T. C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK- MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SAC KALIP TASARIMI BİTİRME ÇALIŞMASI HAZIRLAYANLAR: DANIŞMAN:

Transkript

1 T. C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK- MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SAC KALIP TASARIMI BİTİRME ÇALIŞMASI HAZIRLAYANLAR: SUNAY DOĞAN M İLYAZ İDRİZOGLU M DANIŞMAN: Prof. Dr. Ali BAYRAM BURSA 2007

2 i ÖZET: GeliĢen dünya koģullarıyla birlikte çeģitlenen ürün yelpazesi, istenen ürün kalitesi ve miktarı seri üretim makinelerinden olan kalıpları vazgeçilmez kılmıģtır. Bu çalıģmada, dört operasyondan geçilerek üretimi gerçekleģtirilen parçanın her operasyonundaki kalıpları tasarlanmıģtır. Parça sac malzemesi, niyobyum alaģımlı çelik malzemedendir. Öncelikle kalıp ve saç kalıpları hakkında genel bilgi verilmiģtir. Temel üretim operasyonlarımız olan kesme ve bükme hakkında bilgi verilmiģ, kamlı çalıģan kalıplar izah edilmiģtir. Malzeme seçimlerimiz yapılarak iyileģtirme önerileri getirilmiģtir. Kesme ve bükme ile ilgili hesaplamalarımız gerçekleģtirilmiģtir. Mevcut tüm veriler doğrultusunda CATIA V5R16 programıyla tasarımlarımız gerçekleģtirilmiģtir. Son olarak kalıpların çalıģmaları izah edilerek kalıp tasarımı sonlandırılmıģtır.

3 ii ABSTRACT: The variety of the products changing due to the improving world conditions the required quality and amount of the product have caused the moulds of the serial production machinery to be vital. In this study, the moulds of the product in each of four operations have been designed. The product consists of steel alloyed with niobium and sheet iron. Firstly a brief summary has been given about the mould and sheet iron. There is also information about the main production operations cutting and benting and the mould running artificially have been described. The materials have been selected and some improving suggestions have been stated. The calculations of cutting and benting have been done. According to all the existing data, the design has been performed by CATIA V5R16. Finally, the running principles of moulds have been explained and the design has been concluded.

4 iii İÇİNDEKİLER: Sayfa Özet..... i Abstract..... ii Ġçindekiler.....iii Tablo Listesi.... vi ġekil Listesi..... vii BÖLÜM 1 GĠRĠġ 1. GĠRĠġ... 1 BÖLÜM 2: MATERYAL ve YÖNTEM 2.1. KALIPLAR SAÇ-METAL KALIP ÇEġĠTLERĠ KALIBI TASARLANAN PARÇA HAKKINDA BĠLGĠ Ġġ PARÇASI MALZEME ÖZELLĠKLERĠ Niyobyum AlaĢımlı Çeliğin Seçilme Nedeni ÜRETĠM OPERASYONLARI KESME MAKASLARLA KESME DAĠRESEL BIÇAKLI MAKASLARLA KESME KALIPLA DELME VE KESME KESME BOġLUĞU Kesme BoĢluğunun Hesaplanmasında Kullanılan Bağıntı Kesme BoĢluğunun Belirlenmesinde Dikkat Edilecek Noktalar Kesme Kalıplarında Çapak OluĢumu Ve AĢınma Kesme BoĢluğunun ĠĢ Parçası Ölçülerine Etkisi ve Kesicilerin Ölçülendirilmesi KESME KUVVETĠ Kesme Kuvvetinin Hesaplanmasında Kullanılan Bağıntı 18

5 iv EĞĠK BĠLENMĠġ KESĠCĠLERLE KESME KESME ZIMBALARI BOY KESME ĠġLEMĠ YAPAN ZIMBALAR ÇĠFT TARAFLI KESME YAPAN ZIMBALAR ÇEVRE KESME ZIMBALARI DELME ZIMBALARI DELĠK ZIMBALARIN MONTAJINDA DĠKKAT EDĠLECEK HUSUSLAR DĠġĠ KESĠCĠ KALIP BÜKME BÜKME KAVĠSĠ BÜKMEDE AÇINIM BOYUNUN BELĠRLENMESĠ BÜKME KUVVETĠNĠN HESAPLANMASINDA KULLANILAN BAĞINTI KAMLA ÇALIġAN KALIPLAR KAMLA ÇALIġAN KALIPLARDA YANAL HAREKET MĠKTARININ BULUNMASI YANAL KUVVETĠN BULUNMASI Sayfa BÖLÜM 3 3. ARAġTIRMA SONUÇLARI MALZEME ARAġTIRMASI ve ĠYĠLEġTĠRMESĠ KALIP VE KULLANILAN MALZEMELER BÖLÜM 4: 4. SONUÇLAR 4.1 HESAPLAMALAR KESME BOġLUĞUNUN HESABI KESME KUVVETĠNĠN HESABI BÜKME KUVVETĠNĠN HESABI ZIMBA BOYLARININ HESAPLANMASINDA KULLANILACAK BAĞINTILAR Zımbayı Burkulmaya Zorlayacak Kesme Kuvveti Kılavuz Plakalı Zımba Boylarının Belirlenmesi.51

6 v AÇINIM KESME + DELĠK DELME KALIBINDAKĠ ZIMBALARIN HESABI DELĠK DELME + KAMLI DELME KALIBINDAKĠ ZIMBALARIN HESABI KALIPLARIN ÇALIġMASI AÇINIM KESME+DELĠK DELME ETEK BÜKME L BÜKME DELĠK DELME+KAMLI DELME SONUÇLAR EKLER EK 1: AÇINIM KESME + DELĠK DELME KALIBI TEKNĠK RESĠMLERĠ 63 EK 2: ETEK BÜKME KALIBI TEKNĠK RESĠMLERĠ 77 EK 3: L BÜKME TEKNĠK RESĠMLERĠ EK 4: DELĠK DELME + KAMLI DELME TEKNĠK RESĠMLERĠ: 99 KAYNAKLAR TEġEKKÜRLER. 111 ÖZGEÇMĠġ. 112 Sayfa

7 vi TABLO LİSTESİ: Tablo ĠĢ parçası özellikleri.. 5 Tablo ĠĢ parçasının kimyasal bileģimi 5 Tablo Kesme BoĢluğu Değerleri 13 Tablo Kesme ve Delme Kalıplarına Ait Kesicilerin Ölçüleri 16 Tablo GenleĢme ve Büzülme Değerleri.. 17 Tablo DIN 1623 Çelik Saclar Ġçin Delme Kalıbı Ölçüleri. 17 Tablo Kesicilere Verilecek Eğim Değerleri Tablo Kalıp Kalınlığı Ġçin Katsayılar. 30 Tablo Büyük Çevre Kesmeleri Ġçin Katsayılar Tablo Kalıbın Kritik Kesit Alanı 31 Tablo Malzeme Kalınlığına Bağlı Olarak Kalıp Kalınlığı. 31 Tablo Vida Deliklerinin Kalıp Kenarına Olan Minimum Uzaklıkları 32 Tablo Pim Deliklerinin Kalıp Kenarına Olan Minimum Uzaklıkları. 32 Tablo Gömme BaĢlı Cıvata Deliklerinin Kalıp Kenarına Olan En Küçük Uzaklıkları...32 Tablo Minimum Bükme Yarı Çapları için c Katsayıları 35 Tablo Bükme Ekseninin Konumu.. 36 Tablo 2.6.1: Sürtünme Katsayısı Ġçin Değerler Tablo 3.1 Ç Tablo 3.2 Ç Tablo 3.3 Ç Tablo Tablo Tablo Tablo 3.7 BÖHLER K 340 ISODUR çeliğinin kimyasal analizi Tablo Tablo 3.9 MeneviĢ değerlerinin karģılaģtırılması 48 Tablo 3.10 Kalıp Ve Kullanılan Malzemeler.. 49 Sayfa

8 vii ŞEKİL LİSTESİ: ġekil Sac kalıbı... 1 ġekil Hacim kalıbı ġekil Vites Kolu TaĢıyıcı Braketi... 4 ġekil Paralel Ağızlı Makas Bıçakları ile Kesme ġekil Dairesel Bıçaklı Makaslarla ve Makasla Kesme... 8 ġekil Kalıpla Kesmenin OluĢumu ġekil Kesme BoĢluğu Ve Kesilme Yüzeyi ġekil Kesme BoĢluğunun Kesme Yüzeyine Etkisi 10 ġekil Normal BoĢlukla Kesme ġekil Kesme BoĢluğu Değeri ġekil Kesici Körelmelerin Neden Olduğu Çapak ġekil Kesme BoĢluğunun Parça Ölçülerine Etkisi. 15 ġekil Çevre Kesme ve Delmede Kesici Ölçüleri. 16 ġekil Eğik BilenmiĢ Kesicilere Yapılan Uygulamalar. 19 ġekil Zımbaların GruplaĢtırılması 20 ġekil Kesme ĠĢlemi Yapan Zımba ġekil Zımbanın Kesme Kenarı ġekil Çift Taraflı Kesme Yapan Zımbalar.. 22 ġekil ÇeĢitli Çevre Kesme Zımbaları ġekil Silindirik Milli Delme Zımbaları ġekil Silindirik ġaftlı (A,B,C,D) Zımbaların Bağlama Örnekleri.. 24 ġekil YanlıĢ Ve Doğru Zımba Montajı ġekil Basınç Plakalı Zımba Montajları ġekil Zımba Montajına ĠliĢkin Örnekler ġekil Küçük Delikler Ġçin Kademeli Zımbalar. 25 ġekil Sıyırıcı Plaka ve Zımba Kademe Boyları ġekil Küçük Çaplı Zımbalarda Kılavuz Düzenleri.. 26 ġekil GeniĢ Kanalda Eğilen ġeridin Neden Olduğu Zımba Kırılması. 26 ġekil Yukarı Çıkan Kesilen Pulun Sebep Olduğu Zımba Kırılması.27 ġekil ÇeĢitli DiĢi Kesici Delikleri. 27 ġekil Ġtici Zımba Örnekleri ġekil Uçları Eğik bilenmiģ Delme Zımbaları ġekil DıĢ Kenar Ġle Kesme Kenarı Arasındaki (L) Uzaklığı.. 31 ġekil Bükmede Gerilmeler ve ġekil DeğiĢiklikleri ġekil Kalın Malzemenin Küçük Kavisle Bükülmesi.. 34 ġekil Bükme Kavisinin Kalınlık Azalmasına Etkisi ġekil Parça Eninin Bükme Kavisine Etkisi 36 ġekil Parça Kenar Durumunun Bükme Kavisine Etkisi. 37 ġekil Bükülen Parçadaki Kesit DeğiĢimi ve Tarafsız Eksenin Konumu 37 Sayfa

9 viii ġekil BükülmüĢ Parçada Tarafsız Eksenin Konumu.. 38 ġekil ile 165 Bükme Açısına Göre Açınım Hesabı.39 ġekil Kamla ÇalıĢan Kalıp.. 40 ġekil 3.1 Böhler K 340 ISODUR çeliğinin diğer çeliklerle karģılaģtırılması.. 47 ġekil 3.2 BÖHLER K340 ISODUR ĠĢleme Verileri ġekil Delik zımbalarında flanbaj boyları 51 ġekil Basınç plakalı zımba montajı 51 ġekil Açınım Kesme + Delik Delme Kalıbında kullanılan zımbalar. 52 ġekil Delik Delme + Kamlı Delme Kalıbında kullanılan zımbalar 54 ġekil Eliptik zımbanın kesiti ġekil Açınım Kesme+Delik Delme ġekil Etek Bükme ġekil L Bükme-açık ġekil L Bükme-kapalı ġekil Delik Delme+Kamlı Delme Sayfa

10 - 1 - BÖLÜM 1: 1. GĠRĠġ GĠRĠġ: GeliĢmekte olan teknoloji çağında, kalıpçılığın birkaç cümle ile açıklanamayacağı bir gerçektir. Çünkü kalıpçılık, günlük hayatımıza girmiģ pek çok parçaların üretimini gerçekleģtiren en önemli mesleklerden biridir. Günlük hayatımıza giren bu parçaların üretiminde; zaman, kalite ve ölçü tamlığı, malzeme tasarrufu ve özdeģlik sağlayan, ayrıca iģçilik giderlerini asgari düzeye indiren kalıpçılık mesleğidir. Esas amacı birbirinden farklı olmayan, ancak çalıģma sistemi ve ürettikleri parçalar bakımından farklılıklar gösteren kalıpçılık mesleği sac ve hacim kalpçılığı olmak üzere temelde iki farklı grupta sınıflandırılabilir. Kalıp ve kalıp üreticisini genel olarak Ģu Ģekilde tanımlayabiliriz; özdeģ parçaları istenilen ölçü tamlığı sınırları içerisinde ve en kısa zamanda üreten, malzeme sarfiyatı ve insan gücünün asgari düzeyde tutulmasına yardımcı olan ve presler ile çalıģabilen makineye kalıp denir. Bu aygıtın tasarımını hazırlayan, yapımını gerçekleģtiren ve çalıģtırabilen kiģiye de kalıp üreticisi denir. Seri üretimi gerçekleģtirilecek herhangi bir kalıbın tasarımına, yapımına ve çalıģtırılmasına olanak sağlayan, uygulamalı eğitim ve öğretim yöntemlerini bir bütün olarak kabul eden meslek dalına kalıpçılık mesleği denir. Proje konumuz olan, imalat sanayinde önemli bir yer tutan sac kalıpçılığı, geliģen teknolojiye paralel olarak geliģmiģ ve seri üretim için vazgeçilmez bir yöntem olmuģtur. Üretilecek olan yarı mamul için mühendislik-tasarım bilgileri kullanılarak, konu ile ilgili hesaplamalar ve uygun malzeme seçimiyle kalıp tasarımları yapılarak, imalat açısından minimum maliyetli, maksimum kaliteli ürün elde edilmiģtir. Ayrıca zamandan tasarruf sağlanmıģtır.

11 - 2 - BÖLÜM 2: 2. MATERYAL ve YÖNTEM 2.1. KALIPLAR: Kalıplar sac metal ve hacim kalıbı olmak üzere iki gruba ayrılır. Şekil Sac metal kalıbı Şekil Hacim kalıbı DeğiĢik biçim ve boyutlardaki preslere bağlanarak, sac ve metaller üzerinde kesme, bükme ve çekme iģlemlerini seri olarak yapabilen aparatlara sac-metal kalıpları denir. En büyük özellikleri seri üretim yapmaları ve çalıģma sırasında kalifiye elemana ihtiyaç duyulmamasıdır. Otomobil, elektrik, elektronik sanayinde kullanılan parçaların, günlük kullanılan ev, el aletlerinin yapımında kullanılan gereçlerin yapımı bu kalıplarla seri olarak gerçekleģtirilmektedir. Ekonomik yönden geliģmiģ ülkelerle az da olsa kendi gücümüzle boy ölçüģebilmek ve bu ülkelerin sanayisine eriģebilmek için, günlük hayatımıza girmiģ ve endüstrinin hemen hemen her alanında kullanılabilecek parçaların düģük maliyette üretilmesinde sac metal kalıpçılığı nın önemi büyüktür. Çünkü sac metal kalıplarıyla, talaģ kaldırma iģlemi yapılmadan sac malzemelerden istenilen boyutlarda ve profildeki parçalar üretilebilmektedir. Kalıp elemanlarının hesabı, tasarımı ve imalatı kalıpçılık teknolojisinin en önemli alanlarından birini oluģturmaktadır. Özellikle seri üretime olan yatkınlığı sayesinde sac metal kalıpçılığı, imalat endüstrisinde çok büyük önem kazanmıģtır. Parçaların düģük maliyetle üretimi, iģçiliğin en aza indirilmesi ve minimum malzeme sarfiyatıyla maksimum üretim kapasitesi imalatta tercih edilen Ģartlardır. Dolayısıyla, sac metal kalıplarının tasarım aģaması son derece önemlidir. Klasik yöntemlerle yapılan kalıp hesaplarının zaman alıcı, zahmetli ve tasarımcıların hata yapma olasılığı sebebiyle bilgisayar programlarına yüklenmesi vazgeçilmez bir zorunluluk olmuģtur. Son yıllarda bilgisayar destekli sistemler, imalatın, özellikle tasarım aģamasında büyük zorlukları azaltmak amacıyla kullanılmaktadır.

12 SAÇ-METAL KALIP ÇEġĠTLERĠ: Faydaları: 1-Delme-kesme Kalıpları a-bıçak gibi kesme kalıpları b-açık kesme kalıpları c-kılavuz plakalı kesme kalıpları d-kılavuz sütunlu kesme kalıpları e-ardıģık kesme kalıpları f-bileģik kesme kalıpları g-çapak kesme kalıpları 2-Bükme Kalıpları a- V Bükme kalıpları b- U Bükme kalıpları c-özel bükme kalıpları 3-Çekme Kalıpları a-açık çekme kalıpları b-baskı plakalı çekme kalıpları 4-Formlama Kalıpları 5-Sıvama Kalıpları 6-ġiĢirme Kalıpları 7-BileĢik Kalıplar 8-Ekstrüzyon Kalıpları Tasarımı iyi yapılmıģ ve konstrüksiyon hatası bulunmayan sac metal kalıplarının endüstrimize sağladığı faydaları aģağıdaki Ģekilde sıralayabiliriz; 1 - Kalıplanacak parçalara üretim kolaylığı sağlar. 2 - Seri üretimi artırır. 3 - Her parça için sarf edilecek insan gücünü azaltır. 4 - Öğretimin ( kalıplamanın ) otomatik olmasını sağlar. 5 - Kullanma yerlerine göre kalıplanan parçaların yeniden iģlenmesine gerek yoktur. 6 - Öretilen parçalar, ölçü tamlığı sınırları içerisinde özdeģtir. 7 - Biçim ve boyutları değiģik ( simetrik olmayan ) parçaların üretimi ekonomiktir. 8 - DeğiĢik yöntemlerle üretilemeyen çok küçük parçaların üretimine kolaylık sağlar. 9 - Bazı hallerde, kalıplama iģleminde kullanılan pres tezgahını ve kalıbı değiģtirmeden, belli sınırlar içerisinde değiģik cinsteki malzemelerden parça üretimine olanak sağlar Öğretim süresince kalıplanan parçaları, arzu edilen ölçü tamlığı sınırları içerisinde kontrol eder.

13 - 4 - Mahzurları: 1 - Öğretimi yapacak kalıbın maliyeti yüksektir. 2 - Kalıbın yapımında kullanılan takım tezgahları ve yardımcı ekipmanları pahalıdır. 3 - Bazı hallerde kalıplarla üretilen parçaların kontrolü veya üretimin kontrolü zordur. 4 - Her konuda bilgi sahibi olan iyi bir kalıpçının kısa zamanda yetiģtirilmesi kolay değildir. 5 - Öretilen parçanın kalite kontrolü kısa zamanda yapılmayabilir. 6 - Bazı hallerde bozulan kalıbın bakım ve onarımı zordur. Sonuç olarak, mahzurlu yönlerini asgari düzeye indirdiğimiz takdirde, sac metal kalıpçılığının endüstrimizdeki öneminin çok büyük olduğunun bilinci içerisinde olmamız gerekmektedir KALIBI TASARLANAN PARÇA HAKKINDA BĠLGĠ: VİTES KOLU TAŞIYICI BRAKETİ Parça boyutları: Parçada 16.5 çapında delik, ve 10.5 çapında 10mm uzunluğunda koza delik var. İZOMETRİK GÖRÜNÜŞ Şekil Vites Kolu Taşıyıcı Braketi

14 Ġġ PARÇASI MALZEME ÖZELLĠKLERĠ: ĠĢ parçası malzemesi olarak Niyobyum AlaĢımlı Çelik seçilmiģtir. Malzeme özellikleri ve kimyasal bileģimi (% olarak) aģağıdaki Tablo ve Tablo de verilmiģtir. Tablo İş parçası özellikleri Akma Dayanımı (N/mm2) Çekme Dayanımı(R m) (N/mm2) % UZAMA(%A) Boy 80 mm için Standart KarĢılığı MIN MIN MAX MAX S355MC ERD Tablo İş parçasının kimyasal bileşimi %C MAX %Si MAX %Mn MAX %P MAX %S MAX %Nb %V %Al %Ti 0,1 0,4 0,9 0,025 0,015 0,01-0,06 0,01-0,08 0,01-0,08 0,01-0, Niyobyum AlaĢımlı Çeliğin Seçilme Nedeni: Kristal yapılı malzemelerde tane sınırları, dislokasyon hareketlerini durduran veya zorlaģtıran iki boyutlu engel olarak görülebilir. Engelin aģılması, komģu tanelerin 2 kristal düzlemlerinde kayma hareketlerinin baģlatılabilmesi için TS k d kadar bir gerilme artıģına ihtiyaç vardır. k: malzemeye bağlı bir sabit olup tane sınırının dislokasyon hareketine etkisini karakterize eder, tane sınırı direnci de denir N. mm 3 2 d: ortalama tane büyüklüğü mm. Taneler ne kadar küçülürse, malzemenin birim hacimdeki tane sınırları ve buna bağlı tane sınırı direnci de o kadar artacaktır. Söz konusu kristalde serbest dislokasyonu hareket ettirmek için gerekli gerilme 0 (iç sürtünme gerilmesi) ise, d ortalama tane büyüklüğüne sahip malzemede plastik deformasyonu gerçekleģtirmek için gerekli gerilme, o malzemenin alt akma sınırını verecektir Re k d (Hall-Petch Bağıntısı) Alt a Küçük taneli çeliklerin Hall-Petch Bağıntısı gereğince mukavemetleri yüksektir. Bu malzemeler büyük taneli malzemelere göre daha sünektir. Tane sınırında plastik deformasyon gerçekleģirse, bunun neticesinde tane komģu olduğu tanelere bir basınç etkisi yaratacaktır. Eğer komģu tanelerin birisinde de basınçtan dolayı Ģekil değiģimi söz konusu olursa zincir Ģeklinde bir Ģekil değiģimi gerçekleģmeye baģlayacaktır. Atomlar arası bağlar kopup çatlak oluģacaktır. 1

15 - 6 - Küçük taneli yapıda ise zincir halindeki Ģekil değiģtirme sırasında diğer noktalar da üst üste bindiği için rast gele bir kırılma önlenecek ve düzgün bir sac düzlemi elde edilecektir. Küçük taneli malzemeler yüksek mukavemetli tok malzemelerdir. Belirli bir malzeme kalınlığı için bükme yarıçapı azaldıkça, dıģ yüzeydeki çekme birim Ģekil değiģimi artar. Eğer malzeme kaba taneli yapıya sahip ise bu sac düzleminin yüzeyi portakal görünümlü olur. Bu yüzden de küçük taneli saclar kullanılmalıdır. Son birkaç yıldır Otomotiv Endüstrisinde Otomobil parçaları Niyobyum alaģımlı saclardan üretilmektedir. Malzemelere Niyobyum katılmasının nedeni, Niyobyum Karbürler oluģturarak katılaģma esnasında tane sınırlarına çökelen çeliğin tanelerinin büyümesine engel olmak içindir. Tane büyümesini engelleyerek de, küçük taneli yapıların oluģmasını sağlıyoruz. Küçük taneli yapılar hem tok, hem Ģekil değiģtirme kabiliyeti yüksek olan yapılardır. Ayrıca küçük taneli yapı elde etmekle, dıģ yüzeydeki aģırı Ģekil değiģtirmeden dolayı oluģması muhtemel portakal yüzeyine benzeyen engebeli bir yüzeyin oluģmasını da engellemiģ oluyoruz. Bu yüzden sac parça malzemesi olarak Niyobyum AlaĢımlı Çelik seçilmiģtir ÜRETĠM OPERASYONLARI: Parçanın nihaiyi Ģeklini alabilmesi için aģağıdaki iģlem adımlarından geçmesi ön görülmüģtür. 1. Açınım Kesme + Delik Delme; 2. Etek Bükme; 3. L Bükme; 4. Delik Delme + Kamlı Delme.

16 KESME: Levha veya Ģerit halindeki saclardan istenilen profil ve ölçüdeki parçaları talaģ kaldırmadan elde etme iģlemine kalıpçılıkta "kesme" ismi verilmektedir. Kesme kalıpları dediğimiz düzenlerle gerçekleģtirilen bu iģlemlerde arzulanan ölçü ve Ģekil tamlığına eriģebilmek için kesme olayının ne Ģekilde oluģtuğunu bilmek gerekir. AĢağıda çeģitli düzenlerle kesme iģlemleri sıralanmıģtır MAKASLARLA KESME: Makaslarla kesmede bıçaklar arasına konan malzemeye ġekil 2.2.1' de görüldüğü gibi hareketli bıçaklar vasıtasıyla kesme kuvveti uygulanır. Bıçakların malzemeye basmasıyla malzemenin esnekliğinden ötürü bıçakların değme yüzeyleri büyür. Uygulanan kesme kuvveti bıçakların değme yüzeylerine Ģekilde görüldüğü gibi yayılır. Bıçakların malzemenin direncini yenerek dalması ile meydana gelen kayma gerilmeleri bıçak uçlarındaki malzemede bir kesilme meydana getirir. Bundan sonra ezilme sınırını aģan basınç gerilmelerinin etkisi ile malzeme kırılır. Bıçak ağızlarındaki yayılı kuvvetlerin bileģkeleri olan P kuvvetleri arasında L aralığı bulunur. Bu L aralığı bıçaklar arasındaki boģluğun yaklaģık 1,5 ila 2 katı kadardır. Aralarından L uzaklığı bulunan bileģke kuvvetleri M = P.L değerinde bir döndürme momenti meydana getirirler. Bıçakların dalmasıyla orantılı olarak değiģen bu döndürme momenti kesme öncesi bıçaklar arasında yatay konumda duran malzemeyi bıçaklara doğru döndürmeye çalıģır. Şekil Paralel Ağızlı Makas Bıçakları ile Kesme DAĠRESEL BIÇAKLI MAKASLARLA KESME: Çoğunlukla profilli parçaların kesilmesinde, uzun rulo halindeki saçların belirli ölçülerde delinmelerinde dairesel bıçaklı makaslar kullanılır. Kesilecek profilin durumuna göre bıçaklar birbirlerine göre değiģik konumlarda yapılmaktadır. ġekil de bıçakların birbirlerine göre konumları gösterilmiģtir.

17 - 8 - Şekil Dairesel Bıçaklı Makaslarla ve Makasla kesme KALIPLA DELME VE KESME: Kesme ve delme kalıbı zımba ve diģi kesiciden oluģan düzenlerle yapılır. Kalıpla kesme iģleminin ne Ģekilde meydana geldiği ġekil 2.2.3' de görülmektedir. Kesme olayının birinci kademesinde zımba malzemeye kesme boģluğuna ve malzemenin cinsine bağlı olarak bir miktar dalar. ġekil 2.2.3B 'de görüldüğü gibi malzemede hiçbir kopma olmamakta yalnız malzemenin zımba tarafı içe çökmekte, kalıp tarafı da dıģa doğru bir miktar kamburlaģmaktadır. Zımbanın kesilme olmaksızın malzemeye dalma derinliği malzeme kalınlığının yaklaģık % 20 ila % 50'si kadardır. ġekil 2.2.3C de görüldüğü gibi zımbanın malzemeye bir miktar daha dalmasıyla önce kalıp tarafında hemen sonra da zımba tarafında bir yırtılma görülmektedir. Meydana gelen yırtılma çizgileri daha sonra basınç gerilmelerinin etkisi ile birleģerek kesme yüzeyini oluģturur. ġekil 2.2.3D son kademe zımba malzemeden kesilmiģ kısmı kalıp deliğine itene kadar aģağı inme hareketine devam eder.

18 KESME BOġLUĞU: Şekil Kalıpla Kesmenin Oluşumu Kesme iģleminde kesilen kenarın yüzey kalitesi ve çapak oluģumunun kontrolü için dikkat edilmesi gereken en önemli husus kalıp ile zımba arasındaki kesme boģluğunun belirlenmesidir. Kesilme yüzeyinin oluģumu ġekil 2.2.4'da Ģematik olarak görülmektedir. Zımbanın dalmasından sonra oluģan yırtılma çizgileri genellikle birbirine paraleldir. Malzemeye bağlı olarak dikeyle aģağı yukarı 4 ila 8 lik açı meydana getirirler. (x) ile gösterilen kesme boģluğu kalıp ve zımba çapları arasındaki farkın yarısına eģittir. Kesme boģluğu, ġekil C' de görüldüğü gibi yırtılma çizgilerinin birbirlerini karģılayacak Ģekilde bırakılacak olursa kesilme yüzeyi hafif konik biçimde ve düz bir hat boyunca oluģur. Bu uygulamaya normal boģlukla kesme demekteyiz. ġekil ' de bu uygulamaya uyan kesmedeki yüzey oluģumunu göstermektedir. Kesmede meydana gelen parlak kesilme Ģeridinin kalınlığı malzemeye bağlı olmakla beraber ortalama olarak saç kalınlığının % 30'u kadardır. Bu bölgeden sonra gelen kopma yüzeyi pürüzlü ve hafif koniktir. Genellikle çapak yok denecek kadar azdır. Kesme iģlemlerinde çoğunlukla uygulanan Ģekil budur. Bu Ģartlara uyan kesme boģluğunun değeri zımbanın malzemeye kesilme olmaksızın dalma derinliği ile yırtılma açıları bilinirse matematiksel olarak bulunabilir. Fakat kesme boģluğu için daha çok tecrübeye dayalı değerler kullanılmaktadır. Bu değerler malzeme cinslerine ve fiziksel özelliklerine bağlı olarak düzenlenmiģlerdir.

19 Şekil Kesme Boşluğu Ve Kesilme Yüzeyi Şekil Kesme Boşluğunun Kesme Yüzeyine Etkisi Şekil Normal Boşlukla Kesme

20 Kesilecek malzeme cinsine, istenen yüzey kalitesine, kuvvet ve iģ gereksinimine bağlı olarak seçimi yapılan kesme boģluğu için tüm araģtırmacıların ve pratik uygulayıcıların üzerinde birleģtikleri tek kesin değerleri belirtmek oldukça güçtür. "Göhre" tarafından önerilen kesme boģluğu değerleri ġekil 2.2.7' deki diyagramda verilmiģtir. Göhre 'nin deneyimlerine göre bulunmuģ olan bu değerler 3 mm kalınlığa kadar sac kalınlığı ile doğrusal değiģmektedir. Göhre'nin araģtırma ve iģletme deneyimlerine kısmen uyan kesme boģluğu değerleri, malzeme kesme dayanımına bağlı olarak aģağıdaki ampirik bağıntılar Ģeklinde önerilmektedir. Şekil Kesme Boşluğu Değeri Kesme BoĢluğunun Hesaplanmasında Kullanılan Bağıntı: ((3 mm kalınlığa kadar olan saclar için (ince saclar)) x c. s. B x: Kesme boģluğu mm c: Katsayı s: Kesilecek malzeme kalınlığı mm B : Kesme dayanımı N 2 mm Bağıntılarda kullanılan (c) katsayısı 0,005 ila 0,035 arasında seçilebilir, (c) nin 0,005 değeri temiz bir kesme yüzeyine, 0,035'e kadar olan daha büyük değerleri de düģük kesme kuvveti ve iģ gereksinimine karģılıktır. Kesmeden beklenen Ģartlara göre bu katsayı için bir değer tercihi yapılabilir. Kesme yüzeyinin fazla öneme haiz olmadığı durumlarda düģük kesme kuvveti ve iģ gereksinimi için (c) katsayısı 0,03 ile 0,04

21 alınabilir. (c) nin 0,005 alınması halinde kesme kuvvetinde yalnız %5 kadar bir artıģ olmasına karģılık kesme iģinde %70'e kadar varan azımsanmayacak bir artıģ görülmektedir. Genel kesme uygulamaları için (c) katsayısının 0,01 alınması uygun olur. Sert metalden yapılacak kesme kalıpları için (c) değeri 0,015 ila 0,018 arasında seçilebilir Kesme BoĢluğunun Belirlenmesinde Dikkat Edilecek Noktalar: Teknik Ve Pratik Bilgi: 1. Kesme boģluğunun dar olması durumunda, malzeme kalıp tarafındaki kenardan yırtılmaktadır. SıkıĢmıĢ bulunan malzeme bölgesi sacın düz bir hat boyunca kopmasına engel olmakta kesilme zig-zag biçiminde oluģmaktadır. 2. GeniĢ tutulmuģ kesme boģluğu ile kesmede zımbanın malzemeye kesilme olmaksızın dalma miktarı sac kalınlığının %20 sinden daha küçük olmaktadır. GeniĢ tutulmuģ boģlukla kesmede malzeme kesilmekten çok, geniģ bırakılmıģ kesme boģluğunda çekme gerilmeleri sınırı aģılınca kopmaktadır. GeniĢ kesme boģluğunda yüzey kalitesi bozulmakta delik veya kesilen yüzey konik biçiminde olmaktadır. 3. Genel kesme uygulamalarında çoğunlukla temiz kesme yüzeyi gerekmeyebilir. Bu durumda normal kesme boģluğu kullanılmalıdır. 4. Temiz ve parlak kesme yüzeylerine gerek duyulan durumlarda dar kesme boģluğu seçilmelidir. 5. Parça kalınlığına oranla küçük çaplı delme iģlerinde büyük kesme boģluğu seçilmelidir. 6. YumuĢak Alüminyum malzemelerden yapılan kesmelerde yırtılmalar pek görülmeyeceğinden küçük kesme boģlukları kullanılabilir. 7. Hızlı çalıģan preslerde (dakikada 200 kurstan fazla) takım dayanımı açısından büyük kesme boģluğu tercih edilmelidir.

22 Genel kesme boģluğu değerleri Tablo de verilmiģtir. Genel kesme iģlemlerinde uygulanabilecek bu değerler oldukça kaliteli kesme yüzeyi sağlar. Kesme boģluğu değerleri tabloda kesici deliğinin Ģekline göre iki farklı değerde tutulmuģtur. Tablo Kesme Boşluğu Değerleri

23 Kesme Kalıplarında Çapak OluĢumu Ve AĢınma: Genellikle dar tutulmuģ boģlukla kesmelerde kesilme yüzeyi kalitesi artmakla beraber çapak denilen sivri köģelerin ortaya çıkması da söz konusudur. Bu tür kesmelerde kesme öncesi zımba malzemeye kesilme olmaksızın bir miktar dalmaktadır. Zımbanın bu dalması malzemenin zımba yüzeyleri önünde sıkıģmasına sebep olur. SıkıĢarak bozulan, deformasyona uğrayan malzemede dayanım değiģikliği olmakta dayanımın yükselmesi ile malzemenin yırtılmaya karģı direnci de artmaktadır. Bu nedenle malzemenin yırtılması zımba kesme kenarında baģlamamakta yırtılma zımba kenarından daha uzakta olan yumuģak bölgede oluģmaktadır. Zımba kenarından daha uzakta oluģan bu yırtılma çapak dediğimiz sivri köģenin oluģmasına neden olmaktadır. Bu sivri köģenin yüksekliği malzemeye ve kesme boģluğu değerlerine bağlı olmaktadır. Daha kaliteli kesme yüzeyi elde etmek amacıyla kesme boģluğu küçültüldüğünden çapak yüksekliğinde de bir miktar artma olmaktadır. YumuĢak malzemelerin akma özellikleri daha fazla olduğundan zımba dalması da o oranda artmaktadır. Bu nedenle malzeme akma özelliği ne kadar çoksa çapak yüksekliği de o oranda fazla olmaktadır. Aynı kesme boģluğunda, gevrek malzemelerde çapak yüksekliği sünek malzemelere oranla daha az olmaktadır. Bundan baģka aģınmıģ kesici kenarlarında akma fazlalaģacağından çapak yüksekliği de artmaktadır. Bu bakımdan takım aģınmaları kullanım esnasında izlenerek çapak yüksekliği müsaade edilen sınırı aģınca kesiciler bilenmelidir. Kesicilerin körelme durumlarına göre çapak oluģumu ġekil de görülmektedir. Her kesme kalıbında kesmenin teknolojisinden gelen malzemeye ve kullanılan kesme boģluğuna bağlı olarak belirli yükseklikte bir çapak oluģur. Bu baģlangıç çapağı takım aģınmalarına paralel olarak artar. Hangi çapak yüksekliğinden sonra takımın bilenmeye verileceğinin kararı ekonomik koģullara ve parçanın kullanılacağı yerdeki durumuna bağlıdır. Takım aģınmaları ve çapak oluģumunun incelenmesi için 0,5 mm kalınlığında %4 silisyumlu dinamo sacı ile kesme tecrübeleri yapılmıģ 0.1 mm çapak yüksekliğinden sonra kesiciler bilenmiģtir. Şekil Kesici Körelmelerin Neden Olduğu Çapak

24 Çapak oluģumunun incelenmesi için yapılan kesme deneylerinden aģağıdaki sonuçlar çıkarılabilir: 1. Sert metal kalıp ve takım çeliğinden yapılmıģ zımba ikilisi ile yapılan kesme takım ömrü, takım çeliğinden yapılmıģ zımba-kalıp ikilisinden yaklaģık 4 ila 6 kat fazla olmaktadır. 2. HG 60 (sert metal) kesici ile dinamo sacından iki bileme arası parça kesilebilmektedir. 3. Kesilen pulda oluģan çapak yüksekliği Ģerit kısmındakinin iki katı kadar olmaktadır. 4. BaĢlangıç çapağı yüksekliği her bilemeden sonra artmaktadır. 5. Zımba önceleri hızla açınmakta, daha sonra bu açınma azalmaktadır. Uygulamada tamamıyla çapaksız parça kesmek mümkün olmadığından iģ resimlerinde müsaade edilebilen çapak yüksekliği ve çapak tarafı belirtilmelidir. Çapaksız kesilmesinin yazılması kesme sonrası depolama veya taģlama iģlemi gerektireceği için bu ifade dikkatli kullanılmalıdır. Kesicilerin zamansız aģınmalarında sorunu sık sık bilemekle çözümlemeden önce kullanım hatalarına, kılavuz düzenlerine, zımbanın kesici içine girme miktarlarına ve daha önemlisi kullanılan presin rijitliğine dikkat edilmelidir Kesme BoĢluğunun ĠĢ Parçası Ölçülerine Etkisi ve Kesicilerin Ölçülendirilmesi: ġekil 'te görülebileceği gibi kalıplarla kesmelerde kesilen pulun üst taraftaki ölçüsü zımba ölçüsüne, alt taraftaki ölçüsü de kalıp ölçüsüne uymaktadır. Bu duruma göre kesilecek delik çapı zımbaya, pul çapı da kalıp deliğine verilecek ölçüye bağlıdır. O halde delme iģlemlerinde delik zımbası arzulanan delik çapında yapılarak kalıp deliği kesme boģluğunun iki katı kadar büyütülmeli, çevre kesme iģlemlerinde ise kalıp deliği arzulanan iģ parçası ölçüsünde yapılarak zımba kesme boģluğunun iki katı kadar küçültülmelidir. Şekil Kesme Boşluğunun Parça Ölçülerine Etkisi

25 Ölçüsü (D-t) olan bir pulun kesilmesinde kullanılan kalıba ait kesicilerin ölçülendirilmesi ġekil A'da, Ölçüsü (D-t) olan bir deliğin delinmesinde kullanılan kalıba ait kesicilerin ölçülendirilmesi ġekil B'de görülmektedir. Ölçüsü (D-t) olan pulun kesilmesinde kullanılan kesme kalıbının diģi kesicisine ait "anma" ölçüsü imali yapılacak parçanın en küçük ölçüsüne eģit yapılmıģtır. Ölçüsü (D-t) olan bir deliğin delinmesinde kullanılacak kalıptaki delik zımbasının "anma" ölçüsü deliğin en büyük ölçüsüne eģit yapılmıģtır. ĠĢ parçası için tanınan toleranslarla zımba ve diģi kesicini imalat toleranslarının kesicilere dağıtımı Ģekillerden açık olarak görülmektedir. Bu Ģekillerden yararlanılarak hazırlanmıģ Tablo 2.2.2' daki bağıntılar kesicilere ait ölçülerin belirlenmesinde kullanılabilir. Kesme boģluğunun kesilecek parça ölçüsüne etkisi yukarıda anlatıldığı Ģekilde belirlendikten sonra kesicilerin ölçülendirilmesi ve imalatında göz önünde bulundurulması gereken hususlar gerek tasarım gerekse imalat elemanlarınca kolayca karara bağlanabilir. Ayrıca kesicilerin ölçülendirilmeleri ve imallerinde bunların çalıģmalarından dolayı aģınacakları da dikkate alınmalıdır. Ayrıca kesilecek parçalar için tanınan toleransların ne oranda kullanılacağının kararı da yine tasarım elemanlarının görevleri arasındadır. Kalıp kesicilerinin ölçülendirilmelerinde kullanılabilecek basit bir kural vardır. Delme kalıplarında zımba önce delik toleransının % 25 ile 30'u kullanılarak imal edilir, daha sonra kalıp imal edilen zımba ölçüsünden kararlaģtırılan kesme boģluğunun 2 katı kadar büyük yapılır. Tablo Kesme ve Delme Kalıplarına Ait Kesicilerin Ölçüleri Kesmenin Ģekli Kalıp imalat ölçüsü Zımba imalat ölçüsü Çevre kesmede parçanın Dk D t zm D z D t 2x z ölçüsü (D-t) Delme iģleminde deliğin Dk D t 2 x zm D z D t z0 ölçüsü (D-t) 0 Şekil Çevre Kesme ve Delmede Kesici Ölçüleri

26 Çevre kesme kalıplarında kalıp kesilecek pul toleransının % 25 ile 30'u kullanılarak imal edilir, daha sonra zımba imal edilen bu ölçüden kararlaģtırılmıģ olan kesme boģluğunun 2 katı kadar küçük yapılır. 25 mm' nin altındaki çaplarda zımba tarafından delinen delikler zımba delikten çıktıktan sonra bir miktar büzülerek küçülürler, benzer Ģekilde pullarda kalıp boģluğundan kurtulduktan sonra genleģerek bir miktar büyürler. Bu sebepten dar toleranslı parçalarda bu genleģme ve büzülme miktarları dikkate alınmalıdır. Neticede delik zımbası deliğin kesme sonrası büzüleceği dikkate alınarak arzulanan delik çapından bir miktar büyük, kalıp delikleri de genleģme dikkate alınarak arzulanan pul çapından bir miktar küçük yapılır. Bu genleģme ve büzülmeler için Tablo 2.2.3'deki değerler kullanılabilir. Tablo Genleşme ve Büzülme Değerleri Sac kalınlığı mm GenleĢme ve büzülme mm 0,8 0,025 0,8 1,6 0,038 1,6 3,2 0,050 Tablo DIN 1623 Çelik Saclar İçin Delme Kalıbı Ölçüleri Sac kalınlığı S Büzülme f 1 BoĢluk x 0,05 0,005 0,01 0,1 0,01 0,02 0,25 0,02 0,04 0,4 0,02 0,06 0,63 0,03 0,08 1 0,05 0,11 1,25 0,05 0,13 1,6 0,08 0,18 2 0,08 0,25 2,5 0,1 0,25 3,2 0,1 0,3 4 0,1 0,35 d d 2 d f 3 d 2 Zımba ölçüsü 1 1 Kalıp ölçüsü d Delik adsal çapı 1 x

27 KESME KUVVETĠ: Çevre kesme ve delmede kesme kuvveti, malzemenin kesilme direnci zımbanın dalma oranına bağlı olarak sürekli olarak değiģtiğinden kesme iģlemi boyunca değiģir. YaklaĢık malzeme kalınlığının % 30'unda en yüksek değerine ulaģan kesilme direnci malzemenin kesme mukavemetine karģılıktır Kesme Kuvvetinin Hesaplanmasında Kullanılan Bağıntı: P = L. s. B P: Kesme kuvveti N L: Kesilen çevre uzunluğu mm s: Kesilecek malzeme kalınlığı mm B : Kesme dayanımı N 2 mm Kesme dayanımı büyük ölçüde malzemenin Ģekil değiģim oranına bağlı olmakla beraber çekme dayanımı ile kesme dayanımı arasında genellikle B = 0,8 B bağıntısı vardır. Tablo ve Tablo de ( Niyobyum AlaĢımlı Çelik Tablosu ) çekme dayanımı verildiği için hesaplamalarda bu dönüģüm yapılacaktır. Kesilecek malzemeye ait kesme dayanımının her zaman kolaylıkla bulunamaması ve kesme Ģartlarına bağlı olması yüzünden kesme kuvvetinin hesabında malzeme çekme dayanımının kullanılması daha emniyetli bir yoldur. Kalıbın bağlanacağı tezgâhın belirlenmesinde kalıpta bulunan yay ve benzeri baskı düzenekleri için gerekli kuvvetlerin de kesme kuvvetine eklenmesi gerekir. Presler genellikle ortak çarpanı , 6 olan geometrik diziye uyacak Ģekilde 16, 25, 40, 63...vs. gibi tonajlarda imal edilmektedirler. Kalıp tasarımında ve kullanımında her zaman için kesme kuvvetinin hassas verilerle hesaplanması pratik olmayabilir. Tasarımcı ve kullanıcının yapılan kalıbın elde mevcut preslerin hangi tonajlarına uygun olduğunu pratik verilerle kısa yoldan tespit etmesi çoğu zaman yeterli olabilir.

28 EĞĠK BĠLENMĠġ KESĠCĠLERLE KESME: Büyük boyutlu kesmelerde veya kesme kuvvetini küçük tutmak amacıyla kesme kalıbı veya zımbası eğik olarak bilenir. Kesicilerin eğik bilenmesiyle makaslarda olduğu gibi kesicilerin malzemeye etki alanı daraltılarak kesme yolu uzatılır. Böylece daha düģük değerde olan kesme kuvvetinin daha uzun kesme yolu kat etmesi sağlanır. Eğik bilenmiģ kesicilerle yapılan uygulamalara ait çeģitli örnekler ġekil 'da görülmektedir. Bu tür uygulamalarda kesicilerin tek yönlü zorlanmalarına engel olmak gerekir. Bunun için kesicilere uygulanacak eğilimlerde simetrikliği sağlamak önemlidir. Bu sayede zorlamalar dengelenir. Aynı Ģekilde kesicilerin yeniden bilenmelerinde kolaylık sağlayıcı Ģekillerin seçimine de dikkat etmelidir. Yalnız kısmi kesme için düģünülmüģ (f) Ģeklindeki uygulama yapılacak iģin gereği olduğundan yukarıda söylenen önerilerin dıģında kalmaktadır. Kesilecek pulun kesicilere verilen eğimden zarar görmemesi için çevre kesme kalıplarında diģi kesicinin, delme iģlemlerinde de parçanın zarar görmemesi için zımbanın eğik bilenmesi gerekir. KarĢılık Ģekilli parçaların çevre kesme iģlemlerinde takımların imal ve kullanım güçlükleri sebebiyle eğik bileme uygulaması tavsiye edilmemektedir. Kesicilere verilecek eğim değerleri Tablo 2.2.5'de görülmektedir. Malzeme kalınlığı (s) mm Tablo Kesicilere Verilecek Eğim Değerleri Eğim Yük. (H) mm Eğim açısı o Kesme kuvvetindeki azalma % <3 2s s Şekil Eğik Bilenmiş Kesicilere Yapılan Uygulamalar

29 Maksimum kesme kuvvetinin aynı anda meydana gelmesini önlemek için üzerinde çok sayıda zımba bulunan kalıplarda zımbalar farklı boyda yapılarak, zımbalar gruplaģtırılır. Uzun zımbaların kalıp deliğine daha fazla girmesini önlemek ve aģınmalarını azaltmak için gruplaģtırılan zımbalar arasındaki boy farklılıkları ince malzemelerde sac kalınlığı, kalın malzemelerde de sac kalınlığının yarısı kadar yapılmalıdır. Bu durum ġekil de gösterilmiģtir. Şekil Zımbaların Gruplaştırılması

30 KESME ZIMBALARI: Kesme kalıplarının ana elemanlarından biri, hiç kuģkusuz kesme zımbalarıdır. Uygun alaģımlı takım çeliğinden yapılan kesme zımbaları, kullanım amaçlarına göre ve kalıbın durumuna bağlı olarak çok çeģitli Ģekillerde tasarlanabilirler. Kesme iģleminde kullanılan zımbaları, yaptıkları iģlere göre birkaç grupta toplamak mümkündür BOY KESME ĠġLEMĠ YAPAN ZIMBALAR: Bu tür zımbalar, tek yüzeyden kesecek Ģekilde görev yaparlar. Tasarım Ģekilleri kalıbın durumuna bağlıdır. Kesme yüzeylerinin profilleri de kesilecek iģ parçasına göre seçilirler. Bu tür zımbalara ait örnekler ġekil ve 2.3.2' de verilmiģtir. ġekil 2.3.1' deki zımba üst kalıp tablasına geçme olarak ġekil 2.3.2' deki zımba da üst tablaya doğrudan cıvata ve pim vasıtası ile bağlanacak Ģekilde yapılmıģtır. Şekil Kesme İşlemi Yapan Zımba Şekil Zımbanın Kesme Kenarı

31 ÇĠFT TARAFLI KESME YAPAN ZIMBALAR: Bu tür zımbalar karģılıklı iki yüzeyi kesme görevi yaparak Ģeridin ara kısmından arzulanan profilde bir parça keserek Ģeridi istenen boyda uçları profilli parçalara ayırır ÇEVRE KESME ZIMBALARI: Şekil Çift Taraflı Kesme Yapan Zımbalar Yapılacak iģ profiline uygun olarak iģlenmiģ olan bu zımbalar kesme kalıplarında en son iģlemde devreye girerek tüm çevresi boyunca kesme yapar. Tasarım Ģekilleri zımba kesme profiline ve imalat bölümünün olanaklarına bağlıdır. Çevre kesme zımbalarının birkaç çeģidi ġekil de gösterilmiģtir DELME ZIMBALARI: Şekil Çeşitli Çevre Kesme Zımbaları Ġsminden de anlaģılabileceği gibi bu tür zımbalar iģ parçaları üzerinde çeģitli profillerde delikler açmakta kullanılır. Dairesel profilli zımbaların gerek yapımları gerekse zımba taģıyıcı plakaya bağlanmaları oldukça kolaydır. Profilli zımbaların hem yapımları hem de taģıyıcı plakaya bağlanmaları çoğu zaman sorun yaratır. Profilli delme zımbalarının imalatında ve yerlerine bağlanmalarında yapılabilecek basitleģtirmeler

32 tasarım elemanları tarafından düģünülmelidir. ġekil 'te çeģitli profildeki delikleri açmak için kullanılan silindirik milli zımbalar görülmektedir. Zımba millerinin silindirik olması bağlamayı büyük oranda kolaylaģtırmaktadır. Bu tür zımbaların bağlandıktan sonra dönmeleri için önlem alınmalıdır. Şekil Silindirik Milli Delme Zımbaları Dairesel profilli ve silindirik milli zımbaların zımba taģıyıcı plakaya bağlanmalarında kullanılan genel uygulamalar ġekil 'te görülmektedir. A uygulamasında zımba baģı silindirik faturalıdır. B Ģeklindeki uygulama ise zımba baģı 60 o 'lik havģa ile birleģtirilmiģtir. A uygulaması B'ye oranla daha kolaydır. C Ģeklindeki uygulamada ise zımbanın sökülüp takılmasında üst kalıbın dağıtılmasına gerek yoktur. Sık sık değiģtirilmesine gerek duyulan zımbaların, kalıbın diğer elemanlarını sökmeden yenilenmesi zaman kazancı ve kalıp ayarı yönünden önemlidir. ġekil C de 2 numaralı bağlama cıvatası zımbadaki eğik yüzeye basınç yaparak onu yukarı doğru sıkıģtırır. Zımbanın sökülmesi için cıvatanın gevģetilmesi gerekir. Sık sık değiģtirilmesi zorunlu olan delik zımbalarının kalıptaki konumu çoğu zaman C uygulamasında gösterilen cıvatalı bağlamaya olanak vermeyebilir. D Ģeklinde gösterilen çözüm çok pratik bir uygulamadır. Eğik delik içinde bulunan 3 numaralı bilye 2 numaralı yay ile devamlı baskı altındadır. Zımbanın bağlantı kısmındaki yan yüzeyi eğik Ģekilde boģaltılmıģtır. Zımba yukarı itildiğinde bilye geri çekilir. Daha sonra bilye yay etkisi ile zımba yan tarafındaki boģaltılmıģ kısma basar. Eğik yüzey kama etkisi gösterdiğinden zımba aģağı çekildiğinde bilye tarafından frenlenecektir. Zımbanın sökülmesi için ucunda pim bulunan bir parça 4 numaralı delikten sokularak bilye yukarı itilir. Bilye baskısından kurtulan zımba yerinden kolayca aģağıya çekilebilir. Bu uygulama 3 mm kalınlığa kadar olan saclardan 25 mm delik çaplarına kadar kullanılabilir. E' deki bağlamada ise zımba yükünü bağlama tarafında bulunan faturalı kısım taģımaktadır. Merkezleme, zımba bağlantı mili tarafından sağlanmıģtır. Zımba, taģıyıcısı 1 numaralı cıvata ile tespit edilmiģtir. Cıvatanın, çıkarma kuvvetini emniyetli Ģekilde karģılayacak boyutta olması gerekir. Aynı Ģekilde, faturalı kısmın kesiti kesme kuvvetini karģılamalıdır. Profilli zımbaların dönme emniyeti için düģünülmüģ bir çözüm örneği F' de verilmiģtir. Zımba faturalı kısmı, çift taraflı kesilerek taģıyıcı plakadaki bir kanala oturtulmuģtur.

33 Şekil Silindirik Şaftlı (A,B,C,D) Zımbaların Bağlama Örnekleri DELĠK ZIMBALARIN MONTAJINDA DĠKKAT EDĠLECEK HUSUSLAR: Zımba, zımba taģıyıcı plakada tam dik konumda bulunmalıdır. Aynı zamanda kılavuz plakası, diģli kalıp ve zımba hamili delikleri aynı eksen üzerinde olmalıdır. Şekil Yanlış Ve Doğru Zımba Montajı Zımba ve kalıp deliği arasındaki kesme boģluğu tüm çevre boyunca aynı değerde olmalıdır. Özellikle d/s < 1 gibi küçük oranlı deliklerin delinmelerinde zımba büyük zorlamalar altında olduğundan kesme boģluğu normal değerden daha büyük seçilmelidir. Zımba baģının üst plakayı bozmaması için sertleģtirilmiģ basınç plakası kullanılmalıdır. Basınç plakasının takımın tüm yüzeyini kaplaması istenmeyen durumlarda yalnızca zımba baģının bulunduğu bölgeye basınç plakası konulabilir. ġekil C'deki uygulamada emniyet için ikinci bir sabitleģtirme vidası öngörülmelidir. Şekil Basınç Plakalı Zımba Montajları

34 Ġstenilmeyen bükme gerilmelerinden kaçınmak için zımba taģıyıcı plaka havģası zımbanın havģalı kısmı ile tam uyuģmalıdır. Zımbanın taģıyıcı plaka içerisindeki aģağı yukarı hareket ederek zamanından önce yıpranmaması için zımba taģıyıcı plaka fatura derinliği zımba baģı kalınlığı ile aynı değerde yapılmalıdır. Şekil Zımba Montajına İlişkin Örnekler Silindirik fatura baģlı zımbalar için zımba taģıyıcı plakaya açılacak faturalı delik konik havģalara oranla daha kolay imal edilir. Bu sebepten silindirik baģlı zımbalar daha sık kullanılmalıdır. Bazı hallerde ġekil C'de görülen uygulama iyi bir çözüm yolu sayılır. Zımba taģıyıcı plaka zımba çapında delinmiģ, zımbalar yerleģtirildikten sonra fatura yükseklikleri aynı değere taģlanmıģtır. Zımbalar sertleģtirilmiģ basınç plakası ile taģıyıcı plaka arasına cıvatalar aracılığı ile bağlanmıģtır. Küçük çaplı zımbalarda burkulma emniyeti için ġekil 'te görüldüğü gibi kademeli zımba tipi tercih edilmelidir. Kesme kuvvetini küçük tutmak için zımba ucunun eğik bilenmesi gerek duyulduğunda uygulanmalıdır. Eğik bilemede simetriklik sağlamaya büyük önem verilmelidir. Ġnce çaplı zımbalar büyük çaplı zımbalardan daha kısa boylu yapılmalıdır. Şekil Küçük Delikler İçin Kademeli Zımbalar Ġnce sacların kesilmelerinde yaylı sıyırıcı plakaların kullanılması gerekir. Bu uygulamalarda ġekil A da görüldüğü gibi uzun kademeli zımbalar kullanılır. Kalın saclarda ise ġekil B de görülen kısa kademeli zımbalar kullanılır.

35 Şekil Sıyırıcı Plaka ve Zımba Kademe Boyları Küçük deliklerin delinmelerinde Kullanılan zımbalar, delinecek deliklerin birbirlerine çok yakın olması kademeli zımbanın kullanılmasını engelliyorsa bu tip zımbalar olanaklar ölçüsünde tüm boylarınca yaylı kılavuzlar içerisine konulmalıdır. Zımbaların ġekil A ve B de görüldüğü gibi ya sabit burçlu veya elastik burçlu kılavuzlar içerisinde kullanılması daima tercih edilmelidir. Şekil Küçük Çaplı Zımbalarda Kılavuz Düzenleri Delme zımbaları kalıp içerisine mümkün olduğu kadar az miktarda girmelidir. Bu uygulamaya dar boģluklu çalıģmalarda özellikle dikkat gösterilmelidir. KörelmiĢ zımbalarda kesme kuvveti fazlasıyla arttığından zımbaların devamlı keskin halde bulundurulmalarına özen gösterilmelidir. Kılavuz plakalı kalıplarda gereğinden fazla bırakılmıģ Ģerit kanal yüksekliği kesme sonrası Ģeridin ġekil 'da görüldüğü gibi eğilmesine sebep olarak zımbanın kırılmasını sağlayacağından Ģerit kanalına ve Ģerit hareketine dikkat etmelidir. Şekil Geniş Kanalda Eğilen Şeridin Neden Olduğu Zımba Kırılması

36 Kalıplarda alt kesici deliğine büyük dikkat gösterilmelidir. Örneğin kalıp giriģi aģınmıģ takımlarda delinen pul zımba ile birlikte yukarı çıkabilir. Kılavuz ve zımba arasına giren kesilmiģ parçalar ġekil A'da görüldüğü gibi zımbanın çok çabuk aģınmasına hatta kırılmasına neden olabilir. Şekil Yukarı Çıkan Kesilen Pulun Sebep Olduğu Zımba Kırılması Kesilen pulların kalıp deliğinde tıkanıp kalmasına imkân verilmemelidir. Bu sebepten kalıp deliği çıkıģı kesilen pulların kolayca geçebileceği biçimde yapılmalıdır. Çoğu zaman çevre kesmede ve delmede kesilen parça zımbaya yapıģarak zımbayla birlikte yukarı çıkabilir. Parçanın kalıpla kılavuz plakası arasında kalması daha önce anlatıldığı gibi kalıbın çalıģmasını engeller. Hatta zımbanın kırılmasına neden olabilir. Bu istenmeyen yapıģarak yukarı çıkma olayının nedenlerini birçok kalıp tasarımcısı, imalcisi ve iģletmecisi farklı nedenlere bağlamaktadır. Bunları aģağıdaki gibi sıralamak mümkündür: 1- Kesilen Ģeridin gereğinden fazla yağlanması ve kullanılan yağın kalın cinsten olması kesilen parçanın zımbaya yapıģarak yukarı çıkmasına neden olabilir. Bunun için Ģerit fazla yağlanmamalı ve akıcılığı fazla olan yağlama maddesi seçilmelidir. 2- Kesilen parça, kesilme sonrası bir miktar genleģerek kalıp deliği iç yüzeyinde tutunmaya çalıģır. Zımba ile kalıp arasında gereğinden fazla boģluk bırakılmıģsa yeterli tutunma gerçekleģemeyeceği için kesilen parçanın zımbayla birlikte yukarı çıkma olasılığı artacaktır. Yeni devreye sokulmuģ ve düzgün çalıģan kesme kalıplarında bir süre sonra kesilen parçanın yukarı çıkması kalıp derinliğinin aģınarak geniģlemesine bağlanabilir. Bu nedenle, dar boģlukla çalıģma kesilen parçanın zımbayla birlikte yukarı çıkmasına karģı etkili bir önlem olarak ileri sürülebilir. 3- DiĢi kesici delikleri için normal uygulamalar ġekil B ve C' de görülmektedir. Özen gösterilmemiģ imalatta delik biçimlerinin ġekil A'da görüldüğü gibi olması veya aģınmadan dolayı bu hale gelmesi kesilen parçanın zımba ile birlikte yukarı çıkmasına neden olabilir. Şekil Çeşitli Dişi Kesici Delikleri

37 Zımba alt yüzeyinin düzgün Ģekilde parlatılmıģ olması kesilen parçanın zımba yüzeyine yapıģmasını arttırmaktadır. 5- Kesilen parçanın yüzeyi, kalınlığına oranla fazla büyükse kesilme sonrası parçanın genleģmesi az olacağından kalıp içi deliğinde tutunması da zayıflayacaktır. Bu nedenle, geniģ yüzeyli ince parçaların zımbayla birlikte yukarı çıkma eğilimleri fazladır. Yukarıda sıralanan nedenler dikkate alınarak kesilen parçanın yukarı çıkmasını çoğu zaman engelleyebilir. 1-Küçük kesme boģluğu ile çalıģmak kesilen parçanın yukarı çıkmasını çoğu zaman engelleyebilir. 2- Birçok araģtırmacının önerdiği ġekil B' deki konik delik biçiminin kullanılması iyi sonuçlar verebilir. 3- Kesilen parçanın yukarı çıkmasına karģı 1. ve 2. maddede sıralanan önlemlerin etkin olmadığı durumlarda itici düzeni bulunan zımbalar kullanılmalıdır. Ġticili zımba düzenlerine iliģkin birkaç örnek ġekil ' da görülmektedir. A ve B Ģeklinde görülen zımbalara yayla etki edilen genellikle zımba çapına bağlı olarak 1,5 ile 5 mm çapında ve zımbadan yaklaģık 3 ile 4 mm dıģarı çıkan itici pimler takılmıģtır. C' deki zımbaya da benzer uygulama yapılmıģtır. D' de görülen zımbada yaprak yay kullanılmıģtır. E Ģeklinde görülen zımba ucuna lastik yay takılmıģtır. F Ģeklindeki zımbada ise yayla tahrik edilen küçük bir bilye bulunmaktadır. Seri halde standart kalıp elemanlar üreten bir firmanın uygulanması da G Ģeklinde görülmektedir. Şekil İtici Zımba Örnekleri H Ģeklinde görülen uygulamada ise (a) çıkarıcısı iki parça halinde imal edilmiģtir. Çıkarıcının yarı parçasının fatura yüksekliği diğerine oranla daha küçük yapılmıģtır. Böylece bu yarı kısım parçaya göre zımba yüzeyinden daha aģağı inecektir. Ġkinci yarı, bir yay tarafından itilerek kesilen parçanın zımba yüzeyinde kalması önlenmiģtir.

38 Delme zımbalarının uç biçimlerini ġekil de gösterildiği gibi yapılması kesilen pulun zımbaya uyarak bozulmasına neden olacağından yapıģmanın bir ölçüde azaltılmasını gerçekleģtirecektir. Şekil Uçları Eğik bilenmiş Delme Zımbaları

39 DĠġĠ KESĠCĠ KALIP: Kesme kalıplarının önemli elemanlarının biri de diģi kesicidir. Bu parça kalıp olarak da isimlendirilmektedir. Ġmalat edilecek parçaya, imalat sayısına, kalıbın durumuna bağlı olarak çeģitli özellikteki takım çeliklerinden veya sert metalden yapılırlar. Kesme zımbasının gireceği kesici deliğinin Ģekil ve konumu kesilecek parçaya ve seçilen iģlem durumuna bağlıdır. Burada diģi kesici için söylenecek sözler ısıl iģlem görecek parçaların tasarım ve imallerinde dikkat edilmesi gerekli öneriler olacaktır. DiĢi kesicilerin boyutlandırılmaları ve imallerinde ısıl gerilmeleri en alt düzeyde tutacak önlemler alınmalıdır. Bunu sağlamak için de keskin köģelerden ve büyük kesit değiģimlerinden kaçınılmalıdır. Kesit değiģimi zorunlu bölgeler tatlı kavislerle birleģtirilmelidir. Delik ve boģluklar birbirlerinden ve kesici kenarlarından boģluk ve delik büyüklüğüne bağlı olarak imkân ölçüsünde uzak yapılmalıdır. DiĢi kesici her Ģeyden önce kesme iģleminden doğacak gerilmeleri emniyetle karģılayacak boyutlarda olmalıdır. Kesici üzerine gelecek gerilmelerin ve tehlikeli bölgelerdeki kuvvetlerin kesinlikle belirlenememesi, bunlarla ilgili dayanım kuramlarının bazı kabul ve varsayımlara dayanması nedeniyle tüm kalıp çeģitlerini kapsayan kesici kalınlığı ve boyutları için kesin kurallar vermek olanağı yoktur. Boyut belirlenmesi daha çok tasarım elemanının yetenek ve deneyimine bırakılmıģtır. Bununla beraber diģi kesici boyutlarının belirlenmesinde çeģitli yayınlarda verilen önerileri de belirtmekte yarar var. Çevresi 50 mm 'ye kadar olan kesme kenarına sahip kalıp kesicilerinin kalınlıkları için Tablo 2.4.1' deki değerler önerilmektedir. Kesilen çevre uzunluğu 50 mm' den daha büyükse Tablo 'de verilen değerler Tablo 2.4.2' deki katsayılarla çarpılmalıdır. Tablo Kalıp Kalınlığı İçin Katsayılar Beher (her bir) Ton kesme Sac kalınlığı (mm) kuvveti için alınacak kalıp kalınlığı (mm) 2,5 0,75 5 1,5 7,5 2, Tablo Büyük Çevre Kesmeleri İçin Katsayılar Kesilen çevre uzunluğu (mm) Düzeltme katsayısı , , , ġekil 'de görüldüğü gibi kalıp dıģ kenarı ile kesme kenarı arasındaki (L) uzaklığını en küçük değeri kesilen çevre uzunluğu 50 mm' den daha küçük kalıplarda kalıp kalınlığının 1,5 ile 2 katı alınmalıdır. Bu değer küçük boyutlu kalıplar içindir. Daha büyük boyutlu kalıplarda (L) uzaklığı kesici kalınlığının 2 ile 3 katı olmalıdır. Kesilen çevre uzunluğu 50 mm' den daha büyükse, L boyutları Tablo 2.4.3' de verilen katsayılarla çarpılmalıdır.

40 Şekil Dış Kenar İle Kesme Kenarı Arasındaki (L) Uzaklığı Bütün bunlardan baģka kalıp dıģ kenarı ile kesme kenarı arasındaki kalan kritik kesit alanı Tablo 2.4.3' te verilen değerlerden daha küçük olmamalıdır. Kesme kuvveti Tablo 2.4.3' te verilen kuvvetlerden daha büyükse kalıp kalınlığını belirli oranlarda arttırmalıdır. Tablo Kalıbın Kritik Kesit Alanı Kesme Kuvveti Ton Kalıp kenarında kalan kritik kesit alanı L x H (mm 2 ) Bundan baģka kalıp geniģliği B = b + (3 4) H ampirik bağıntısı verilebilir. Bağıntıda, (b) diģi kesicideki en büyük kesici deliğinin geniģliği, (H) diģi kesicinin kalınlığıdır. Kesilecek malzeme kalınlığına bağlı olarak alınabilecek kalıp kalınlıkları Tablo 'te verilmiģtir. Tablo Malzeme Kalınlığına Bağlı Olarak Kalıp Kalınlığı b (mm) Kalıp Kalınlığı H (mm) Malzeme Kalınlığı 1mm 1-3mm 3-6mm 50 (0,3 0,4)b (0,35 0,5)b (0,45 0,6)b (0,2 0,3)b (0,22 0,35)b (0,3 0,45)b (0,15 0,2)b (0,18 0,22)b (0,22 0,3)b 200 (0,1 0,15)b (0,12 0,18)b (0,15 0,22)b DiĢi kesici üzerinde sadece kesme ile ilgili delikler bulunmaz. Kesicinin ve kalıp elemanlarının tespiti için kesici üzerine çoğu zaman cıvata ve pimler için delikler açılır. Kesicide bulunan cıvata ve pim deliklerinin kalıp kenarına olan en küçük uzaklıkları Tablo 2.4.5, 2.4.6, 2.4.7'de görülmektedir.

41 Tablo Vida Deliklerinin Kalıp Kenarına Olan Minimum Uzaklıkları Kesicinin Durumu SertleĢtirilmiĢ Kesicide SertleĢtirilmemiĢ Kesicide Vida Çapı M8 M10 M12 M16 M20 M Tablo Pim Deliklerinin Kalıp Kenarına Olan Minimum Uzaklıkları Kesicinin Durumu SertleĢtirilmiĢ Kesicide SertleĢtirilmemiĢ Kesicide Pim Çapı Tablo Gömme Başlı Cıvata Deliklerinin Kalıp Kenarına Olan En Küçük Uzaklıkları En Küçük Uzaklık Cıvata Çapı (DIN 912) M8 M10 M12 M16 M20 M

42 BÜKME: Bükme olayında bükülen malzemenin bükme bölgesinde; parça ölçülerine, bükme kavisi ve ölçülerine bağlı olarak çeģitli Ģekil değiģiklikleri olmaktadır. Malzeme dayanımının sınırlı olması bu Ģekil değiģimlerini belirli sınırlar içinde tutma zorunluluğunu doğurur. Bükme olayında, bükülmüģ bölgedeki malzemenin iç tarafındaki lifleri çevresel gerilmelerden dolayı sıkıģtırılmakta ve bası etkisi oluģmakta, dıģ tarafında ise lifler uzamakta ve çeki etkisi oluģmaktadır. Bu gerilimler en büyük değerlerine parçanın iç ve dıģ yüzeylerinde eriģmektedir. Bu gerilmelerin sıfır değerde olduğu ara bölgede tarafsız eksen adı verilen bir tabaka bulunmaktadır. Bu eksen bükülmemiģ parça boyunun bulunmasında kullanılmaktadır. Şekil Bükmede Gerilmeler ve Şekil Değişiklikleri Dar ve kalın Ģeritlerin küçük kavislerle bükülmelerinde daha büyük Ģekil değiģimleri söz konusudur. Şekil deki parçamızda; malzeme kalınlığı bükme bölgesinde bir miktar azalmakta, bükmeden önce prizmatik Ģekilde olan parça kesiti iç bükey trapez Ģeklini almaktadır. Malzeme eni bükme kavisi tarafından geniģlemekte, dıģ tarafta da daralmaktadır. Bükme öncesi b geniģliğinde olan malzeme bükme sonrası b+2t geniģliğine eriģmektedir. Bu durumun menteģe gibi birbiri içinde çalıģan parçaların ölçülerinin belirlenmesinde dikkate alınması gerekir. Bükme sonrası geniģleme değerinin yumuģak çelikler için t=0,4s/r eģitliğine uyduğu söylenebilir.

43 Şekil Kalın Malzemenin Küçük Kavisle Bükülmesi ġekil değiģiminde, bükme kavisi ve açısı en büyük rolü oynar. Bükme kavisinin bükme bölgesindeki kalınlık azalmasına etkisi; Şekil Bükme Kavisinin Kalınlık Azalmasına Etkisi Denemede kullanılan parça; 6,35mm kalınlığında HB120 sertliğinde Al malzemedir. Bükme bölgesindeki kalınlık azalmasına parça geniģliğinin fazla etkisi olmamakla birlikte, bükme kavisi kalınlık oranının önemli derecede etkili olduğu görülmektedir. Bükülen parçanın eni ne kadar geniģse bükme ekseni yönündeki direncide o kadar büyük olur. Enine gerilime karģı gösterilen direnç parça geniģliğinin fazla değiģimine engel olur. Bu bakımdan, bükülen parça kalınlığına oranla yeteri kadar geniģse (b>3s) enine doğrultudaki bozulma sıfır kabul edilir BÜKME KAVĠSĠ: Malzeme üzerinde kalıcı Ģekil değiģikliği meydana getirmek, çeģitli gerilmelerin ortaya çıkmasına neden olacaktır. Bükmenin sağlıklı Ģekilde olabilmesi için meydana gelecek gerilmelerin belirli sınırlar içinde tutulması gereklidir. Bükme kavisi, Ģekil değiģimi üzerinde büyük ölçüde etkili olduğundan uygulanacak bükme kavisinin saç kalınlığına oranını belirlemek, bükme boyutlarının belirlenmesinde üzerinde en çok durulan konudur. Belirlenecek bükme kavisi; parçanın dıģ yüzeyinde yırtılmalara neden

44 olacak kadar uzamalara izin vermeli, aynı zamanda da kalıcı bozulma sağlayacak kadar uzama meydana getirmelidir. Diğer bir deyiģle; malzeme elastik sınırı aģılmalı, ancak kopma noktasına yaklaģılmamalıdır. Bükmenin kalıcı olabilmesi için; dıģ tabakada meydana gelen uzama malzemenin elastik sınırını aģmalıdır. Değerler yerlerine konduğunda, kalıcı bükmenin olabilmesi için uygulanabilecek en büyük bükme kavisi; s ri max E 2 s bulunur. Bulunan bu değerden daha büyük kavisli bükmelerde parça üzerinden bükme yükü kalktığında parça büyük olasılıkla eski Ģekline geri dönecekken, çok küçük bükme kavislerinde parça dıģ tabakasında meydana gelecek uzama yırtılmalara neden olabilir. En küçük bükme kavisinin belirlenebilmesi için, dıģ tabakadaki uzamanın malzemenin kopma sınırını aģmaması gerekir. s 1 2 b s ri ri s buradan da; s 1 ri min ( 1) s. c 2 b c katsayısı, malzemenin plastik özelliklerine bağlı bir değerdir. Hafif metallerde bu katsayının hesabı için malzemenin kopma dayanımı ve kopma uzaması değerlerine bağlı olarak, b c (0,85 0,5) 10 ampirik bağıntıları önerilir. Bu değer için tablolara baģvurabiliriz. Tablo Minimum Bükme Yarı Çapları için c Katsayıları

45 Bükme açısı büyüdükçe dıģ tabakadaki uzamalar artar ve yırtılma olasılığı fazlalaģır. Bu nedenle en küçük bükme kavisinin belirlenmesinde bükme açısının da dikkate alınması gerekir. Bükme açısı büyüdükçe daha büyük bükme kavisleri kullanılmalıdır. Saçların haddeleme yönündeki uzamaları daha büyüktür. Bükme ekseni saç haddeleme yönüne dikey konumda yapıldığında malzemenin daha küçük kavislerle bükülmesi mümkündür. Bu nedenle bükme ekseni ile hadde yönü bükme kavisinin belirlenmesinde dikkate alınmalıdır. Uygulanacak bükme kavisine göre bükme ekseninin saç haddelenme yönüne göre hangi konumda olması gerektiği 90 o bükme açıları için Tablo de verilmiģtir. Tablo Bükme Ekseninin Konumu Malzeme eni arttıkça bükme kavisi de büyütülmelidir. Parça eni, kalınlığının sekiz katından fazla ise parça eninin bükme kavisine etkisi yaklaģık olarak sabit kalmaktadır. Bükülecek parçada üst yüzey ve kenar düzgünlüğünün bükme kavisine etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Parçanın dıģ kenar tarafındaki kenar pürüzlülüğü bükmede dıģ kenarın daha az uzamalarda bile yırtılmasına neden olabilir. Çapaklı dıģ kenarlı parçalar daha büyük kavisle bükülmelidir. Kalıpla veya makasla kesilmiģ parçalar büküleceği zaman kesme yapılan yüzeydeki çapaklı kısım bükme yapacak zımbaya bakacak Ģekilde bükme kalıbına yerleģtirilmelidir. Böylelikle dıģ kenardaki yırtılmalar büyük ölçüde engellenmiģ olacaktır. Şekil Parça Eninin Bükme Kavisine Etkisi

46 Şekil Parça Kenar Durumunun Bükme Kavisine Etkisi BÜKMEDE AÇINIM BOYUNUN BELĠRLENMESĠ: Bükme iģleminde genellikle bükülmüģ parçanın ölçüleri verilir. Takım tasarımcısının bu bükülmüģ ölçüleri sağlayacak ilkel parça boyunu belirlemesi gerekir. Açınım boyunun belirlenebilmesi için bükme öncesi ve bükme sonrası uzunluğu değiģmeyen "tarafsız tabaka" olarak adlandırılan ve varsayıma dayalı bu uzunluğun belirlenebilmesi için bu eksenin bükülmüģ parçadaki konumunun bilinmesi gerekir. Bilindiği gibi bükülmemiģ parçalarda tarafsız eksen kesit ağırlık ekseninden geçer. Prizmatik parçalarda bu eksen parça geometrik eksenidir. Parça büküldüğünde uygulanan bükme boyutlarına bağlı olarak parçanın bükme bölgesindeki kesiti değiģir. ġekil 2.5.6'da görüldüğü gibi bükme öncesi prizmatik olan parça kesiti, bükme sonrasında iç bükey bir trapez Ģekline dönüģür. Tarafsız eksen de bu değiģime paralel olarak parça geometrik ekseninden ayrılarak baskı gerilimlerinden dolayı kesitin büyüdüğü iç kavis bölgesine doğru kayar. Tarafsız eksenin yeni konumu bükme kavisi ve açısına, malzemenin bükme bölgesindeki kesit değiģimine, parça boyutlarına ve malzemenin cinsine bağlıdır. Tarafsız eksenin yeni konumundaki yarıçapı yukarıda açıklanan değiģim büyüklüklerine bağlı olarak aģağıdaki bağıntıyla hesaplanır. R r r m n. m s. m. n 2 s 2 Şekil Bükülen Parçadaki Kesit Değişimi ve Tarafsız Eksenin Konumu

47 R : dıģ tabaka kavisi r : bükme kavisi s : bükme öncesi kalınlık s 1 : bükme sonrası kalınlık B : bükme Öncesi parça eni B m : bükme sonrası ortalama en m = s 1 /s kalınlık azalma katsayısı n = B m /B GeniĢlik değiģim katsayısı ( B > 3s ise n=1 ) Yukarıdaki bağıntıyla bulunan tarafsız eksenin tam bir daire Ģeklinde olduğu kabul edilmiģtir. Bükme bölgesindeki kalınlık azalmasının her tarafta eģit olmamasından dolayı tarafsız eksenin Ģekli dairesel olmayıp ġekil 2.5.7' de görüldüğü gibi ρ ve ρ o yayları arasında sınırlanmıģ parabolik bir karakter gösterir. BükülmüĢ bölgedeki tarafsız eksen uzunluğunun hesaplanmasında ρ=r + x.s yarıçapı kullanılırsa ilkel parça boyu daha küçük çıkacaktır. Fakat yapılan bu hata önemsizdir. Çünkü kalınlık azalması yalnızca bükme açısının sınırladığı bölgede kalmayıp az da olsa bükülmemiģ kollarda da görülmektedir. Bu sebepten açınımda kısa tutulmuģ parça, bükme sonrası öngörülenden daha uzun çıkmaktadır. Şekil Bükülmüş Parçada Tarafsız Eksenin Konumu Böylece hesapla yapılan bu kısalmayla birbirini dengelemektedir. Sonuçta açınım boyunun hesabı için (ρ) değerinin kullanılması yeterlidir. Bağıntıların kullanılabilmesi için bükme koģullarına bağlı olarak (m) ve (n) katsayılarının belirlenmesi gerekir. Konunun kuramsal bağıntılarla belirlenmesi üzerinde kuramsal çalıģmalar olmakla beraber konunun karmaģıklığı ve verilen değerlerin birçok kabule bağlı oluģu yüzünden uygulamada çoğunlukla deneysel veriler kullanılmaktadır. GeniĢliği kalınlığına oranla fazla olan malzemelerde (B > 3s) bükmeden sonra geniģlikte fazla bir değiģim olmadığından geniģlik değiģim katsayısı n = B m B=1 alınabilir. Parçanın 180 ye yakın bükülmesinde (katlanmasında) r i 2s değerinde bükme kavisinin kullanılması gerekir. Küçük bükme kavisi uygulaması fazla operasyon gerektirir.

48 ġekil 2.5.7'den yararlanılarak tarafsız ekseninin konumunu belirleyen (x) kat sayısı hesaplanabilir: x. s x buradan x r bulunur. s B B 3s durumunda n m 1 alınabileceğinden bağıntı (2.3) teki (ρ) değeri yerine B yazılırsa: 2 r m r x 1 m elde edilir. s 2 s BükülmüĢ açıları = 90 ile 165 arasında olan parçalar DIN 6935'e göre ġekil 2.5.8'deki gibi ölçülendirilirse açınım boyu formüllü aģağıdaki Ģekilde belirlenir; Şekil ile 165 Bükme Açısına Göre Açınım Hesabı L s i o i i s 180 L a b ri k 2 ri s tan s 180 v ri k 2 ri s tan L a b* r s t a r s tan p r v BÜKME KUVVETĠNĠN HESAPLANMASINDA KULLANILAN BAĞINTI: P b 0,22. s. L. b P b : Kesme kuvveti N L: Bükülen uzunluk cm s: Bükülecek malzeme kalınlığı cm 0,22: Sürtünmenin dikkate alındığı katsayı b : Çekme dayanımı N 2 mm

49 KAMLA ÇALIġAN KALIPLAR: Genellikle saç kalıpçılığında kullanılan presler düģey olarak hareket eder. Bu tip preslerde düģey hareketin yanal harekete çevrilmesi kamlar yardımıyla sağlanır. Kamlı kalıplar; kesme, delme, biçimlendirme iģlemleri ve adımlı kalıplarda kullanılabilirler. Bu tip kalıplarda kurs miktarı, kamların eğim açıları ve düģey hareketleriyle orantılıdır. Bundan dolayı kamların eğimleri hesaplanırken bu durum göz önünde tutulmalıdır. o o Genellikler kamlar olarak yapılırlar. Kamlı kalıplarda iģlem bittikten sonra kızakların geri hareketleri ya yaylar yardımıyla yada kamlara özel Ģekil verilerek ancak sağlanabilir KAMLA ÇALIġAN KALIPLARDA YANAL HAREKET MĠKTARININ BULUNMASI: Kam Kızak Kayıt Alt Tabla Şekil Kamla Çalışan Kalıp t tan t h. tan h: düģey strok h t: zımbanın yatay stroku

50 YANAL KUVVETĠN BULUNMASI: P P tan Pya P: pres kuvveti P tan ya P ya : zımbanın yanal kuvveti Sürtünme kuvveti dikkate alınırsa: P P ya ρ: sürtünme açısı ( ρ=5 o alınabilir.) tan( 2 ) tan μ: sürtünme katsayısı Tablo 2.6.1: Sürtünme Katsayısı İçin Değerler; Sürtünen Malzemeler Sürtünme Katsayısı Döküm-Çelik 0,16 0,30 Çelik-Çelik 0,10 0,16 Çelik-Ser Olmayan Malzemeler 0,015 0,06

51 MALZEME ARAġTIRMASI : Ç 1020 Ç 1040 Ç 1050 BÖLÜM-3 3. ARAġTIRMA SONUÇLARI Tablo 3.1 Ç 1020 ÇELĠK NORMLARI KĠMYASAL ANALĠZLERĠ % SAE NORMU DIN NORMU 1020 C Kullanım Alanları: TÜRÜ ALAġIM ELEMANLARI % C Si Mn P S Hafif yükler için yapı parçaları, piston pimleri, diģliler, zincir makaraları ve baklaları dingil kasnakları, miller. Tablo 3.2 Ç 1040 : Ġmalat Çeliği C Si Mn P< S< Cr Mo Ni DIN Normu : C 35 Kullanım Yerleri : Transmisyon milleri, raylar, diģliler vs. Tablo 3.3 Ç 1050 TÜRÜ : Ġmalat Çeliği ALAġIM C Si Mn P< S< Cr Mo Ni ELEMANLARI % DIN Normu : C 45 Kullanım Yerleri : Cer kancaları, DiĢliler, Kazmalar, Cıvatalar, Miller ve ġaftlar yapımında

52 Piyasamızda en ucuz ve harcıâlem, yağda sertleģtirilir takım çeliğidir. Pres kalıpları, pafta, kılavuz, rayba, makas ağzı plastik madde kalıpları, ölçü ve kontrol aletleri, mastarlar gibi birçok yerde kullanılır. DüĢük derecede sertleģtirilir, ölçü ve Ģekil değiģtirme riski azdır. Tablo MARKASI : Böhler TÜRÜ : Soğuk ĠĢ Çeliği ALAġIM C Si Mn Cr Mo Ni V W ELEMANLARI % DIN Normu : MnCrV8 BS Normu : ~ BO2 AFNOR Normu : ~90 MV8 UNI Normu : 90 MnVCr8 KU AISI Normu : ~ O2 JIS Normu : --- GOST Normu : --- YumuĢatma tavı : derecesi ( o C) YumuĢatma tavından : Maksimum 220 sonraki sertlik (HB) Gerilim alma : YaklaĢık 650 derecesi ( o C) SertleĢtirme : derecesi ( o C) SertleĢtirme vasıtası : y. SB o C (20 mm kalınlığa kadar) SertleĢtirmeden : sonraki sertlik (HRC) MeneviĢlemeden sonra 100 o C 200 o C 300 o C 400 o C elde edilen takribi sertlik (HRC) Oda sıcaklığındaki : 7.80 g/cm 3 takribi yoğunluk Kullanım Yerleri : Küçük ölçüde iģleme kolaylığı aranan kalıpların yapımında. Kesici, zımba ve matriks malzemesi

53 Ġnce ve farklı kesitteki madeni kalıplarında ĢiĢirme, ezme, ekstrüzyon takımlarında alüminyum, çinko tüp imal kalıplarında, cıvata ve vida diģi ovalama yanak ve makaralarında, cıvata, somun, perçin üretiminde delici, ĢiĢirici olarak-ezme ve profilleme makaralarında, ahģap frezelerinde, plastik kalıbı ve bıçaklarında kullanılır. Tokluğu ve basınca dayanımı yüksektir. Tablo MARKASI : Böhler TÜRÜ : Soğuk ĠĢ Çeliği ALAġIM C Si Mn Cr Mo Ni V W ELEMANLARI % DIN Normu : X 155 CrVMo 12 1 UNI Normu : X 155 CrVMo 12 1 KU SIS Normu : 2310 UNE Normu : X 160 CrMoV 12 F5211 YumuĢatma tavı : derecesi ( o C) YumuĢatma tavından : Maksimum 250 sonraki sertlik (HB) Gerilim alma : derecesi ( o C) SertleĢtirme : derecesi ( o C) SertleĢtirme vasıtası : y. SB ( o C / o C) BH, H SertleĢtirmeden : sonraki sertlik (HRC) MeneviĢlemeden sonra 100 o C 200 o C 300 o C 400 o C elde edilen takribi sertlik (HRC) Oda sıcaklığındaki : 7.70 g/cm 3 takribi yoğunluk Kullanım Yerleri : Süneklik ve basınca dayanımı yüksektir. Her türlü kesme ve bükme kalıplarında, vida ve cıvata ovalama tarakları, ağaç frezeleri, perçin ve cıvata baģlarının ĢiĢirme iģleri vs.

54 Tablo MARKASI : Böhler TÜRÜ : Soğuk ĠĢ Çeliği ALAġIM C Si Mn Cr Mo Ni V W ELEMANLARI % DIN Normu : X 210Cr12 UNI Normu : X 205 Cr 12 KU UNE Normu : X 210 Cr 12 F5212 YumuĢatma tavı : derecesi ( o C) YumuĢatma tavından : Maksimum 250 sonraki sertlik (HB) Gerilim alma : YaklaĢık 650 derecesi ( o C) SertleĢtirme : derecesi ( o C) SertleĢtirme vasıtası : y. SB ( o C / o C) BH, H (<25 mm Ø) SertleĢtirmeden : sonraki sertlik (HRC) MeneviĢlemeden sonra 100 o C 200 o C 300 o C 400 o C elde edilen takribi sertlik (HRC) Oda sıcaklığındaki : 7.70 g/cm 3 takribi yoğunluk Kullanım Yerleri ve ĠYĠLEġTĠRMESĠ: BÖHLER K340 ISODUR -Soğuk İş Çeliği : Deforme olmaması, kesme kabiliyetinin yüksek oluģu, sürtünmeye dayanıklılığından dolayı fazla darbe olmayan her nevi kesme, bükme ve Ģekillendirme iģlerinde Soğuk iģ çeliklerinden mamul kesici takımların kullanılması genel olarak 200 o C altında olmaktadır. Soğuk iģ çelikleri metallerin Ģekillendirilmesi için kullanılmakta olup, bunun yanı sıra refrakter malzemesi ve seramik malzemelerin imalatında da kullanılmaktadır. Ayrıca selüloz, ağaç ve kağıt sanayisinde de kullanılan bıçakların imalatı yine soğuk iģ çeliklerinden yapılmaktadır. 1 ) Soğuk iģ çeliklerinden istenen en önemli 2 özellik Ģunlardır; 1. Uzun ömür; diğer bir deyimle aģınma mukavemeti 2. Kırılmaması; diğer bir deyimle süneklik değerlerinin yüksek olması BÖHLER fabrikaları soğuk iģ çeliği kullanıcılarından gelen istekler doğrultusunda%12 Cr ihtiva eden çeliklere göre ki bunlar bilinen K100 (1.2080) ve K110 (1.2379)

55 çelikleridir, hem aģınma mukavemeti hem de süneklik değerleri yönünden performansı daha yüksek olan BÖHLER K340 ISODUR (patentle korunmuģ) çeliğini geliģtirmiģtir. 2) Kullanım yerleri; Kesme koparma kalıpları Soğuk Ģekillendirme kalıpları Bıçak imalatı 3) BÖHLER K 340 ISODUR çeliğinin kimyasal analizi %; Tablo 3.7 BÖHLER K 340 ISODUR çeliğinin kimyasal analizi 4) BÖHLER K340 ISODUR çeliğinin ve yapılan mukayeselerinde aģağıdaki tablo ortaya çıkmaktadır; Tablo 3.8 Malzeme Özellikleri Kıyası 5.) Böhler K340 ISODUR çeliğinin önemli özellikleri; 1. Tüm kesitte homojen mikro doku 2. Büyük ebatlarda dahi düzenli karbit dağılımı 3. Isıl iģlem sonrası tolere edilebilir Ģekil değiģtirme 4. Yüksek süneklik değerleri 5. Yüksek baskı mukavemeti 6. Homojen mikro dokudan dolayı mekanik iģleme kolaylığı

56 ) Böhler K 340 ISODUR çeliğinin çeģitli kullanım alanlarında diğer kalitelerle karģılaģtırılması; Şekil 3.1 Böhler K 340 ISODUR çeliğinin diğer çeliklerle karşılaştırılması 7.) BÖHLER K340 ISODUR çeliğinin uygulama değerleri; AĢağıdaki veriler BÖHLER çeliklerini kullanan fabrikalarda yapılan testler sonucunda elde edilmiģ veriler. Şekil 3.2 BÖHLER K340 ISODUR İşleme Verileri

57 ) MeneviĢ değerlerinin karģılaģtırılması; Soğuk iģ çeliklerinin aralarında yapılan mukayeseden de görüleceği gibi Böhler K340 ISODUR soğuk iģ çeliği en yüksek sertliğine 550 ºC civarında eriģmektedir. Tablo 3.9 Meneviş değerlerinin karşılaştırılması 9.)BÖHLER K 340 ISODUR çeliğinin ısıl iģlemi; Ġki defa yapılan ön ısıtmadan (550 ve 850 ºC) sonra, ºC; 1. Yağda ( 50 70ºC) veya 2. Sıcak banyoda ( AS 140 tuz banyosunda, takriben 180 ºC ) veya 3. Vakumda azot gazı ile en az 5 bar basınç altında sertleģtirilmesi mümkündür. MeneviĢleme derecesi olarak ºC (sertliğin ikinci defa yükseldiği bölge) seçilmelidir. MeneviĢlemenin ikinci defa yapılması, meydana gelen bakiye ostenitin martensitik yapıya, dolayısı ile arzu edilen ince meneviģ dokusuna dönüģmesini sağlayacaktır. Komplike, diğer bir deyim ile hassas kalıpların üçüncü bir defa meneviģe veya gerilim alma tavına tabi tutulması bu tarz kalıpların ömrünü daha da uzatacaktır. Kullanma sertliği ikinci meneviģten sonra elde edilmektedir. Buna göre ikinci meneviģin derecesi kullanma sertliğine göre ayarlanmalıdır. (Ekteki Isıl ĠĢlem diyagramına bakınız).