İmal Usulleri. Fatih ALİBEYOĞLU -10-

Transkript

1 Fatih ALİBEYOĞLU -10-

2 SAC METAL İŞLEMLERİ Giriş Haddeleme yöntemiyle büyük miktarda sac üretiminin mümkün olmasıyla birlikte, bu yöntem üretim yöntemleri içerisinde önemli bir yer tutmaktadır. Özellikle beyaz eşya ve otomotiv sektöründe kullanılmaktadır. Nispeten ince metal saçlarda yapılan kesme ve şekillendirme işlemleri Saç metal kalınlığı = 0.4 mm - 6 mm Levha kalınlığı > 6 mm İşlemler genellikle soğuk şekil verme olarak gerçekleştirilir Sac işleme yöntemleri bazı alt gruplara ayrılır: Kesme Bükme Derin Çekme Diğer Yöntemler Birçok sac metal işlemi pres olarak adlandırılan makinelerde yapılır. zımba ve kalıp olarak isimlendirilir. Sac metal takımları

3 SAC METAL İŞLEMLERİ-KESME Kesme Sac metalin kesme işlemi; sacın iki keskin kenar arasında makaslanması işlemidir. Şekilde gösterildiği gibi 4 aşamada gerçekleştirilir. 1) İlk olarak zımba sacın yüzeyine basmakta ve sacın yüzeyinde plastik deformasyon oluşmaktadır. 2) Zımba aşağıya doğru hareket ederek sacın içine girmekte ve metali iki parçaya ayırmaktadır. Zımbanın sacın içerisine girme ölçüsü sacın kalınlığının 3 te 1 i kadardır. 3) Zımba aşağı doğru hareketini devam ettirmesi neticesinde sacda kırılma meydana gelmesi.

4 SAC METAL İŞLEMLERİ-KESME Kesme(Makaslama), Sac Parça Çıkarma(Taslaklama) ve Delme Presle metal kesmedeki üç önemli mekanizma makaslama, taslaklama ve delmedir. Kesme : Düz bir çizgi boyunca yapılan kesme işlemidir. Giyotin diye adlandırılan makaslarla bu işlem yapılır. Sac parça Çıkarma(Ayırma): İstenilen şeklin kesilerek sacdan ayrılması işlemidir. Delme: Sac üzerinde delik delme işlemidir. a) Kesme işleminin yandan görünüşü b) giyotin a) Sac Parça Çıkarma b) Delme

5 SAC METAL İŞLEMLERİ-KESME Kesme İşleminin Mühendislik Analizi Kesme işlemindeki parametreler: -Zımba ve kalıp arası boşluk- Sac kalınlığı -Malzeme Cinsi ve mukavemeti -Kesme uzunluğudur. Boşluk Zımba kesim kenarı ile kalıp kesim kenarı arasındaki mesafe Tipik değerleri, blok kalınlığının % 4 ü ile % 8 i arasında yer alır Eğer çok küçükse, çift kıvrılmaya ve daha büyük kuvvetlere neden olarak, kırılma hatları birinden diğerine geçer burnishing Eğer çok büyükse, metal kesme kenarları arasında bükülür ve aşırı çapak oluşur a) Boşluk küçük olduğu için aşırı büyük kuvvet gerekir. a) Boşluk büyük olduğu için büyük çapak oluşumuna sebep olur.

6 SAC METAL İŞLEMLERİ -KESME Kesme İşleminin Mühendislik Analizi Tavsiye edilen boşluk hesabı: c = at burada c = boşluk; a = tolerans; ve t = kütle kalınlığı Tolerans a metal türüne göre belirlenir. Db çaplı yuvarlak bir ayırma için: Delik zımba çapı = Dh Dh çaplı yuvarlak bir delik için: Ayırma zımba çapı = Db - 2c Delik kalıp çapı = Dh + 2c Ayırma kalıp çapı = Db (c = boşluk )

7 SAC METAL İŞLEMLERİ -KESME Kesme İşleminin Mühendislik Analizi Kesme Kuvvetleri : İhtiyaç duyulan presin tonajını hesaplamak için kesme kuvvetinin bilinmesi gerekir. Kesme kuvveti; F = StL S= Kayma Mukavemeti (MPa), t=kalınlık(mm), L=kesme kenar uzunluğu(mm )

8 SAC METAL İŞLEMLERİ -KESME Kesme İşleminin Mühendislik Analizi L sac metal iş parçasının veya kesilen deliğin çevre uzunluğudur. Eğer kayma mukavemeti bilinmiyorsa; F = 0.7 TS L TS=maksimum çekme dayanımıdır(mpa). Kesme kuvvetini düşürmek için zımba ve kalıpta açılı kesme kenarı kullanılabilir.

9 SAC METAL İŞLEMLERİ -KESME Diğer Sac Metal Kesme İşlemleri Pres işlemlerinde; makaslama, sac parça çıkarma ve delme işlemlerine ilave olarak birçok kesme işlemi bulunmaktadır. Kesme ve Ayrılma

10 SAC METAL İŞLEMLERİ -KESME Diğer Sac Metal Kesme İşlemleri (a) Yarık açma, (b) delikli sac, (c) çentik ve yarı çentik. v sembolü şeridin hareketini gösterir.

11 SAC METAL İŞLEMLERİ-KESME Diğer Sac Metal Kesme İşlemleri Tıraşlama: Sac kenarının hassas ve düz kesilmesine yarayan hassas kesim yöntemidir. Hassas Sac Çıkarma: Metalde hassas toleranslar ile Çapaksız düz kenar elde etmeyi sağlayan bir işlemdir. Sacı bastırmak ve şeklinin bozulmasını önlemek için bir tutma kuvveti uygulanır. Zımba normalden daha yavaş bir hızla hareket ederek hassas kesme işlemi gerçekleştirilir.

12 SAC METAL İŞLEMLERİ-EĞME(BÜKME) Giriş Sacın bir tarafsız eksen etrafında eğilmesi işlemdir. Bu eksen altındaki bölge basmaya, üstündeki bölge ise çekmeye zorlanır. V KALIPTA EĞME ve KENAR BÜKME Eğme işlemi zımba ve kalıp takımlarıyla gerçekleştirilir. a) V kalıpta Eğme: Sac metal V şekilli kalıpla zımba arasında eğilir. Düşük sayıda üretim için kullanılır. b) Kenar Bükme: Sac metalin manivelalı bükme işlemidir. 90 lik açıyla sınırlıdır. Yüksek miktarda üretim için elverişlidir.

13 SAC METAL İŞLEMLERİ-EĞME(BÜKME) Eğme İşleminin Mühendislik Analizi Kalınlığı t olan sac metal eğme açısı olarak adlandırılan açıya bükülür. Eğme işlemi w kalınlığınca yapılır. Müsaade edilebilir Eğme ve Eğme Toleransları : a Eğer eğme yarıçapı sac kalınlığına göre nispeten küçükse eğme esnasında sac uzama eğilimi gösterir. Bu duruma göre belirlenen son boyutlara göre hesaplamalar yapılmalıdır.

14 SAC METAL İŞLEMLERİ-EĞME(BÜKME) Eğme İşleminin Mühendislik Analizi Geri Esneme(Yaylanma): Şekil verme işleminden sonra eğme basıncı kaldırıldığında eğrilen parça içerisinde kalan elastik enerji parçayı orijinal pozisyonuna getirmek isteyecektir. Bu duruma geri yaylanma adı verilir.

15 SAC METAL İŞLEMLERİ-EĞME(BÜKME) Eğme İşleminin Mühendislik Analizi Eğme Kuvveti: eğme işleminin gerçekleşebilmesi için gereken kuvvet, zımba ve kalıbın geometrisi, sacın mukavemeti, kalınlığı ve boyuna bağladır. F = K BF TS wt 2 D F= Eğme Kuvveti(N) TS= Sac Metalin çekme dayanımı (MPa) w=sacın eğme ekseni doğrultusundaki genişliği (mm) t= sac kalınlığı (mm) D= kalıp açıklığı boyudur (mm)

16 SAC METAL İŞLEMLERİ-EĞME(BÜKME) Diğer Eğme ve Şekil Verme İşlemleri

17 SAC METAL İŞLEMLERİ-DERİN ÇEKME Giriş Derin çekme bir sac metal şekillendirme işlemi olup silindir ve kare kap şekillerin veya daha karmaşık konkav parçaların üretilmesinde kullanılan yöntemdir. İşlem, iş parçasının kalıp boşluğu üzerine yerleştirilerek şekilde gösterildiği üzere zımba ile sacın boşluğa doğru itilmesi veya akmasının sağlanması işlemidir. (a) Derinliği olan parçaların çekilmesi, (b) üretilen iş parçası

18 SAC METAL İŞLEMLERİ-DERİN ÇEKME Derin Çekme Aşamaları 1. Zımba iş parçasına temas eder 2. Eğme 3. Doğrultma 4. Sürtünme ve sıkıştırma 5. Derin çekme gerçekleşmiş ve kap duvarları incelmiştir. Derin çekmede işi parçasının deformasyonunun aşamaları Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

19 SAC METAL İŞLEMLERİ-DERİN ÇEKME Çeşitli Bükme İşlemleri Çeşitli bükme işlemleri: (a) kanal bükme, (b) U-bükme, (c) havada bükme, (d) dirsek bükme, (e) kırıştırma (f ) Tüp şekillendirme. F sembolü uygulanan kuvveti göstermektedir.

20 SAC METAL İŞLEMLERİ-DERİN ÇEKME Giriş Çapı Db olan sac çapı Dp olan zımbayla kalıp boşluğuna derin çekilmektedir. Hem zımbada hem de kalıplarda köşe yuvarlatması zorunludur(rp, Rd). Zımba ile kalıp arasındaki boşluk c ile ifade edilir. c=1.1 t F basma kuvveti Fh tutucu kuvveti Çekmeye uygunluk testleri c Çekme oranı Redüksiyon Kalınlık/çap oranı

21 SAC METAL İŞLEMLERİ-DERİN ÇEKME Çekmeye Uygunluk Testleri Derin Çekme Oranı : malzemenin derin çekilebilirliği oranıdır. Redüksiyon Oranı Kalınlık Çap oranı DR = D b D p r = D b D p D b t D b Derin Çekme Oranı (DR) 2 Redüksiyon Oranı < 0.5 Kalınlık Çap oranı >%1 Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

22 SAC METAL İŞLEMLERİ-DERİN ÇEKME Diğer Derin Çekme İşlemleri Derin çekilmiş kabın tekrar derin çekilmesi: (1) Tekrar çekme başlangıcı, (2) strok (vuruş veya basma) sonu. Semboller: v zımba hareketi, F uygulanan zımba kuvveti, Fh parça tutucu kuvveti. Ters (zıt veya karşıt) derin çekme: (1) başlama (2) tamamlama. Semboller; v zımba hareketi, F zımba kuvveti, Fh parça tutucu kuvveti.

23 SAC METAL İŞLEMLERİ-DERİN ÇEKME Diğer Derin Çekme İşlemleri

24 SAC METAL İŞLEMLERİ-DERİN ÇEKME Derin Çekme Hataları a) Flanşdaki Kırışıklık b) Sac Duvarındaki Kırışıklık c) Yırtılma d) Kulak Verme e) Yüzey çizikleri

25 SAC METAL İŞLEMLERİ-DİĞER SAC METAL ŞEKİLLENDRİME İŞLEMLERİ Metal Takımla Gerçekleştirilen İşlemler Eğilme ve derin çekmeye ilave olarak, birçok farklı sac metal işlemleri konvansiyonel preslerde gerçekleştirilebilir. Bunlar a) Metal takımlarla gerçekleştirilen işlemler b) Esnek kauçuk takımla gerçekleştirilen işlemler olarak sınıflandırılır. Metal Takımla Gerçekleştirilen İşlemler:

26 SAC METAL İŞLEMLERİ-DİĞER SAC METAL ŞEKİLLENDRİME İŞLEMLERİ Kauçuk Şekillendirme İşlemleri Hidro şekillendirme İşlemi 1) Başlangıçta boşlukta sıvı yok 2) Pres kapatılır boşluk hidrolik sıvı ile basınçlandırılır 3) Zımba parçayı şekillendirmek üzere hareket eder.

27 SAC METAL İŞLEMLERİ- ZIMBA ve KALIP BİLEŞENLERİ Sac metal çıkartma işlemi için zımba ve kalıp bileşenleri.

28 SAC METAL İŞLEMLERİ- ZIMBA ve KALIP BİLEŞENLERİ Tümleşik Kalıplar Çok Karmaşık Pres Kalıpları Birleşik Kalıplar Kalıp Tipleri Basit Kalıplar Kademeli Kalıplar

29 SAC METAL İŞLEMLERİ- ZIMBA ve KALIP BİLEŞENLERİ Kalıplar

30 SAC METAL İŞLEMLERİ- ZIMBA ve KALIP BİLEŞENLERİ Presler Sac metal işlemlerinde kullanılan pres sabit alt tabla ve hareket verilen koç tan (veya kızak) oluşan bir makina takımıdır. Koç zemine doğru hareket eder ve tekrar zeminden uzaklaşarak çeşitli kesme ve şekillendirme işlemlerini yapar.

31 SAC METAL İŞLEMLERİ- ZIMBA ve KALIP BİLEŞENLERİ Presler Dik kenarlı Gövdeli Pres

32 SAC METAL İŞLEMLERİ- ZIMBA ve KALIP BİLEŞENLERİ Güç ve Hareket Sistemleri Hidrolik presler Koçu tahrik etmek için büyük bir piston ve silindir kullanır Mekanik preslere göre daha uzun koç stroğu Derin çekmeye uygun Mekanik preslerden daha yavaş Mekanik presler motorun dönüşünü koçun doğrusal hareketine dönüştürür Stroğun tabanında yüksek kuvvetler Saç kesme ve zımbalamaya uygun

33 SAC METAL İŞLEMLERİ- PRESLERDE YAPILMAYAN SAC İŞLEMLERİ Giriş Birçok sac metal işlemleri konvansiyonel preslerde gerçekleştirilemez. Bu bölümde (1) gerdirerek şekillendirme, (2) hadde ile eğme ve şekillendirme (3) sıvama (4) yüksek enerji yöntemiyle şekillendirme işlemleridir. 1) Gerdirerek Şekillendirme Şekil değişikliğine ulaşmak için, saç metal aynı anda hem gerilir hem de bükülür. Gererek şekillendirme (1) işlemin başlangıcı; (2)şekillendirme kalıbı

34 SAC METAL İŞLEMLERİ- PRESLERDE YAPILMAYAN SAC İŞLEMLERİ Gerdirerek Şekillendirme F = LtY f F = germe kuvveti; L = germeye dik yöndeki saç uzunluğu; t = anlık blok kalınlığı; ve Yf = parça malzemesinin akma gerilmesi F( kalıp kuvveti) dikey kuvvet bileşenlerini dengeleyerek belirlenebilir.

35 SAC METAL İŞLEMLERİ- PRESLERDE YAPILMAYAN SAC İŞLEMLERİ Hadde ile Eğme ve Şekillendirme

36 Sabit bir kanal kesitinin hadde ile şekillendirilmesi: (1) düz merdaneler, (2) kısmi merdane (3) nihai şekil. Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi SAC METAL İŞLEMLERİ- PRESLERDE YAPILMAYAN SAC İŞLEMLERİ Sıvama Eksenel simetrik bir parçanın, dönen bir takım veya merdane kullanılarak dönen bir mandrel üzerinde yavaş yavaş şekillendirildiği metal şekillendirme yöntemidir. Üç türü: 1.Geleneksel sıvama 2.Kaymalı sıvama 3.Tüp sıvama

37 SAC METAL İŞLEMLERİ- PRESLERDE YAPILMAYAN SAC İŞLEMLERİ Geleneksel Sıvama

38 SAC METAL İŞLEMLERİ- PRESLERDE YAPILMAYAN SAC İŞLEMLERİ Kaymalı Sıvama

39 SAC METAL İŞLEMLERİ- PRESLERDE YAPILMAYAN SAC İŞLEMLERİ Tüp Sıvama

40 SAC METAL İŞLEMLERİ- YÜKSEK ENERJİ YÖNTEMİYLE ŞEKİLLENDİRME Patlatarak Şekillendirme Bir saç (veya levha) metali bir kalıp boşluğu içine şekillendirmek için patlayıcı kütlenin kullanımı Patlayıcı kütlesi, enerjisini parçayı kalıp boşluğuna zorlamak için ileten bir şok dalgası oluşturur Uygulamaları: büyük parçalar, havacılık-uzay endüstrisindeki tipik yapılar

41 SAC METAL İŞLEMLERİ- YÜKSEK ENERJİ YÖNTEMİYLE ŞEKİLLENDİRME Elektrohidrolik Şekillendirme

42 SAC METAL İŞLEMLERİ- YÜKSEK ENERJİ YÖNTEMİYLE ŞEKİLLENDİRME Elektromanyetik Şekillendirme Saç metal enerji taşıyan bir sarım tarafından parça içinde indüklenen bir elektromanyetik alanın mekanik kuvvetiyle şekillendirilir Halen en yaygın kullanılan HERF yöntemi Uygulamaları: borusal parçalar

43 SAC METAL İŞLEMLERİ- BORULARIN BÜKÜLMESİ

44 KAYNAKLAR Ahmet ARAN Turgut Gülmez Mikell Groover