S1) Sıcak haddelenmiş bir levha malzemenin mekanik özelliklerinde anizotropik durum nasıl meydana gelir? Bu malzemenin soğuk bükme işlemlerinde

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "S1) Sıcak haddelenmiş bir levha malzemenin mekanik özelliklerinde anizotropik durum nasıl meydana gelir? Bu malzemenin soğuk bükme işlemlerinde"

Gizem Neftçi
6 yıl önce
İzleme sayısı:

S1) Sıcak haddelenmiş bir levha malzemenin mekanik özelliklerinde anizotropik durum nasıl meydana gelir? Bu malzemenin soğuk bükme işlemlerinde çatlama olmaması için nelere dikkat edilmelidir?

S3) Sizce metal esaslı bir malzemenin sünekliğini (plastik deformasyon kabiliyetini) etkileyen en önemli faktör nedir? Açıklayınız.

1 S1) Sıcak haddelenmiş bir levha malzemenin mekanik özelliklerinde anizotropik durum nasıl meydana gelir? Bu malzemenin soğuk bükme işlemlerinde çatlama olmaması için nelere dikkat edilmelidir? S2) Yumuşak çeliğe ait tipik bir σ - e eğrisinde, homojen deformasyon bölgesi sınırını belirleyen etken mekanizma nedir? Homojen deformasyonun endüstriyel şekillendirme uygulamalarındaki önemi nedir? S3) Sizce metal esaslı bir malzemenin sünekliğini (plastik deformasyon kabiliyetini) etkileyen en önemli faktör nedir? Açıklayınız. S4) Düşük karbonlu sac bir malzeme preste derin çekme yöntemi ile plastik deforme edilerek şekillendirilmek isteniyor. Bu işlem için kullanılabilecek hidrolik pres (yavaş deformasyon hızı) ve eksantrik pres (yüksek deformasyon hızı) mevcut. Hangisini tercih edersiniz? Niçin? Açıklayınız. S5) Aşağıda mikroyapı fotoğrafı görülen aynı kimyasal kompozisyonda fakat farklı mikroyapılara sahip A ve B malzemelerinin plastik deformasyon kabiliyetleri ve mekanik özellikleri hakkında neler söyleyebilirsiniz? A B

2 BÖLÜM-7 ENDÜSTRİYEL PLASTİK ŞEKİLLENDİRME VE DÖVME TEKNİKLERİ Prof. Dr. Yusuf ÖZÇATALBAŞ

3 Endüstriyel Şekillendirmeye Genel Bakış ÖTT Tozlar Özel Enjeksiyon Pişirme/ Sinterleme Kalıplama Ham Malzeme Ergimiş metal Sürekli dök./ haddeleme İngot Döküm Haddeleme Şerit kesme Ekstrüzyon Sac Şekillendirme Dövme/preste şekillendirme Döküm işleme ÜRÜN Tek kristal çekme Detaylandırma seviyesi Basınçlı Döküm

4 DÖVME DÖVÜLEBİLME YETENEĞİ: Metallerin, belirli deformasyon sıcaklıklarında (sıcak, ılık veya soğuk) basma kuvvetleri etkisi altında hatasız olarak (mikro veya makro çatlak içermeksizin) plastik şekillendirilebilme yeteneğidir. DÖVÜLEBİLME YETENEĞİNİN ÖLÇÜLMESİ: 1) Sıcak burma deneyi 2) Şişirme deneyi 3) Sıcak darbe çekme deneyi 4) Çekme deneyi 5) Eğme deneyi

5 SICAK DÖVME PARÇA ÖRNEKLERİ

6 Bir dişli üretimi için beş metot; A:serbest düşmeli çekiçte dövme, B:preste dövme, C:halka dövme ve çekiçte dövme, D:Halka dövme ve preste dövme, E:Çapaksız halka dövme Üretim aşamaları; a: kütük kesme, b:kütük şişirme, c:halka ön şekillendirme, d:halka çıkarma, e:halka haddeleme, f:kalıpta dövme, g: bitirme

7 SICAK DÖVME PARÇALARIN TERCİH SEBEPLERİ 1) FİBERLİ YAPI (PARÇADA FİZİKSEL SÜREKLİLİK) 2) İNCE TANELİ YAPI 3) SÜNEKLİK VE DAYANIMIN MÜKEMMEL KOMBİNASYONU 4) YÜKSEK DARBE DAYANIMI (TOKLUK) 5) İŞLEME VE TALAŞ KALDIRMA KOLAYLIĞI 6) ÜNİFORM YAPI 7) SERİ İMALATA UYGUNLUK

8 SICAK DÖVME PARÇALARIN TERCİH SEBEPLERİ - Üstün Mekanik Özellikler Dövme oranının ısıl işlem uygulanmış çeliklerin sünekliğine etkisi. a) Manganlı çelik b) Vakumda ergitilmiş, yüksek çekme mukavemetli (2000 MPa) 4340 çeliği. Deformasyon oranı: Başlangıç kesit alanı / son kesit alanı

9 SICAK DÖVME PARÇALARIN TERCİH SEBEPLERİ - Mekanik Özellikler; Deform. oranı Isıl işlem uygulanmış Ni-Cr esaslı bir çeliğin darbe dayanımına sıcak şekillendirme oranının etkisi. Deformasyon oranı: Başlangıç kesit alanı / son kesit alanı

10 Dövme ve döküm krank mili mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

11 Dövme ve döküm krank mili mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

12 Dövme ve döküm krank mili mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

13 Dövme ve döküm krank mili mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

14 Dövme ve döküm krank mili mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

15 FİZİKSEL SÜREKLİLİK (LİFLİ YAPI)

16 FİZİKSEL SÜREKLİLİK (LİFLİ YAPI)

17 DÖVME TEKNİKLERİ: SERBEST DÖVME KALIPTA (ZORAKİ) DÖVME Açık kalıpta dövme Yarı açık kalıpta dövme Kapalı kalıpta dövme KAFA YIĞMA DÖVME HADDELERİ HALKA DÖVME YÜKSEK ENERJİLİ DÖVME RADYAL DÖVME İZOTERMAL DÖVME ORBİTAL DÖVME TOZ DÖVME

18 SERBEST DÖVME a) b) Silindirik bir parçanın iki düzlemsel kalıp arasında basılması: a)yığma ideal homojen şekil değişimi hali. b) Yığılmada, iş parçası ile takım yüzeyleri arasındaki sürtünme ve ısı kaybı nedeniyle iş parçasının fıçılaşması.

19 SERBEST DÖVME İLE YAPILAN İŞLEMLER 1) UZATMA 2) YIĞMA (GENİŞLETME)

20 SERBEST DÖVME İLE YAPILAN İŞLEMLER 3) EĞME 4) KESME VEYA BOĞMA 5) DELME 6) BURMA

21 SERBEST DÖVME UYGULAMALARI

22 TEK YÜZLÜ KAPALI KALIPTA DÖVME

23 ÇİFT YÜZLÜ KALIPLARDA DÖVME -ÇİFT YÜZLÜ MAKİNA KALIPLARI * Açık Kalıplar * Yarı Açık Kalıplar * Kapalı Kalıplar

24 KAPALI KALIPTA DÖVME

25 KAPALI KALIPTA DÖVME Taslak Boyut ve Ağırlığının Seçimi W Başlangıç =W iş parçası +W tufal +W çapak W tufal ; ilk ısıtmada %2-3, ara tavlarda %1,5-2 Preste Dövmede çapak veya artık metal hacmi; V ç =0.21D 3 Havalı Çekiçlerde artık metal hacmi; V ç =0.23.D 3 Delme işleminde artık metal hacmi; V ç =A zımb kes. aln.h yüks /3 -Ağırlık belirlendikten sonra boyut kontrolü;. Başlangıç malzemesi yığma olmaksızın uzatmayla şekillendirilecekse belirli miktar kesit küçültme oranı (A 0 /A i ) sağlanabilir. Bu oran 1,1-1,3 oranında olmalıdır.. Başlangıç malzemesi yığma yapılacaksa burkulmayı önlemek için kütük boyunun (L), kütük çapına (D) oranı 2,5 katı geçmemelidir.

26 YIĞMA (KAFA ŞİŞİRME) CİVATA YAPIMI Kafa şişirme. (1) çene. (2) Hareketli kalıp. (3) Çubuk. (4) Sabit kalıp. (5) Gövde. (6) Dayama. (7) Istampa. (8) Kızak.

27 DÖVME HADDELERİ İLE ŞEKİLLENDİRME Önceleri kapalı kalıpla dövme için taslak hazırlama (özellikle uzun ve ince parçaların ön şekillendirilmesi) amacıyla uygulanan bu işlem, daha sonra büyük bir gelişme göstererek bitmiş parça üretiminde de kullanılmaya başlamıştır. Bu yöntemin kapalı kalıpla dövmeye taslak hazırlama uygulamalarına en uygun örneklerden biri krank mili ve biyel kolu üretimidir.

28 DÖVME HADDELERİ İLE ŞEKİLLENDİRME Çapraz haddeleme Örneğin konik miller ve yaprak yaylar, sofra bıçakları, el takımları bu yöntemle üretilebilirler. Çapraz had-deleme başka dövme yöntemlerine ön şekillendirme işlemi olarak da uygula-nabilir.

29 DÖVME HADDELERİ İLE ŞEKİLLENDİRME GERİ

30 HALKA DÖVME

RADYAL DÖVME Genellikle soğuk, gerektiği takdirde ise sıcak olarak uygulanabilen bu yöntemde dövme işlemi iki veya dört çekicin radyal hareketi ile sağlanır.

31 RADYAL DÖVME Genellikle soğuk, gerektiği takdirde ise sıcak olarak uygulanabilen bu yöntemde dövme işlemi iki veya dört çekicin radyal hareketi ile sağlanır. Çubukların veya tüp şeklinde parçaların dövüldüğü bu yöntemle ilgili uygulama örnekleri olarak kademeli millerin, tabanca ve tüfek namlularının dövülmesi, çubuk çaplarının küçültülmesi, tüplerin iç yüzeylerine profil verilerek dövülmesi gösterilebilir.

32 Farklı iç kesitlere sahip boruların radyal dövme ile üretimi

33 Radyal dövme ile tabanca namlusu üretimi

34 Radyal dövme parçalar

35 İZOTERMAL DÖVME

36 ORBİTAL DÖVME

37 SICAK DÖVME SICAKLIKLARI Not: Çizelgede belirtilen sıcaklıklar yaklaşık değerlerdir. Malzeme üreticisinin sıcak dövme için tavsiye ettiği sıcaklık aralıklarına uyulmalıdır. MALZEME Alüminyum alaşımları Magnezyum alaşımları Bakır alaşımları Sade karbonlu çelikler ( <%0,5C) Az alaşımlı çelikler Yüksek alaşımlı çelikler Martenzitik paslanmaz çelikler Östenitik paslanmaz çelikler Nikel alaşımları Titanyum alaşımları Demir esaslı süper alaşımlar Kobalt esaslı süper alaşımlar Molibden alaşımları Nikel esaslı süper alaşımlar Tungsten alaşımları <%0,9C <%1,2C DÖVME SICAKLIK ARALIĞI ( C)

38 KALIPLAMA BASINÇLARI Malzeme Düşük karb. çelikler Malzemelerin Farklı Sıcaklıklardaki Yaklaşık Kalıplama Basınçları (Ks=N/mm 2 ) Çekme Gerilmesi Aralığı σ ç <400 Oda Sıc Sıcaklık ( C) Orta karb. çelikler Yüksek. Karb./ alaşımlı çelikler Pirinç Bakır Alüminyum

KALIPLAMA BASINÇLARI KALIPLAMA SICAKLIĞI - C 800 900 1000 1120 1250 1400 Artıyor (0,6-0,3m/sn) (0,6-0,3 m/sn) (0,3-0,8

39 KALIPLAMA BASINÇLARI KALIPLAMA SICAKLIĞI - C Artıyor (0,6-0,3m/sn) (0,6-0,3 m/sn) (0,3-0,8 m/sn) (0,5-1,3m/sn) Kalıplama Basıncı Ks (N/mm 2 ) 800 N/mm N/mm N/mm N/mm 2 E 130 (N/mm 2 )

40 Kalıplama kuvvetinde düzeltme katsayısı (Q c ) İş parçası şekli Düzeltme Katsayısı Q c Basit Şekilli-Çapaksız Basit Şekilli-Çapaklı Karmaşık Şekilli-Çapaklı

41 KALIPLAMA KUVVETİNİN HESAPLANMASI-I P k Kalıplama Kuvveti: P k = A k. K s.q c =Newton A k :Kalıplama alanı (mm 2 ), K s :Kalıplama sıcaklığındaki kalıplama basıncı (N/mm 2 ) Çapak Kesme Kuvveti: P ç =A ç. K ç =Newton A ç :Kesilecek çapak alanı (mm 2 ) K ç : Çapağın kesme gerilmesi (N/mm 2 ) Soğuk çapak kesmede: K ç =σ ç.0,7 Sıcak çapak kesmede : K ç =K s.0,7 ÖRNEK: Bilinenler; Malzeme: Takım çeliği σ ç =600N/mm 2, Kalıplama sıc.=1000 C, D=70mm, R=35mm d 1 =50mm, r1=25mm, çapak kalınlığı:h=2mm, Q c =5. Seçilen malzeme ve sıcaklık için yukarıda verilen grafiklerden birim kalıplama basıncı Ks=130N/mm 2 bulunur. Kalıplama alanı; A k =π.r 2 =3, =3846mm 2, Kalıplama kuvveti: P k = = N/9,8=51018 Kgf X 5= Kgf 255tf Çapak kesme alanı: A ç = π.d 1.h=3, =314mm 2 Soğuk çapak kesme kuvveti: P ç =314.(600.0,7)=131880N/9,8=13457kgf=13,5ton

42 KALIPLAMA KUVVETİNİN HESAPLANMASI-II V hacim =70000mm 3 SICAKLIĞA BAĞLI DEFORMASYON GERİLMELERİ: a)soğuk şekillendirmede: σ=k.ε n b)ilık şekillendirmede : σ=d.ε n.ε m c)sıcak Şekillendirmede: σ=c.ε m σ:plastik gerilme ε:deformasyon oranı ε :Deformasyon hızı n : Deformasyon sertleşmesi üssü m:deformasyon hızı duyarlılığı üssü K, D, C: Malzeme sabiti ε =v hız.a t /V hacim A t =Çapak dahil parçanın izd. alanı KALIPLAMA KUVVETİNİN HESABI: Bilinenler: Dövme kalıbı hızı: v hız =200mms -1 Parçanın izdüşüm alanı:a t =3846mm 2 Dövülen parça hacmi: V hacim =70000mm 3 ε =v hız.a t /V hacim = / sn -1 SAE 1045; 1000 C C=120MPa, m=0,13(tablo) σ=c.ε m= =164MPa=164N/mm 2 P= σ.a t.q c = = N P=321808Kgf=321,8tf P= σ.a t.q c

43 DÖVME MAKİNALARI

44 DÖVME MAKİNALARI Hidrolik presler Hız: 0,06-0,3 m/s Kapasite t a ulaşabiliyor

45 DÖVME MAKİNALARI

46 DÖVME MAKİNALARI MEKANİK PRESLER Koç Hızları: 0,06-1,5 m/s Kapasite: 120t a kadar

47 DÖVME MAKİNALARI ÇEKİÇLER Koç Hızı:3-9 m/s Kapasite:120 t a kadar

48 DÖVME MAKİNALARI VİDALI PRESLER Hız:0,6-1,2 m/s Kapasite:170 t a kadar

Benzer belgeler

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ Metalik malzemelerin geriye dönüşü olmayacak şekilde kontrollü fiziksel/kütlesel deformasyona (plastik deformasyon) uğratılarak şekillendirilmesi işlemlerine genel olarak