Experimental evaluation of optimum process parameters for spinning of metals

Ahmet Feyzioglu

doi:10.3139/120.111112

Article

Experimental evaluation of optimum process parameters for spinning of metals

Ahmet Feyzioglu

Published/Copyright: December 28, 2017

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From the journal Materials Testing Volume 60 Issue 1

Abstract

During the shear forming process, precision, repeatability and reproducibility are significant factors to be considered while rotating the workpiece to shape it in the form of the mandrel. Final thickness of the material is dependent on the initial thickness and mandrel angle. The projected area of the final product is nearly equal to the area of the initial workpiece. On the other hand, high feed ratios may lead to cracking and low feed ratios reduce the workability and thickness of the material by causing overexpansion of the material in the radial direction. As the spinning ratio increases, the process becomes difficult. If the process is not carried out cautiously, some defects, such as wrinkling, tearing or cracking, may occur in the spun part. These are caused by applying unacceptable feeds and rpms to the material and diameter. Problems such as wrinkling, tearing or cracking can be addressed by applying the optimum rpm and velocity values with respect to the material being worked on. Several methods have been used to predict the behavior of the material during spinning. For example, during shear spinning, the surface roughness and required force can be determined by regression analysis. In this study, the correlation among optimum rpm, velocity, mandrel angle, and the initial and final thicknesses of metals during shear formation was evaluated.

Kurzfassung

Während des Scherverformungsprozesses sind die Präzision, die Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit signifikante Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, wenn das Werkstück rotiert wird, um es in die Form der Matrize zu bringen. Die Enddicke des Werkstückes ist dabei abhängig von der Ausgangsdicke und dem Matrizenwinkel. Die Projektionsfläche des Endproduktes ist nahezu gleich zu dem Ausgangswerkstück. Andererseits können hohe Vorschubraten zur Rissbildung führen und niedrige Vorschubraten reduzieren die Bearbeitbarkeit und die Dicke des Werkstoffes, indem sie eine übermäßige Ausdehnung des Werkstoffes in radialer Richtung verursachen. Wenn der Verformungsgrad zunimmt, wird der Prozess schwierig. Wenn der Prozess nicht vorsichtig durchgeführt wird, können einige Defekte auftreten, wie zum Beispiel Faltenbildung, Verzerrung oder Rissbildung in dem verformten Teil auftreten. Diese werden durch die Anwendung inakzeptabler Vorschubraten und Umdrehungsgeschwindigkeiten bezüglich des Werkstoffes und des entsprechenden Durchmessers verursacht. Schwierigkeiten, wie zum Beispiel Faltenbildung, Verzerrungen oder Rissbildungen können umgangen werden, indem optimale Umdrehungsgeschwindigkeiten und Vorschubraten in Bezug auf den zu bearbeitenden Werkstoff gewählt werden. Verschiedene Verfahren wurden entwickelt, um das Werkstoffverhalten während der Scherverformung vorherzusagen. So können zum Beispiel bei der Scherverformung die Oberflächenrauheit und die benötigte Kraft mittels Regressionsanalysen bestimmt werden. In der diesem Beitrag zugrunde liegenden Studie wurde die Korrelation zwischen der optimalen Umdrehungsgeschwindigkeit, der Vorschubrate, des Matrizenwinkels und der Anfangs- bzw. der Enddicke von Metallen während der Scherverformung evaluiert.

*Correspondence Address, Dr. Ahmet Feyzioglu, Faculty of Technology, Marmara University, 34722 Istanbul, Turkey, E-mail: ahmet.feyzioglu@marmara.edu.tr

Dr. Ahmet Feyzioglu, born in 1980, completed his PhD at Marmara University, Istanbul, Turkey, in 2003 and conducted his postdoctoral studies at the University of Manchester, Manchester Institute of Innovation Research, UK, in 2012. Since 2013, he has been working in the Mechanical Engineering Department of Marmara University.

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Published Online: 2017-12-28

Published in Print: 2018-01-04

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