3 ]. There are three designs of plug that could be of interest to a producer of stainless steel tubing: a ceramic plug, an oscillating plug, and an adjustable plug [ 4 ].…”