PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır.

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır."

Ufuk Gulden
5 yıl önce
İzleme sayısı:

PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Metallerin katı halde kalıp olarak adlandırılan takımlar yardımıyla akma dayanımlarını aşan gerilmelere maruz bırakılarak plastik deformasyonla şeklinin kalıcı olarak

açısından oldukça önemlidir Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır - Hacimsel (Kütlesel/Yığın) PŞV İşlemleri: Haddeleme, Dövme,

1 PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Metallerin katı halde kalıp olarak adlandırılan takımlar yardımıyla akma dayanımlarını aşan gerilmelere maruz bırakılarak plastik deformasyonla şeklinin kalıcı olarak değiştirilmesidir Plastik şekil verme için iş parçasının dayanımı düşük ve sünekliği yüksek olmalıdır Sıcaklık, şekillendirme hızı, pekleşme davranışı ve sürtünme gibi faktörler işlemin etkinliği açısından oldukça önemlidir Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır - Hacimsel (Kütlesel/Yığın) PŞV İşlemleri: Haddeleme, Dövme, Ekstrüzyon, (Tel/Çubuk) Çekme - Sac PŞV İşlemleri: Kesme, Bükme/Kıvırma, Derin Çekme, Gerdirerek Şekillendirme Kütlesel PŞV işlemleri ile sac PŞV işlemleri başlangıç iş parçasının yüzey alanının hacmine oranı ile ayrılır Kütlesel işlemlerde bu oran küçük, saclarda ise büyüktür Kütlesel işlemlerde genelde büyük deformasyonlar ve hacimsel geometri değişimleri meydana gelir Başlangıç iş parçası silindirik veya prizmatik kütük veya çubuklardır Sac işlemlerinde ise başlangıç parçası sac, levha, plaka, şerit veya bobindir Haddeleme: Levha veya düzlemsel kütüklerin kalınlıklarının merdaneler arasında azaltıldığı basma şekil Dövme: İş parçasının karşılıklı iki kalıp arasında sıkıştırılarak kalıp şeklinin parçaya kazandırıldığı basma şekil Ekstrüzyon: İş parçasının bir kalıp açıklığı (boşluğu) içinden itilerek akmaya zorlandığı basma şekil

(Tel/Çubuk) Çekme: Yuvarlak tel veya çubuğun çapının bir kalıp

işlemidir Kesme: Zımba ile kalıp arasında kayma gerilmeleri

değişimi gerçekleşir Bükme/Kıvırma: Sac veya levhanın kalıp(lar)

Derin Çekme: Genellikle kenarlarından tutulan sac metalin bir

2 (Tel/Çubuk) Çekme: Yuvarlak tel veya çubuğun çapının bir kalıp açıklığından (boşluğundan) çekilerek azaltıldığı şekil değişim işlemidir Kesme: Zımba ile kalıp arasında kayma gerilmeleri uygulanarak ayırma işlemleridir Lokal olarak plastik şekil değişimi gerçekleşir Bükme/Kıvırma: Sac veya levhanın kalıp(lar) arasında belirli açılarda bükülerek eğilme gerilmeleri şekil Derin Çekme: Genellikle kenarlarından tutulan sac metalin bir zımba ile itilerek zımba ile kalıp arasında kap şekline dönüştürülmesi işlemleridir

Gerdirerek Şekillendirme: Kenarlarından (Eteklerinden) tutulan sacın bir zımba ile gerdirilerek şekillendirilmesi işlemidir MALZEME DAVRANIŞI Metallerin PŞV işlemlerindeki davranışının anlaşılması

3 Gerdirerek Şekillendirme: Kenarlarından (Eteklerinden) tutulan sacın bir zımba ile gerdirilerek şekillendirilmesi işlemidir MALZEME DAVRANIŞI Metallerin PŞV işlemlerindeki davranışının anlaşılması için çekme deneyinden elde edilen (gerilme birim şekil değişimi) eğrisi oldukça yararlıdır Elastik bölgede; E (E: Elastiklik Modülü [GPA]) n Plastik bölgede; K (K: Dayanım Katsayısı [MPa], n: Pekleşme Üsteli [-]) PŞV işlemlerinde malzemenin akma dayanımının üzerinde yani plastik (kalıcı) şekil değişimi uygulamak gerekir Bu bölgede malzemede pekleşme denilen plastik şekil değişim sertleşmesi görülür Elastik bölgede atomlar arası bağlar kopmaz, ancak uygulanan kuvvet/gerilme doğrultusunda uzar Bu nedenle, yük kalktığında denge konumlarına dönerler Plastik bölgede ise bağlar kopar ve kayma mekanizması ile atomlar konumlarını değiştirerek yeni komşularıyla yeni bağlar kurarlar Bu nedenle kalıcı şekil değişimi gerçekleşir Bu esnada, kayma mekanizmasının ana unsuru olan dislokasyonların yığılması nedeniyle şekil değişimi sürekli olarak zorlaşır, yani pekleşme meydana gelir eğrisinden görüldüğü üzere, şekil değişimini devam ettirmek için sürekli olarak daha fazla gerilme uygulamak gerekir Yani malzemenin akma dayanımı artan şekil değişimi ile artmaya devam eder Bu nedenle, PŞV işlemlerinde kuvvet ve güç analizlerinde genellikle ortalama akma dayanımı denilen sabit bir büyüklükten yararlanılır

4 n n K ort K d n 1 0 Sıcaklığın Etkisi: Sıcaklık arttıkça malzemenin dayanımı düşüp sünekliği arttığından PŞV işlemlerinde ısı sıklıkla kullanılır Isıtma olmasa da aşırı şekil değişimi ve sürtünme nedeniyle kalıp ve iş parçası ısınır Sıcaklık aynı zamanda yeniden kristalleşme (rekristalizasyon) mekanizmasını tetikleyerek pekleşme etkilerini azaltır Yeniden kristalleşme sıcaklığı (T YK) malzemenin mutlak ergime sıcaklığının (T E) yaklaşık olarak yarısıdır Malzemenin dayanım katsayısı ve pekleşme üsteli sıcaklığa bağlıdır - Soğuk PŞV: T PŞV < 0,3T E [K] - Ilık (Yarı sıcak) PŞV: T PŞV = (0,3~0,5)T E [K] - Sıcak PŞV: T PŞV = (0,5~0,7)T E [K] Soğuk PŞV Avantajları: Yüksek hassasiyet ve dar tolerans elde edilir Yüksek yüzey kalitesi elde edilir Pekleşme sayesinde daha dayanıklı ve sert ürün elde edilir Tane yönlenmesine bağlı anizotropi sayesinde belirli yönde özellikler daha iyi olur Isıtma olmadığından imalat hızı yüksek olur Isıtma için enerji harcanmaz Soğuk PŞV Dezavantajları: Yüksek şekillendirme gücüne ihtiyaç duyulur Pekleşme nedeniyle şekillendirilebilirlik düşüktür PŞV öncesi yüzey temizlenmelidir PŞV sonrası tavlama gerekebilir Sıcak PŞV Avantajları: yüksek şekillendirilebilirlik sayesinde karmaşık geometriler elde edilebilir Düşük güç gereksinimi vardır Tane yönlenmesi olmayan izotropik yapı elde edilir Pekleşme olmadığından sünek ürün elde edilir Sıcak PŞV Dezavantajları: boyut hassasiyeti düşük ve toleranslar geniştir Isıtma ve enerji kayıpları nedeniyle toplam enerji gereksinimi yüksektir Yüzey oksidasyonu fazla ve yüzey kalitesi düşüktür Takım ömrünü düşürür Daha etkin sıcak şekillendirme için iş parçası şekillendirme öncesinde ve esnasında ısıtılan kalıplar arasında ısıtılarak eş sıcaklık sağlanabilir ve homojen bir sabit sıcaklıkta PŞV yapılabilir Birim Şekil Değişim (Deformasyon) Hızının Etkisi: Şekil değiştirme hızı malzemenin davranışını etkiler Özellikle yüksek sıcaklıkta şekillendirme hızı arttıkça malzemenin dayanımı hızla artar

5 Birim şekil değiştirme hızı; v t h [1/s] Burada; v, zımba hızı [m/s] ve h ise anlık yüksekliktir [m] Hızlı dövme gibi PŞV işlemlerinde 1000 s -1 gibi yüksek değerlere ulaşabilir Birim şekil değişim hızına bağlı olarak; C( ) m (C: Dayanım Katsayısı [MPa], m: Birim Şekil Değişim Hızına Duyarlılık Üsteli [-]) yazılır - Soğuk PŞV: m < 0,05 - Ilık (Yarı sıcak) PŞV: 0,05 < m < 0,1 - Sıcak PŞV: 0,1 < m < 0,4 Pekleşme etkileri ve birim şekil değişim hızı birlikte dikkate alındığında; n m A ( ) (A: Dayanım Katsayısı [MPa]) yazılır Sürtünme ve Yağlama: PŞV işlemlerinde kalıp ile iş parçası arasındaki temas ve yüksek basınç sürtünmeyi önemli bir parametre haline getirir Sürtünme metal akışını zorlaştırır, gerekli pres gücünü arttırır, kalıpları aşındırarak ömrünü azaltır ve imalat kalitesini düşürür Sıcaklık arttıkça yapışma etkisi nedeniyle sürtünme artar Yapışma etkisi, sürtünme kuvvetinin kayma kuvvetini aşmasına ve iş parçasında yüzey altında koparak kesilmelere neden olur - Soğuk PŞV: < 0,1 - Ilık (Yarı sıcak) PŞV: 0,1 < < 0,4 - Sıcak PŞV: 0,4 < < 0,5 Sürtünmeyi azaltmak için soğuk şartlarda mineral ve hayvansal yağ, sabun ve kaplama; sıcak şartlarda ise mineral yağ, grafit ve cam tercih edilir Aynı zamanda ısı giderici etkisi olan yağlayıcı seçiminde; işlem tipi, sıcaklık, malzeme, kimyasal reaktiflik, uygulama kolaylığı, zehirlilik, yanıcılık ve maliyet gibi faktörler göz önünde bulundurulur

Benzer belgeler

PLASTİK ŞEKİL VERMENİN ESASLARI EÜT 231 ÜRETİM YÖNTEMLERİ. Metal Şekillendirmede Gerilmeler. Plastik Şekil Verme

PLASTİK ŞEKİL VERMENİN ESASLARI EÜT 231 ÜRETİM YÖNTEMLERİ Doç.Dr. Murat VURAL İTÜ Makina Fakültesi 1 1. Plastik Şekil Vermeye Genel Bakış 2. Plastik Şekil Vermede Malzeme Davranışı 3. Plastik Şekil Vermede