Mekanik Sac Şekillendirme Pres Tasarımında Sistematik Konstrüksiyon Ve Bilgisayarlı Sonlu Elemanlar Yönteminin Kullanımı

Abstract

Bu yüksek lisans tez çalışmasında özellikle otomotiv sanayiinde kullanılan sac şekillendirme preslerinden mekanik presler üzerine literatür ve piyasa araştırması yapılarak bu alandaki son yenilikler incelendi. 500 ton kapasiteli büyük ve yürür tablalı bir eksantrik pres sistematik konstrüksiyon adımlarına uygun olarak tasarlandı. Presin 3B modeli CATIA ve AutoCAD programları kullanılarak oluşturuldu. İmalat planı ve maliyet analizleri yapıldı, her bir parça ve alt montaj grubu için imalat teknik resimleri hazırlandı. Pres imalatı aşamasında karşılaşılan zorluklar ve bunları gidermek için kullanılan yöntemler, yapılan çalışmalar ve alınan sonuçlar anlatıldı. Pres parçalarının temininden başlayarak, kaynaklı konstrüksiyon ve bunun için gerekli kaynak fikstürleri, pres parçalarının ısıl işlemleri ve tahribatlı kaynak muayenesi, presin yerine montajı ve pres temeli projesi ve inşaatı dahil pres imalatının bütün aşamaları açıklandı. Son olarak, pres gövde tasarımında çerçevenin elastik deformasyon limiti ve yükünün aşılmamasını sağlamak için pres çerçevesi analitik hesaplar ve sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla optimize edildi. Presin çok parçalı ve bir gerdirme çubuğu ile bağlanmış olmasından dolayı analizlerde cıvata-flanş bağlantıları model olarak alındı. Önce cıvata-flanş bağlantılarında önemli parametreler belirlendi, sonra bu parametreler çerçeve-gerdirme çubuğu bağlantısında kullanılarak analizler gerçekleştirildi. Böylelikle pratikte kullanılan gerdirme çubuğu esneme değerinin fiziksel anlamı ve etkisi açıklanmış oldu.

In this study, the latest developments on mechanical presses used for sheet metal forming particularly in the automotive industry were investigated. An eccentric press with a nominal press force of 500 tons and with large sizes moving bolster was designed according to the systematic conceptual design steps. 3D model of the press was made using the commercial programs CATIA and Autocad. Manufacturing plan and cost analysis were conducted and detailed engineeering drawings for manufacturing were prepared. In terms of press manufacturing, difficulties faced during manufacturing stage and methods and work done to overcome those problems and the results were discussed. Starting with the acquisition of the pres parts, welded frame construction, welding fixture, destructive inspection of welded parts and overall assembly were explained. Finally, to avoid excessive the load and elastic deformation of the pres frame, pres frame was optimized by using analytical calculations and the finite element method (FEM). Due to the fact that the press consists of several parts and these parts are mounted by use of tie rods, bolt-flange connection model were used in analysis. Significant parameters in bolt-flange connections were explained and analyses were carried out by using these parameters.