BOYUT ÖLÇÜMÜ VE ANALİZİ

Transkript

1 BOYUT ÖLÇÜMÜ VE ANALİZİ.AMAÇ Br csmn uzunluğu, sıcaklığı, ağırlığı veya reng gb çeştl fzksel özellklernn belrlenme şlemler ancak ölçme teknğ le mümkündür. Br ürünün stenlen özellklere sahp olup olmadığı ölçme ve kontrol le tespt edlr. Bu deneyn amacı çeştl ölçü aletler le çeştl parçaların ölçümlern yapmak, standart sapma değerlern bulmaktır. 2.GİRİŞ Blnmeyen br değern, kend cnsnden blnen ve brm olarak kabul edlen değerlerle mukayesesne ÖLÇME denr. Her ne kadar nsanlar çeştl duyu organları le bu tür fzksel özellkler ayarlayablrse de kşden kşye bu özellklern farklılıklar göstermes yüzünden, bu algılama şlemler yetersz kalmaktadır. bu nedenle pratkte nsan duyularından etklenmeyen çeştl ölçme aletler, sstemler, ve yöntemler gelştrlmştr. Ölçme şlemlernn hemen bütün mühendslk dalları le yakından lşks vardır. Özellkle labaratuvar çalışmalarının her kademesnde ölçmeye gerek duyulmaktadır. Ölçmeler yapılırken sstem seçm, ölçme sonuçlarının çeştl statstk sonuçlar le değerlendrlmes ve ölçmedek hassasyetlern belrlenmes, ölçme teknğnn temel konularıdır. Ölçme teknkler son yılda büyük gelşm göstermştr. 950 l yıllarda elektronk devrelerdek, 960 lı yıllarda laser ve optk chazlardak, 970 l yıllarda fber optk elemanlardak yenlkler, blgsayarlardak şlem hızlarının artması ve boyularının küçülmes ölçme teknklernn gelşmelerne olumlu etkler yapmıştır. 3.TEORİ Üretm çeren boyutsal ölçülerdek temel prensp, üretmn tasarlanan değerler çersnde kalıp kalmadığının kontrolüdür. Bu nedenle, endüstrnn her alanındak ser üretm arttırmak, malyet düşürmek ve kaltey yleştrmek ancak ölçme ve kalte kontrolüyle gerçekleşmektedr. Böylece, tasarladığı en ekonomk üretm sstemyle çalışan endüstr kuruluşları standart ölçme sstemne bağlı kaldığı sürece ayakta durablmektedr.

2 3..ÖLÇME ÇEŞİTLERİ Ölçme şlem üç değşk şeklde yapılır. a) Doğrudan doğruya ölçme (drekt) b) Dolaylı ölçme (endrekt). c) Mutlak ölçme. a) Doğrudan doğruya ölçme (drekt): Mastar olarak alınmış br brm le ölçülecek değern doğrudan doğruya karşılaştırılması suretyle yapılan ölçme şlemdr. Bu ölçme şlemnde ölçü, doğrudan doğruya okunablmektedr, Doğrudan doğruya ölçmeye örnek olarak; çelk cetvellerle, sürmel kumpaslarla yapılan ölçme şlem verleblr. b) Dolaylı ölçme (endrekt): Bu ölçme şlemnde se, ölçü alet bell br kıyaslama parçasına ayarlanır ve ölçme şlem bu kıyaslama parçasına göre yapılır. Pergel, ç ve dış çap kumpasları, çatal ve tampon mastarları ve Johonson mastarları le yapılan ölçme şlemler dolaylı ölçmelerdr. c) Mutlak ölçme: Ölçülecek değern sayısal değer le ölçme sonundak dğer değerlern sayısal değerler arasındak matematksel lşkler dkkate alınarak yapılan ölçme şlemne denr 3.2.BOYUT ÖLÇME ALETLERİ Boyut Ölçme Aletler Boyut Ölçme Aletler Boyut Ölçme Aletler Boyut Ölçme Aletler Boyut Ölçme Aletler - ç-dış Kumpaslar - Çelk Cetveller - Sürmel Kumpaslar - Şablonlar - Pergeller - Şert Cetveller - Mkrometreler - Mastarlar - Katlanır Cetveller - Komparatörler - Çekme Cetvel 2

3 3.2..ÖLÇÜ TAŞIMA ALETLERİ Doğrudan ölçülemeyen ç ve dış çapların mukayesel olarak ölçülmesnde veya kontrol edlmesnde kullanılan ölçü aletlerndendr. Genel olarak ç ve dış çapların yaklaşık ölçü alma veya kontrolünde kullanılan bu ölçü alaetlerne ç ve dış çap kumpasları da denr. Bunlar bast bölüntüsüz ölçü aletler olup ş parçalarından ölçü almak, ölçü taşımak veya ölçülern kontrol etmekte kullanılırlar. Şekl..Ölçü taşıma aletler BÖLÜNTÜLÜ ÖLÇÜ ALETLERİ Uzunlukların ölçülmesnde kullanılan, üzernde çzgsel bölüntüler bulunan ölçü aletlerdr. Çelk Cetveller: Makne atelyelernde en çok kullanılan ölçü aletlerndendr. Daha çok ölçme ve markalama şlemlernde kullanılırlar. Büküleblen, yaylanablen ve çenel çelk cetvel gb değşk tp ve ölçülerde yapılanları vardır. Yay çelğnden yapılan çelk cetveln genşlğ 20 mm. Boyları se mm. Ve kalınlıkları 0 mm ölçülernde yapılırlar. Çelk cetveller 0 5 mm. Aralıklı olarak nce çzg bölüntülü yapılabldğ gb mm. Aralıklı olarak yapılanları da vardır. Bazıları se br tarafı (mm) bölüntülü dğer tarafı se ( ) nç bölüntülü olarak yapılırlar. Şert Metreler: Büyük uzunlukların ölçülmesnde kullanılırlar. Genellkle 5, 0, 20, 30 ve 50 m. Uzunluğunda 2-3 mm. Genşlğnde paslanmaz yay çelğnden yapılırlar. Katlanır Metreler: Hassas şlerde kullanılamazlar. Br metrede mm. Lf okuma hatası kabul edleblecek mertebededr. Bu metreler tahta, çelk ve alümnyum gb malzemelerden yapılırlar. Çoğunlukla ağaç şler ve metal doğramacılık le nşaat sektöründe 3

4 kullanılmaktadırlar Çekme Ölçü Cetvel: Bu cetveller, dökümcülükte kullanılan modellern yapımında kullanılmaktadırlar. Döküm le yapılacak parçalarda, döküm malzemesnn soğuması esnasında meydana gelecek boyut değşmnden doğacak hataları ortadan kaldıracak şeklde yapılırlar. Tablo..Cetvel uzunluğuna ve döküm malzemesne göre çekme payları Cetvel Uzunluğu Genşlk Kalınlık Uygulama Örnekler (L) % Gr Döküm %.5 Prnç ve haff metaller %2 Çelk Döküm %2.5 Döküm, Metal modellerde çft çekme ölçüsü AYARLANABİLEN ÖLÇÜ ALETLERİ Bu ölçü aletler, ölçü taşıma (bölüntüsüz) aletlernden farklı olarak stenlen ölçüde ayarlanablen veya ölçüler üzernde doğrudan okuma mkanı sağlayan aletlerdr. Sürmel Kumpaslar: Sürmel kumpaslar uzunluk ölçülern, ç çap, dış çap, dernlk ve kanal gb ölçüler ölçme şlemlernde kullanırlar. Kumpaslar sürgü taksmatlarına göre;./0 mm. sürgü taksm atlı kumpaslar (0. mm. hassasyetl),./20 mm. sürgü taksm atlı kumpaslar (0.05 mm. hassasyetl),. /50 mm. sürgü taksmatlı kumpaslar (0 02 mm. hassasyetl), olarak smlendrlrler. Şekl 2.Djtal ve mekank sürgülü kumpas Mkrometreler: Kumpaslara nazaran daha hassas ve okuma kolaylığı sağlayan ölçü aletdr. Genellkle dare kestl parçaların çaplarının ve düz parçaların kalınlıklarının_ölçülmes şlemnde kullanılırlar Mkrometreler krom, nkel ve vanadyum alaşımlı çelk malzemelerden yapılıp nce şlemlere tab tutulurlar. Mkrometrelerde ölçme 4

5 amalığı. tamburun tam devr yaptığında hareketl çene vda adımının değerne bağlıdır. Örneğn 00 eşt aralığa bölünmüş tambur br tam devr yaptığında çene mm. hareket etmş se bu mkrometrenn ölçü hassasyet / mm. olacaktır Mkrometreler kullanım alanlarına göre dış çap, ç çap, dernlk, dışlı modülü vda ve özel mkrometreler olarak sınıflandırmak mümkündür. Şekl 3. Mkrometre ve kest Komparatörler: Atölyelerde en çok kullanılan brel ölçü ve kontrol aletlerndendr. Komparatörler görünüş olarak saate benzer ve saat bres le brlkte hareket eden br de uç kısm vardır. Komparatörlerde ölçme alanları 0-0 mm, bazılarında 50 mm ye kadar, kadran üzerndek k çzg aralığı genelde 0.0 mm y ( ~ ve mm y) gösterecek şeklde hazırlanmıştır. Komparatörler, ) ş parçalarının ölçü farklılıklarının kontrolünde, ) düzlem yüzeylern düzgünlüğü ve salgılarının kontrolünde, ) ş tezgahlarının ayarlanmasında, v) yüzeylern paralellk, eğklk ve dklklernn kontrol ve ayarlanmasında v) dış ve ç dernlklern ölçülmes ve kontrollernde kullanılırlar. Şekl 4. Komparatör 5

6 3.2.4.SABİT ÖLÇÜ ALETLERİ Mastarlar ölçme ve kontrol şlemlernde, ölçme ve kontrol aletler le brlkte kullanılan aletlerdr. Endüstr parçalarının kend aralarında değştrleblr olmalarına olanak sağlamak çn sabt ölçü mastarları gelştrlmştr. Bunlar endüstrnn en hassas ölçü elemanlarıdır ve bunlar yardımıyla dğer ölçü aletlernn ayar, kontrol ve kalbrasyonu yapılır. Bunların boyutları, ölçme yüzeylernn düzgünlükler ve brbrlerne göre paralellkler çok hassas toleranslar çndedr. Mastarlarla dolaylı veya doğrudan ölçme ve kontrol şlem yapılır Bu amaçla kullanılan mastarları k grupta toplamak mümkündür..johanson mastarları, 2.Sınır mastarları, ) Çatal mastarlar ) Tanpon mastarlar )Vda mastarları Johanson Mastarları: Dkdörtgen przma şeklnde yüksek karbonlu paslanmaz çelklerden yapılmıştır. Yüzeyler çok hassas şlemlere tab tutulmuştur. Ölçme yüzeyler o kadar hassas yapılmışlardır k herhang br ölçüyü elde etmek çn brbrne brleştrldklernde kuvvetl br şeklde yapışmaktadır. Brbrne yapışma kuvvet 40 k-g/cm 2 ( 400 N/ crn 2 ) cvarında olduğu yapılan deneyler sonucu tespt edlmştr. Takım halnde bulunan Johanson mastarları l l-8 ve 28 parçalı olarak hazırlanmıştır. Johanson mastarları le ölçme ve kontrol şlemler 20 0 C sıcaklıkta yapılmalıdır. Mastarlar üzernde belrtlen değerler mastar anma ölçülerdr. Johanson mastarları kullanılma amaçlarına göre dört değşk hassasyet derecesnde yapılırlar..aa grubu Johanson mastarları, bu mastarlar Johanson mastarlarının en hassas olanlarıdır. Bunlar ölçme labaratuvarlarında kullanılırlar. Toleransları ± mm dr. 2.A grubu Johanson mastarları ölçme ve kontrol aletlernn ayar ve kontrolünde kullanılırlar. İknc derecede hassasyete sahp olup toleransı ± mm dr. 3.B grubu Johanson mastarları hassas olarak yapılması gereken alet, kalıp ve benzer takımların yapımında kontrol amacı le kullanılır. Toleransı ± mm dr. 4.C grubu Johanson mastarları, mastarların en fazla toleransa sahp olanlarıdır.atelyelerde kontrol, markalama vs. gb şlerde kullanılırlar. Toleransları ± mm dr. 6

7 Sınır Mastarları: Makne parçalarının malatı sırasında, verlen ölçü sınırlarına dkkat edlerek stenlen ölçülerde yapılması gerekr. Makne parçalarının stenlen ölçü sınırları çersnde yapılıp yapılmadığını kontrol çn hazırlanmış aletlere sınır mastarları denr. Sınır mastarlarını kullanım alanlarına göre, çatal, tanpon, vda mastarları olmak üzere üçe ayırablrz. Çatal mastarlar; slndrk parçaların ser olarak ölçülmes ve kontrollernde kullanılırlar. 00 mm çapa kadar k taraflı daha büyük çaplarda tek taraflı hlal bçmnde yapılırlar. Çatal mastarlar alıştırma derecelerne göre farklı renklerde yapılırlar (mav, syah, sarı, açık yeşl). İlgl anma çapı ve tolerans değerler mastar gövdes üzernde belrtlmştr. Şekl 5. Sınır mastarlar: a)çatal b)tanpon c)vda Tanpon mastarlar; slndrk parçaların ser olarak ölçülmes ve kontrollernde kullanılırlar. Delk ölçülernn stenlen ölçü sınırları çersnde şlenp şlenmedklern tanpon mastarlar le kontrol ederz. Tanpon mastarının k ucundak slndrk baş kısımlarından brs geçer dğer se geçmez taraftır. Tanpon mastar ölçüler de çatal mastarlarda Olduğu gbdr. Yalnız tek değşklğ, çatal mastarların tersne küçük ölçülü olan ağız kısmı geçer büyük olan geçmez tarafını oluşturur. Vda mastarları; hassas çalışması gereken taşlanmış erkek ve dışı vdaların hassaslığının kontrolü çn kullanılır. Mastar gövdes üzernde bulunan (M) veya (\V) harfler mastarın metrk veya parmak sstemne at olduğunu, daha sonra gelen makamlar vda ölçüsü ve adımını gösterrler. 3.3.YÜZEY PÜRÜZLÜLÜGÜ ÖLÇÜMÜ VE ANALİZİ Br yüzeyn elde edlmesnde görünüşü, reng, paslanma ve aşınma drenc, sertlğ, emme hareket, yağlama ve toleransları gb pek çok öneml noktalar rol oynar. Bunlarda bazıları doğrudan yüzey kaltesyle bağlantılıdır. Yüzey hassasyet üretmde uygulanan şleme metotlarına göre değşmektedr. Taşlama, frezeleme, planyalama ve dğer metotlarla şlenmş br malzeme yüzey, sayısız küçük pürüzlern brleşmesyle oluşur. Yüzey tamamen 7

8 kaplayan bu pürüzler, o yüzeyn görünüşünü, kaltesn ve uygunluğunu belrtr. Daha y br yüzey elde etmek çn, önceden şlenmş yüzeylerdek pürüzler mümkün olduğu kadar yok edlmeye çalışılır. Bu amaçla taşlama, honlama, lepleme ve süper nce şleme metodları kullanılır. Makne parçalarının tezgahlar le yapımı sırasında elde edlen yüzeyler etkn yüzeylerdr. Yüzey pürüzlülüğü ve şekl hataları önemsenmeyerek, projede tayn ve yapımda elde edlen yüzeylere geometrk yüzeyler denmektedr. Şekl ve dalgalanma hataları dkkate alınmadan sınırlannış br alandak yüzeyn belrl br şeklde tanımlanan bütün bozuklukların tamamına yüzey pürüzlülüğü denr Yüzey normalde pürüzsüzdür, ancak dalgalı olablr Herhang br durumda yüzey mükemmel br düzlüğe sahp olamaz ve her zaman pürüzlü br dokuya sahp olacaktır. Bazı yüzeyler hem pürüzlü hemde dalgalı olablr Şekl 6. Yüzey karakterstğ 3.3. Yüzey Pürüzlülüğünün Ölçümü Yüzey pürüzlülüğünün ölçümü çn br çok chaz ve teknk kullanılmaktadır. Mühendslk açısından en önemller;. Elektrksel entegre eden ğnel chazlar, 2. 2.Dokunma (parmak-tırnak) le yüzey pürüzlülüğü tayn ve mekanksel chazlar şeklnde bu teknğn gelştrlmes, 3. 3.Çeştl tür ışık grşm mkroskopları, 4. 4.Yüzeyn plastk modelnn çıkarılması, şeklnde sıralanablr. 8

9 Şekl 7. Elektronk yüzey pürüzlülüğü ölçüm chazı Yüzey Pürüzlülüğünün Analz Yüzey pürüzlülüğünün belrlenmesnde farklı ülkelerde kullanılan brkaç parametre belrtlmş ve kullanılmıştır. Aşağıda smler ve kısaltmaları verlen en çok blnenlerdr. Artmetksel ortalama sapma; R a Kareler ortalaması karekökü (r.m.m.); R q Numunedek çukur yükseklğnn maksmum svrlğ Ry, R tmax R t değerlernn ortalaması; R tm R z(din) Profln svrlk aralıklarının ortalaması; S m.artmetksel ortalama sapma (R a ); en çok kullanılan ve geçerl uluslararası pürüzlülük parametresdr. Matematksel fades, R a L L 0 y(x) dx şeklnde verlr. Yüzey proflnn grafksel znden R a değer aşağıdak şeklde bulunablr. Şekl 8. Artmetksel ortalama sapma R a nın grafksel gösterm ) Yüzeyn genel yönünde ve en dern çukurluk çn uygun br X-X çzgs çzlr. ) Uygun br örnekleme boyu L seçlr. ) X-X çzgs le eğr arasında kalan A alanı bulunur. Merkez çzgs C-C le X-X çzgs arasındak dk mesafe (Hm); A Hm L v) C-C le yüzey profl kye bölünür. Eğr le C-C çzgsnn üzerndek kapalı alanların toplamı P le altta kalan kapalı.alanlar toplamı Q eştlenr. Buna göre R a aşağıdak şeklde 9

10 fade edlr. Burada P ve Q alanları mm 2, L mm olarak verlr. P + Q Ra L Tablo 2. Çeştl son şlemlere göre Ra değerler Son İşlem Ra değer (µm) Çok nce şleme Perdahlama Honlama Taşlama Elmas takım le tornalama Tornalama Delk şleme. genşletme Çekme Broşlama Ekstrüzyon Frezeleme Planyalama Kareler ortalaması karekökü R q : R q, R a ya karşı rms parametresdr. Matematksel olarak: R q L L 0 y 2 ( x) dx fade edlr. 3.Numunedek çukur yükseklğnn maksmum svrlğ; R y, R tmax : Herbr ölçme boyundak çukur yükseklklernn en büyük svrlğ olarak tanımlanır. R y olarak enbüyük R t değer alınır. 0

11 4. R t değerlernn ortalaması; R tm, R z (DIN): R tm olarak blnen bu parametre, kabul edlen uzunlıktak bütün çukur yükseklklernn svrlk değerlernn ortalamasıdır. ( R R ( DIN) z + R + R R n t t 2 t3 tn n n 5. Profln svrlk aralıklarının ortalamsı; S m : Bu parametre, kabul edlen uzunluğun üzernde ölçülen, ana çzgdek profl svrlklernn arasındak mesafelern ortalaması olarak tanımlanır. ) R t S m ( S + S + S S ) n 2 3 n n n S 4.DENEYİN YAPILIŞI Çeştl parçalar mkrometre ve kumpas le beş kez ölçülür. Standart sapma değerler bulunur. Taşlanmış ve frezelenmş yüzeylern yüzey pürüzlülüğü değerler belrlenr. Bu değerlern tolerans sınırları çnde olup olmadığına bakılır. 5.ÖLÇÜM DEĞERLERİ Parça No Ölçüm No (Sürgülü Kumpas) (Dgtal Kumpas) (Mkrometre) (Dgtal Mkrometre) Sürgülü kumpasın hassasyet : /50 Mkrometrenn hassasyet : /000 Yüzey pürüzlülüğü; Taşlanmış yüzey : R a 0.2 Frezelenmş yüzey : R a 2.4

12 6.HESAPLAMA VE SONUÇLAR No lu parça çn : Ortalama Değer (Artmetk ortalama): X n m X n X m ( ) X m mm Numune σ X -X m (X -X m ) n Sapmaların mutlak ortalaması : σ X n X σ ( ) σ mm 5 n Standart sapma : σ [ ( X ) 2 X m ] n / σ ( )] σ 0.5mm 4 m / 2 2 Dğer parçalar çn de aynı şlemler yapılarak değerler bulunur. Parça No X m σ Yüzey Pürüzlülüğü; Taşlama :R a 0.2µm olduğundan uygundur. Frezelem :R a 2.4µm olduğundan uygundur. R t 37µm 2

13 7.SONUÇ Ölümlerde gderleblecek hataların bertaraf edlmesyle sapma değerler mnmuma neblr. 8.TAVSİYELER Genellkle atölye ve labaratuvarlarda kullanılan ölçme ve kontrol takımlarının referans sıcaklığı 20 C, açık arazde kullanılan ölçme aletlernde 5 C kabul edlmektedr. Bu sıcaklıklardan farklı br sıcaklıkta ölçme yapılıyorsa, ölçme aletnn ve ölçülen parçanın ısıl genleşme katsayıları alınarak ölçme sonuçlarının düzenlenmes gerekr. Mümkünse Djtal ölçü aletler kullanılarak ölçümler daha hassas yapılablr. 9.KAYNAKLAR. S. ÇELİK. Ölçme ve Kontrol.M.E.B. İstanbul İ. YÜKSEL. Ölçme Teknğ ders notları Surtronc 3+Operator s Handbook. Rank Taylor Hobson Lmted 4. Helos ürün kataloğu 5. O. F. GENCELİ. Ölçme Teknğ 6. M. BAĞCI-Y.ERİŞKİN. Ölçme Blgs ve Kontrol 3