MEKANİK MONTAJ. Mekanik Montajın Tanımı

Transkript

1 MEKANİK MONTAJ 1. Vidalı Tespit Elemanları 2. Perçin ve Kopçalar 3. Geçmeli Birleştiricilere Dayalı Montaj Yöntemleri 4. Diğer Mekanik Tespit Yöntemleri 5. Kalıplanmış İnsertler ve İç Tespitleyiciler 6. Montaja Uygun Tasarım Mekanik Montajın Tanımı İki veya daha fazla parçanın birbirine mekanik olarak tutturulması için değişik tespit yöntemlerinin kullanımı Çoğu durumda, montaj sırasında bağlama elemanı denilen ayrı parçalar eklenir Diğer durumlarda bağlama elemanı, bir parçanın şekillendirilmesi veya yeniden şekillendirilmesiyle oluşturulur ve ayrı bir bağlama elemanı gerekmez 1

2 Mekanik Montajın Üretimi Çoğu tüketim ürünleri yaygın şekilde mekanik bağlama yöntemleri kullanılarak birleştirilir Örnekler: otomobiller, büyük veya küçük ev aletleri, telefonlar Çoğu ticari ürünler, mekanik bağlama yöntemleri kullanılarak birleştirilir Örnekler: ticari uçaklar, kamyonlar, demiryolu lokomotifleri ve vagonları, makine takımları Mekanik Montajın İki Temel Türü 1. Demontaja izin veren yöntemler Örnek: vidalı tespit elemanları 2. Kalıcı bir birleşim oluşturan yöntemler Örnek: perçinler 2

3 Mekanik Montaj Neden Kullanılır? Montaj kolaylığı vasıfsız işçiler tarafından da nispeten kolaylıkla yapılır Özel takım kullanımı en aza indirilir Nispeten daha kısa sürede yapılır Demontaj kolaylığı en azından demontaja izin veren yöntemler için Çoğu ürün için bakım ve tamir amacıyla bir miktar demontaj gerekir Dişli Tespit Elemanları Parçaları birbirine monte etmek için dış veya iç diş içeren ayrı parçalar Mekanik montajın en önemli grubu Hemen tüm durumlarda, dişli tespit elemanları demontaja izin verir Yaygın dişli tespit eleman türleri vidalar, cıvatalar ve somunlardır 3

4 Vidalar, Cıvatalar ve Somunlar Vida genel olarak bir kör (kapalı) dişli deliğe monte edilen dışı dişli tespit elemanı Cıvata delik içinden geçirilerek yerleştirilen ve karşı taraftaki bir somunun içine vidalanan dışı dişli tespit elemanı Somun iç yüzeyine, aynı çap, hatve ve diş formundaki standart dişlere sahip cıvatalardaki dişlere uyan diş açılmış tespit elemanları Vidalar, Cıvatalar ve Somunlar Vida ve cıvataların kullanıldığı tipik montajlar Cıvata Vida Birleştirilecek parçalar Somun 4

5 Vidalar ve Cıvatalar Hakkında Bazı Bilgiler Vidalar ve cıvatalar değişik boyut, diş ve formda imal edilir Aralarında değiştirilebilirliği sağlamak üzere dişli tespit elemanlarının çoğu standartlaştırılmıştır ABD de farklılıkları azaltmak için metrik sisteme dönülmektedir Dişli tespit elemanları arasında takım kullanımını etkileyen farklar bulunur Örnek: farklı vida kafa türleri ve boyutları, farklı tornavida tasarımları gerektirir Vida ve Cıvatalardaki Kafa Türleri Vida ve cıvatalarda değişik kafa şekilleri bulunur Düz (Havşa) kafa Dışbükey kafa Mercimek kafa Altıgen kafa Phillips kafa İç altıgen kafa Kare (iç) kafa 5

6 Vida Türleri İşlevleri çok değişken olduğundan, cıvatalardan daha çok türü vardır Örnekler: Makine vidaları çoğunlukla konik deliklere montaj için tasarlanan genel tür Tespit vidası (Setskur) makine vidalarıyla aynı geometriye sahip ancak daha dar toleranslarla ve daha yüksek dayanımda imal edilmiştir Tespit Vidaları (Setskur) Bileziklerin, dişlilerin ve kasnakların millere birleştirilmesi gibi montaj fonksiyonları: (a) bileziğin mile bir tespit vidası kullanılarak montajı; (b) değişik tespit vidası geometrileri (kafa türleri ve uçları) Tespit vidası Bilezik Mil Kafasız kesikli Kare başlı Altıgen soket Yivli soket düz uçlu oval uçlu konik uçlu kemik uçlu 6

7 Saplamalar Dış yüzeyine diş açılmış bir tespit elemanıdır, ancak cıvata gibi bir başı yoktur İki parçayı iki somun kullanarak birleştirebilir Tek veya çift tarafında diş açılmış olabilir Saplama Somun Somun Kendinden Diş Oluşturan Vidalar Mevcut bir deliğe döndürülerek takıldığı sırada delik yüzeyinde diş oluşturmak veya açmak için tasarlanmıştır : (a) diş şekilli ve (b) diş-kesen Ayrıca diş açan vida olarak da adlandırılır 7

8 Vida Açan İnsertler Dişsiz bir deliğe sokulmak üzere tasarlanmış ve dışı dişli bir tespit elemanına uyan, iç kısmı dişli saplama veya yüzeyi dişli pimler Sağlam dişler oluşturmak üzere zayıf malzemelerin içine takılır Vidanın insert içine takılmasından sonra insert namlusu, montajı sağlamlaştırmak üzere delik içinde genişler Vida Açan İnsertler (a) İnsert in takılmadan önceki görünüşü, ve (b) Deliğe takıldıktan sonra insertin döndürülmesi Esas malzeme İç dişler Deliğin içine sıkıştırılan insert Vida Birleştirilen parça Vida içinde döndürüldüğünde, insert delik iç yüzeyine baskı uygular 8

9 Sıkıştırılan Dişli Tespit Elemanı Birleştirilecek parçalardan birine kalıcı olarak önceden birleştirilmiş dişli tespit elemanları Ön birleştirme, kaynakla, lehimle, pres geçme veya soğuk şekillendirme ile yapılabilir Üstten görünüş Üstten görünüş Esas parça Kaynaklı somun Esas parça Perçinli somun Somun Esas parçaya kabartı kaynağı yapılmış Kesit görünüş (a) Kesit görünüş (b) Rondela Bir mekanik birleşimin sıkılığını emniyete almak için genellikle dişli tespit elemanlarıyla birlikte kullanılan eleman En basit şekli = ince saç metalden yassı bir halka İşlevleri: Gerilmeleri dağıtır Geniş açıklığa sahip delikler için destek oluşturur Parça yüzeylerini korur ve birleşimde sızdırmazlık sağlar Ön gerilme değerini arttırır Bağlantının yanlışlıkla açılmasına direnç gösterir 9

10 Rondela Türleri (a) düz (yassı) rondelalar; (b) titreşimleri sönümleyen ve aşınmayı azaltan yay rondelalar; ve (c) bir cıvata veya somunun gevşemesine direnç göstermek üzere tasarlanan kilit rondela Kalınlık Yükseklik Kalınlık Cıvata Dayanımı İki ölçüsü: Geleneksel tanıma sahip çekme dayanımı Kopmaya karşı gelen maksimum çekme gerilmesi İspat dayanımı kabaca akma dayanımına eşittir Kalıcı şekil değiştirme oluşturmayan maksimum çekme gerilmesi 10

11 Cıvatalı Bir Bağlantıya Etkiyen Tipik Gerilmeler Kayma gerilmesi (kesit üzerinde) Cıvata Çekme gerilmesi (kesit üzerinde) Basma gerilmesi (parçalar üzerinde) Somun Kayma gerilmesi (dişler üzerinde) Cıvatalı Bağlantılarda Aşırı Sıkıştırma Tespit elemanının veya somunun dayanımını aşan gerilmelere neden olan, muhtemel montaj problemi Hasar, aşağıdaki yollardan biriyle oluşabilir: 1. Dış dişlerin ezilmesi (sıyrılması) 2. İç dişlerin ezilmesi (sıyrılması) 3. Cıvata, kesitindeki aşırı çekme gerilmeleri nedeniyle kopar Kesitin çekme hasarı en yaygın problemdir 11

12 Dişli Tespit Elemanlarının Temel İşlevleri Tespit sırasında dış ve iç dişler arasında izafi dönme sağlamak Birleştirmeyi oluşturmak için yeterli tork uygulamak Ürün tasarımcısı, genellikle birleştirmeyi oluşturacak ön gerilmeyi belirler Belirlenen ön gerilmeye ulaşmak için, montaj operatörünün doğru torku uygulaması gerekir Gerekli Torku Uygulama Yöntemleri 1. Operatör hassasiyeti - çok doğru değil, ancak çoğu montaj için yeterli 2. Tork ayarlı anahtar sıkma sırasında tork miktarını gösterir 3. Durak-motor - motorlu anahtar, gereken torka ulaşıldığında duracak şekilde ayarlanır 4. Tork-turlu sıkma tespit aleti, başlangıçta düşük bir torkta sıkar, daha sonra belirli bir ilave miktar ekleyerek döndürülür 12

13 Perçinler Saplama kısmını parçalardaki delikten geçirerek ve diğer ucu üzerine ikinci bir baş oluşturarak, iki veya daha fazla parçayı birleştirmekte kullanılan dişsiz, başlı saplamalar Kalıcı mekanik bir tespit işlemi sağlamak amacıyla yaygın şekilde kullanılan tespit elemanlarıdır Perçinin içine sokulduğu deliğin boşluğu, perçin çapına yakın olmalıdır Beş Temel Perçin Türü (a) Dolu, (b) borusal, (c) yarı borusal, (d) çatallaştırılmış, ve (e) sıkıştırmalı Perçin Perçinli birleşim Perçin Perçinli birleşim Perçin Perçinli birleşim Perçin Perçinli birleşim Perçin Perçinli birleşim Negatif Pozitif 13

14 Perçinlerin Uygulamaları ve Üstünlükleri Esas olarak bindirme türü birleştirmelerde kullanılır Uçak ve uzay araçları endüstrisindeki temel birleştirme yöntemi Üstünlükleri: Yüksek üretim hızları Basitlik Güvenilirlik Düşük maliyet Perçinlerin Takılma Yöntemleri 1. Darbe pnömatik çekiçler perçin başının yığılması için uygun bir hava basıncı sağlar 2. Kararlı sıkıştırma perçin anahtarı, perçin başını yığmak için sürekli bir sıkıştırma basıncı uygular 3. Darbe ve sıkıştırmanın kombinasyonu 14

15 Kopçalı Tespit Elemanları (a) Kopça, (b) montaj sırası: (1) kopçanın deliğe yerleştirilmesi ve (2) takma işlemi Parçalar Takma takımı Takma takımı Geçmeli Birleştiriciler Birleştirilen iki uygun parça arasındaki mekanik geçişe dayalı montaj yöntemleri Geçme, ya montaj sırasında ya da birleştirmeden sonra parçaları bir arada tutar Geçmeli birleştirme yöntemleri: Basınçlı birleştiriciler Büzülme ve genleşmeli birleştiriciler Çıtçıtlı birleştiriciler Dayanak halkaları 15

16 Basınçlı Birleştiriciler Tipik durum: Belirli bir çaptaki düz silindirik pim, hafifçe daha küçük çaplı bir deliğe bastırılır Muhtemel işlevleri: Parçaların konumlandırılması ve kilitlenmesi - Parçaları birbiriyle aynı hizada tutarak dişli tespit elemanlarıyla tespit etmek için Pivot noktalar bir parçanın diğerine göre dönmesine izin vermek için Kayma pimleri Geçmeli Birleştiricilerdeki Basınç ve Gerilmeler Eğer bilezik parça şekli aşağıdaki gibi yuvarlak bir dolu pim veya içi boş çubuk ise ve aynı malzemeden yapılmışlarsa, pim ile geçme arasındaki eksenel basınç aşağıdaki formülle Bilezik hesaplanabilir: Pim E: Malzemenin elastisite modülü İ : Bilezik ile pim arasındaki boşluk (Geçmeden önceki çap farkı) 16

17 Büzülme ve Genleşmeli Birleştiriciler (Sıkı Geçme) Oda sıcaklığında bir geçmeli birleştiriciye sahip iki parçanın montajı (örn., bilezik içindeki mil) Büzülmeli birleştirici dış parça ısıtılarak genişletilir ve iç parçanın dışına takılır Genleşmeli birleştirici iç parça soğutularak büzülür ve dış parçanın içine takılır Oda sıcaklığındayken, büzülme ve genleşme bir geçmeli birleştirici oluşturur Dişlilerin, kasnakların ve kolların dolu veya boş millere takılarak birleştirilmesinde kullanılır Kenetli Birleştiriciler Birbirine uyan iki parçanın birleştirilmesi montaj sırasında geçici bir takılma oluşturur; ancak birleştirildiklerinde kenetleme yapar Montaj sırasında, parçalardan biri veya her ikisi, geçici kenetli birleşmeyi sağlamak üzere elastik olarak şekil değiştirir Başlangıçta endüstriyel robotların kullanımına en uygun yöntem olarak tasarlanmıştır İnsanların kullanımı da kolaydır 17

18 Kenetli Birleştirici Montajı (1) Montajdan önce ve (2) parçalar birbirine takıldıktan sonra Kilit Segmanları Bir omuz oluşturmak üzere bir mil veya çubuk üzerine çevresel olarak açılmış bir kanala geçen tespit elemanı Bir mil üzerindeki parçaları yerleştirmek veya hareketini sınırlamakta kullanılır Mildeki kanal Mil Kilit segmanı 18

19 Raptiyeleme Çelik telden bir kerede oluşturulan ve hemen parçalar arasında yerleştirilen U-şekilli raptiyeler (a) kıvrılmamış, (b) standart kıvrım, (c) bypass kıvrımı, ve (d) düz kıvrılmış Uygulamaları: ince saç metal birleştirmeleri, metal askılar, şarjör birleştirmeleri, ondüleli kutular Raptiyeleme Önceden U şekli verilmiş raptiyeler birleştirilecek iki parça içine zımbalanır Geleneksel şerit halinde satılır Genellikle taşınabilir pnömatik tabancalarla uygulanır Uygulamaları: mobilya ve döşemecilik, araç koltukları, değişik ince saç metaller ve plastik montaj işleri ve kağıt belgeler 19

20 Kamalı Pimler Yarım daire kesitli teli kıvırarak bir tek daire kesitli çiftparçalı pim halinde şekillendirilen tespit elemanları Kamalı pimler birleştirilecek parçaların içindeki delikten geçirilir ve bacakları birbirinden ayrılarak parçaların birleştirilmesi sağlanır Uzunluk Uzunluk Çap Kalıp Saplamaları ve İç Tespit Elemanları Aşağıdaki imalat yöntemlerinden biriyle şekillendirilen veya yeniden şekillendirilen kalıcı birleştirme yöntemi: Döküm Kalıplama Saç metal şekillendirme 20

21 Kalıplama İnsertleri Plastik kalıplamadan veya metal dökümünden önce parçanın kalıp içine yerleştirilmesi, böylece kalıplama veya dökümün esas parçası haline gelir: (a) dişli burç ve (b) dişli saplama İç dişler Kalıplanmış veya dökülmüş malzeme Dış dişler Tırtırlı bölge Kalıplama İnsertleri Niçin Kullanılır? İnsertler kalıplanmış veya dökülmüş malzemeden daha iyi özelliklere sahiptir İnsert geometrisi kalıp boşluğu içine uymayacak derecede karmaşıktır Uygulama örnekleri: İçi dişli burçlar veya somunlar Dışı dişli saplamalar Yataklar Elektriksel kontaklar 21

22 İç Tespit Elemanları Parçaların deforme edilmesiyle mekanik olarak birleştirilmesi Yöntemler arasında: Mızraklı çıkıntılar Kilitleme Yataklama Mızraklı Çıkıntılar Mızraklı çıkıntılar tellerin veya pimlerin saç metallere birleştirilmesinde kullanılır Tel Mızraklı çıkıntı 22

23 Kenetleme Kenet birleşim oluşturmak için, iki ayrı saç metalin kenarları veya aynı parçanın iki ucu birbirinin üzerine kıvrılır (1) İki parçanın kenarları (2) Bir kenar diğerinin üzerine (3) Kenet aşağı kıvrılır ve düzleştirilir katlanır katlanır Yataklama ve Çentikleme Saç metal kıvrım Mildeki kanal Tüm çevre boyunca yataklama Çevre boyunca ayrı ayrı oluşturulmuş çentikler Mil (1) Yataklamadan önce (2) Yatakladıktan sonra 23

24 Montaja Uygun Tasarım (DFA: Design For Assembly) Başarılı DFA için anahtarlar: 1. Ürünü mümkün olduğunca az parçalı tasarlayın 2. Diğer parçaları kolayca birleştirilecek şekilde tasarlayın Montaj maliyeti, büyük oranda üründeki parça sayısına ve nasıl birleştirileceklerine karar verildiğinde oluşur Bu kararlar verildiğinde, montaj maliyetlerini düşürmek için yapılabilecek çok az şey kalır DFA Kılavuzları Ürün tasarımında modülerliği kullanın Her bir alt montaj grubu en çok 12 veya daha az parçadan oluşmalıdır Alt montaj gruplarını, bir esas parça üzerine diğerlerinin takılabileceği şekilde tasarlayın Bir kerede çok sayıda parçanın tutulması ihtiyacını azaltın 24

25 Diğer DFA Kılavuzları Ulaşım için gerekli yön sayısını azaltın Tüm parçaların yukarıdan aşağıya dikey olarak eklenmesi en ideal durumdur Yüksek kaliteli parçalar kullanın Düşük kaliteli parçalar besleme ve montaj mekanizmaları içinde sıkışabilir Dişli tespit elemanlarını en aza indirin Kenetli geçme montajları kullanın Simetrik parçaların takılması ve montajı genellikle kolaydır: (a) takarken sadece bir yönde döndürülmesi mümkün; (b) iki muhtemel yönlü; (c) dört muhtemel yönlü ve (d) sonsuz muhtemel yönlü Karışıklaşma eğilimi taşıyan parçalar, ve karışıklıktan kaçınmak için tasarlanan parçalar 25