Demirezen Engineering
Die Force Calculator
Operasyon Seçin
Pres Operasyonları
Kesme · Bükme · Şekillendirme
Derin Çekme
Deep Drawing
T
Tonaj Seçimi
Press Selection
⚙ Giriş Parametreleri
mm
mm
mm
🪨 Stripper Yayı Karakteristiği
#
Tip
h (mm)
x (mm)
y (mm)
Yön
Parametre(ler)
📊 Sonuçlar
Parametreleri girin ve Hesapla'ya basın.
📐 Kalıp — Operasyon Konumları (op ekledikçe güncellenir)
🟠 Kesme🔵 Bükme🟣 Şekillendirme⊕ Kuvvet Merkezi (CoP)
📐 Referans Hesap Yöntemleri & Formüller

⚡ Kesme (Blanking / Punching)

1. Malzeme Modeli — Swift Power Law

Klasik τ = k × Rm yaklaşımının yerine gerçek pekleşme kullanılır. Kesme bölgesindeki ortalama akma gerilmesi:

σ_f(ε) = C × (ε₀ + ε)ⁿ     [Swift Denklemi]

σ_avg = C / [(n+1) × ε_f] × [(ε₀ + ε_f)^(n+1) − ε₀^(n+1)]

τ_avg = σ_avg / √3     [von Mises kayma gerilmesi]

Kesme için ε_f ≈ 1.0 (tam plastik kayma)
⚠ Varsayım: Sıkıştırma bölgesinin deformasyonu yok sayılır. ε_f = 1.0 pratik bir üst sınırdır; gerçek değer malzemenin kırılma uzamasına bağlıdır.

2. Kesme Kuvveti

F = L × t × τ_avg     [kN]

L: kesme çevresi [mm]
t: sac kalınlığı [mm]
τ_avg: Swift ortalama kayma akması [MPa]

3. Shear Açısı Kuvvet Azaltma (Doege/Lange)

k_shear = 1 / (1 + tan α)

F_pik_shear = F_tam × k_shear

α: punch veya die'a verilen eğim açısı [°]

Shear açısı pik kuvveti düşürür ama toplam enerji sabit kalır; strok uzar.

4. Kuvvet–Strok Profili (Siebel-Pomp Sinüsoidal)

pen_peak = t × d_frac    [malzemedye bağlı pik noktası]

Yükselme (pen ≤ pen_peak):
  F(pen) = F_pik × sin(π/2 × pen / pen_peak)

Düşme (pen > pen_peak):
  F(pen) = F_pik × cos(π/2 × (pen − pen_peak) / (pen_end − pen_peak))

5. Enerji

W = F_tam × t × (2/π) × 0.5     [kJ/strok]

Shear ile: t_eff = t × (1 + tan α)

6. Punch–Die Boşluğu (Clearance)

u = (c% / 100) × t     [tek taraf, mm]

Yumuşak çelik: c = 5–7%
Orta çelik: c = 7–10%
Yüksek mukavemet: c = 10–15%
Alüminyum: c = 3–6%

7. d_frac — Malzemeye Bağlı Pik Konumu

Malzeme Grubud_frac (t içindeki % yer)Açıklama
DC04–DC06 (IF çelik)0.46–0.50Sünek, geç kırılma
DC01–DC03 (yumuşak)0.42–0.46Standart
St37 / S3550.32–0.38Yapısal çelik
DP600–DP8000.22–0.26Çift fazlı, erken kırılma
DP1000 / Hardox0.10–0.18Çok sert, ani kırılma
SS304 / Pirinç0.38–0.48Pekleşmeli, orta
Alüminyum0.50–0.58En sünek, geç pik

8. Sıyırma Kuvveti (Stripping Force) — Lange / Doege & Behrens

F_strip = k_strip × F_kesme     [kN]

k_strip = 0.025 + 0.005 / (c%/100)

Sınırlar: 0.02 ≤ k_strip ≤ 0.15

c%: punch–die boşluğu yüzdesi
Dar boşluk (c≈3%t) → k_strip ≈ 0.12–0.15 (yüksek sıyırma)
Normal boşluk (c≈6–8%t) → k_strip ≈ 0.07–0.11
Geniş boşluk (c≈12–15%t) → k_strip ≈ 0.03–0.06

Kaynak: Lange, K. — Umformtechnik Bd.3 Blechbearbeitung (1990); Doege & Behrens — Handbuch Umformtechnik (2010); Schuler Metal Forming Handbook (1998)

↗ Wipe Bending (Kenar Bükme / Çakıyla Bükme)

1. Prensip

Sac, baskı plakası ile kalıp arasında sıkıştırılır. Bükme çakısı (wipe punch) kalıp kenarı boyunca aşağı inerek sacı büker. V-kalıp bükmeden farklı olarak sac tek kenardan desteklenir.

2. Dış Fiber Gerinimi (Outer Fiber Bending Strain)

ε_outer = t / (2 × R_d + t)

R_d: kalıp kenar yarıçapı [mm]
t: sac kalınlığı [mm]
⚠ Varsayım: Kalıp kenar yarıçapı (R_d) kullanıcı girişidir. R_d ≥ t olmalıdır; R_d < t ise çatlak riski artar.

3. Bükme Kuvveti (Swift + Schuler Bazlı)

σ_eff = C × (ε₀ + ε_outer)ⁿ     [Swift akma gerilmesi]

F = (σ_eff × t² × L) / (2 × b × 1000)     [kN]

L: bükme boyu [mm]
b: kenar yüksekliği (bükme kolu) [mm]
b↓ → kuvvet↑ (kısa kol daha çok kuvvet gerektirir)
Not: Wipe bending'de punch dikey hareket ettiğinden bükme açısı (α) kuvveti doğrudan etkilemez.

4. Spring-Back (Elastik Geri Dönme)

ΔSB = (Rm × b) / (3 × E × t)     [rad]
ΔSB_derece = ΔSB × 180/π     [°]

E: elastik modül [MPa]

Spring-back, Rm/E oranıyla ve bükme kolu boyuyla orantılıdır. AHSS (DP, TRIP) çeliklerinde 6–15° spring-back normaldir.

5. Min. Kalıp Kenar Yarıçapı (Çatlama Limiti)

R_min = t × max(0.5, 1/(2n) − 0.5)     [Datsko & Yang (1960) — pekleşme üsteli bazlı]
Alternatif: R_min = t × (E/(2Rm) − 1)     [Hosford & Caddell (2011) — elastik-plastik limit]

Bu araç Datsko & Yang yaklaşımını kullanır.
Pratik: Yumuşak çelik R_min≈0.5t–1.5t, DP600≈2t–3t, Hardox≈6t–12t

R_d < R_min → Çatlama riski!

6. Blank Boy Hesabı (Bend Allowance)

BA = (Bükme Açısı_rad) × (R_d + K × t)

K: tarafsız eksen faktörü (0.25–0.50)
Standart: K = 0.33 (R/t < 2) veya K = 0.42 (R/t > 2)

7. Kuvvet–Strok Profili

s_temas = b     [bükme kolu boyu = strok]

F(s) = F_max × sin(π/2 × (s_temas − s) / (s_temas − s_min))

s_min ≈ 0.03×b (AÖN yakını)
Fizik: Punch indikçe bükme kolu kısalır → moment azalır → kuvvet artar.

Kaynak: Schuler Metal Forming Handbook (1998); Doege & Behrens — Handbuch Umformtechnik (2010); Hoffmann & Spur (1985)

🔵 Derin Çekme (Deep Drawing)

1. Çekme Oranı (DR) ve Limit Çekme Oranı (LDR)

DR = D₀ / d

LDR_teorik ≈ e^(n × r_bar)     [Swift/Lankford]
LDR_ampirik ≈ 1.7 + n × 2.8     [bu araçta kullanılan]

D₀: blank çapı, d: punch çapı, n: pekleşme exp., r: Lankford katsayısı
⚠ Varsayım: LDR formülü Lankford r değerini 1.0 olarak kabul eder. Gerçek LDR malzeme anizotropisine, yağlamaya ve kalıp geometrisine bağlıdır.

2. Çekme Kuvveti (Siebel — Sürtünme Düzeltmeli)

F_draw = π × d × t × Rm × (D₀/d − k_siebel)     [kN]

k_siebel = 0.5 + µ × 2.5     [sürtünmeye bağlı Siebel faktörü]
µ = sürtünme katsayısı:
  Fosfat+Sabun: µ≈0.04 → k_siebel≈0.60
  Hafif Yağlı: µ≈0.08 → k_siebel≈0.70
  Kuru: µ≈0.22 → k_siebel≈1.05
Klasik Siebel: k_siebel = 0.7 (standart yağlama)

3. Baskı Plakası Kuvveti (Blank Holder Force)

F_bh = ¼π × (D₀² − (d + 2.5t)²) × q     [kN]

q = 0.006 × Rm × (1 + µ × 5)     [MPa, sürtünme düzeltmeli]
q tipik: Fosfat 1.5–3 MPa, Yağlı 3–5 MPa, Kuru 8–15 MPa
Kaynak: Doege & Behrens (2010); Siebel (1955) — sürtünme düzeltmesi bu araçta uygulanmıştır

4. Kuvvet–Strok Profili (Siebel-Danckert)

Faz 1 (s < 0.07×h): Hızlı yükselme — punch flanş kenarına giriyor
Faz 2 (0.07×h–0.55×h): Maksimum bölge — flanş büyük, sürtünme yüksek
Faz 3 (0.55×h–h): Düşme — flanş küçülüyor, malzeme azalıyor

5. Duvar Kalınlığı Değişimi

t_wall_teorik = t × √(D₀/d)     [üst sınır]

Flanş kenarı kalınlaşır; punch altında incekir.

6. Çok Aşamalı Çekme

DR > LDR ise tek çekmede parça üretilemez. Kademeli azaltma oranları:

AşamaMax. İndirgeme Oranı
1. Çekme0.50–0.55 (DR_max ≈ 2.0–2.2)
2. Çekme0.70–0.75
3+ Çekme0.75–0.80

Kaynak: Lange, K. — Umformtechnik Bd.2 (1988); Doege & Behrens (2010); Schuler Handbook

🔧 Saç Şekillendirme — Flanging / Hemming / Beading / Curling

Flanging — Kenar Bükme

F_bend = (σ_flow × t² × L) / (2b)     [kN]

Stretch flange ek membran kuvveti:
F_mem = σ_flow × t × L × ε_θ

ε_θ = b / R_c     (gerilme gerinimi)

Flanging — Kenar Çatlama Kriteri

Güvenli limit: ε_θ < 0.8 × n

n: pekleşme üsteli
Kaynak: Marciniak-Kuczyński FLD yaklaşımı

Flanging — Buruşma Kriteri

Buruşma riski: t / b < 0.05 (Shrink Flange)

Çözüm: Baskı plakası (pad) veya kalıp geometri değişikliği

Hemming — Flat / Rope / Open

F_pre-hem = (σ_flow × t² × L) / (2w)     [90° → 45° kıvrım]

F_final = F_pre-hem × k_hem

k_hem: Flat=3.5, Rope=2.2, Open=1.8
Blank izni: B_flat = 2w + π×t | B_rope ≈ 2w + π×1.5t

Beading / Embossing — Nervür/Cep

ε_m = (d_bead)² / w_bead²     [membran gerinimi]

F_duvar = 2 × (σ_wall × t² × L) / (2t)     [iki yan duvar bükmesi]
F_mem = σ_mem × t × L

Kesit çarpanı: Dikdörtgen ×1.25 vs yuvarlak ×1.0
Çatlama limiti: d / w < 0.40

Curling — Rulo Kenar

F_curl = (σ_flow × t² × L × k_curl) / (2R_c)     [kN]

k_curl ≈ 1.3 (ilk geçiş, Schuler)
R_c = D_curl / 2

Blank uzunluğu: b_curl = π × R_c + t/2
Min. fiziksel limit: R_c ≥ t

Kaynak: Schuler Metal Forming Handbook (1998); DIN 8586; Hoffmann & Spur – Handbuch Umformen (2012)

📈 Swift Power Law — Pekleşme Modeli

Denklem

σ_f = C × (ε₀ + ε)ⁿ

C : Dayanım katsayısı [MPa] — malzeme sabiti
ε₀ : Ön-gerinme ofseti — genellikle = (Rp/C)^(1/n)
n : Pekleşme üsteli (0.04–0.35 arası)
ε : Gerçek (logaritmik) gerinme

Hollomon ile Fark

Hollomon: σ = K × εⁿ — ε₀=0, yani sıfır gerinmede tanımsız (σ→0). Swift, akma noktasında sürekli davranış sağlar.

Parametre Kalibrasyonu

C = Rm × (n/ε₀)ⁿ × e^n     (çekme testi pikine uyum)
ε₀ = (Rp / C)^(1/n)     (akma noktasına uyum)

Kesme için Ortalama Akma (Numerik İntegral)

σ_avg = C / [(n+1) × ε_f] × [(ε₀+ε_f)^(n+1) − ε₀^(n+1)]

Bu araçta ε_f = 1.0 kullanılır.
MalzemeC (MPa)nε₀
DC04 / SPCE4950.220.007
DP6009800.150.010
SS30414000.350.005
Al 50523400.100.016
Pirinç CuZn377000.250.006

Kaynak: ASM Handbook Vol.8 (Mechanical Testing); Hosford & Caddell — Metal Forming (2011); Banabic — Sheet Metal Forming Processes (2010)

⚙ Pres Seçimi & Tonaj Hesabı

Güvenlik Faktörleri

OperasyonSF (önerilen)Açıklama
Kesme (Blanking)1.25Yükleme çok kısa süreli
Bükme (Air Bending)1.30Kalıp aşınma payı
Derin Çekme1.40Flanş kalınlaşması etkisi
Saç Şekillendirme1.30Form karmaşıklığına göre

Standart Pres Tonaj Serileri

10 – 16 – 25 – 40 – 63 – 80 – 100 – 125 – 160 – 200 – 250 –
315 – 400 – 500 – 630 – 800 – 1000 – 1250 – 1600 ton

Strok Seçimi (SPM)

OperasyonÖnerilen SPM
Blanking (ince sac, <2mm)80–200 SPM
Blanking (kalın sac, >4mm)20–60 SPM
Air Bending20–60 SPM
Derin Çekme8–30 SPM
Transfer / Progresif kalıp30–120 SPM

Enerji Kapasitesi

W_volan = ½ × J × (ω₁² − ω₂²)

Pratikte: W_strok ≤ 10–15% × Pres nominal enerjisi
(volan devir düşümü < 10% için)

Kaynak: Doege & Behrens — Handbuch Umformtechnik (2010); DIN 55189; ISO 7751; Schuler GmbH Pressenkatalog

Tüm formüller referans amaçlıdır. Kritik üretim kararlarında FEM analizi ve malzeme deneyi ile doğrulayınız.
© 2026 Demirezen Engineering — demirezen.engineering