Alüminyum ekstrüzyon kalıp tasarımı ve sonlu elemanlar yöntemi ile analizi

Abstract

Bu çalışmada, QExDD (QForm Extrusion Die Designer) programı kullanılarak bir alüminyum ekstrüzyon kalıbının üç boyutlu parametrik CAD modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan üç boyutlu CAD modeli QFORM metal şekillendirme simülasyon programına aktarılmış ve alüminyum ekstrüzyon profilinin üç boyutlu malzeme akış simülasyonu sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Simülasyon sınır şartları olarak kalıp seti sıcaklıkları, profil ilerleme hızı, kalıp malzemesi ve biyet malzemesi tanımlanmıştır. Simülasyon tamamlandıktan sonra alüminyum profilin kesitinde akış doğrultusundaki hız değerleri incelenmiştir. Yüksek hız farklarından dolayı bozuk bir profil çıkışı elde edilmiştir. Profil kesitindeki hız farkının azaltılması için önce kalıp sıcaklık değeri değiştirilerek ikinci bir simülasyon yapılmıştır. Ayrıca kalıp tasarımında revizyon yapılarak sıcaklığın ve revizyonun profil akış hızına etkisi incelenmiştir. Revizyonun etkisinin daha fazla olduğu gözlemlenmiştir ve tasarımda gidilen revizyon değişikliği farklı konfigürasyonlarla değiştirilerek farklı simülasyon sonuçları elde edilmiştir. Bu sonuçlara göre en uygun tasarım seçilmiştir.In this study, three dimensional parametric CAD model of an aluminum extrusion die was created by using QExDD (QForm Extrusion Die Designer) program. The three dimensional CAD model was transferred to QFORM metal forming simulation program and three dimensional material flow simulation of aluminum extrusion profile was made by using finite element method. Die set temperatures, profile feedrate, die material and billet material were defined as simulation boundary conditions. After the completion of the simulation, the velocity values in the flow direction were examined in the cross section of the aluminum profile. A distorted profile output was obtained due to high speed differences. In order to reduce the speed difference in the profile section, a second simulation was performed by changing the die temperature value. Besides, the effect of temperature and revision on profile flow rate was examined by revision of die design. The effect of the revision has been observed to be greater and different simulation results have been obtained by changing the revision change in the design with different configurations. According to these results, the most appropriate design was chosen.