MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

Transkript

1 KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri 4 Sac Şekillendirme ve Delme Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

2 4. Sac Şekillendirme ve Delme 4.1. Giriş 4.2. Sac malzemeler 4.3. Sac şekillendirme yöntemleri 4.4. Sac delme 2 Genel Bakış

3 Masif (Dövme ile) şekillendirme Kalın kesitler ve ölçülerde büyük değişimler Büyük şekil değiştirmeler Malzemede büyük oranda pekleşme Yüksek kuvvetler Takımlarda zorlanma ve aşınma Sac şekillendirme Orijinal kesitte değişim olmaması ya da çok az istenmeyen şekil değişimi oluşumu Küçük şekil değiştirmeler Malzemede az miktar pekleşme Düşük kuvvetler Masif şekillendirme ile aynı biçimde takımlarda zorlanma ve aşınma Plastik şekillendirme teknikleri WZL, Fraunhofer IPT 3

4 Haddeleme Açık kalıpta dövme Kapalı kalıpta dövme Damgalama Ektsruzyon Tel çekme Derin çekme Kenarlama Döndürme (Sıvama) Şişirme (Yüksek iç basınç ile) Kutu ütüleme Uzatma Genişletme Germe Doğrusal takım hareketi ile bükme Eğrisel takım hareketi ile bükme Kaydırma Burma Plastik Şekillendirme Yöntemleri Basma ile şekil verme Çekme-basma ile şekil verme Çekme ile şekil verme Eğme (bükme) ile şekil verme Kayma ile şekil verme Doege, Behrens, 2007 Sac şekillendirme yöntemleri 4

5 4. Sac Şekillendirme ve Delme 4.1. Giriş 4.2. Sac malzemeler 4.3. Sac şekillendirme yöntemleri 4.4. Sac delme 5 Genel Bakış

6 Masif Yassı kütük, Slab (460mm*1400mm*3400mm) Sac (Bobin) Geniş, Uzunluk >> Kalınlık Masif ve sac şekillendirmedeki malzeme farkı 6

7 Sac ilerleme hızı slab ilerleme hızına göre çok daha yüksektir l 1 >>l 0 Merdane Yassı ürün (sac, levha) Sacın uzunluk doğrultusunda uzatılması nedeniyle özelliklerde yöne bağlılık (anizotropi) oluşur. Haddeleme ile sac üretimi WZL, Fraunhofer IPT 7

8 Dikey anizotropi r Anizotropinin belirlenmesi Anizotropi etkisi Hadde doğrultusu Numune pozisyonu Sac şerit Hadde doğrultusu ile açı Anizotropi malzemenin özelliklerinin yöne bağımlılığıdır. Sac malzemeler için anizotropi şöyle tanımlanır; - Dikey anizotropi r (sac kalınlığına bağlı) - Düzlemsel anizotropi r (sac düzlemine bağlı) - Şekillendirme prosesinin tasarımında anizotropiye dikkat edilmesi gerekir. Anizotropi ile ilgili değerler WZL, Fraunhofer IPT 8

9 - Plastik şekillendirme sırasında sacda oluşan çekme ve basma gerilmeleri nedeniyle ölçüm ızgarasının deformasyonu - Çatlak oluşumuna kadar ölçülen şekil değiştirme = max. şekil değiştirme (Şekillendirebilirlik). Şekillendirebilirlik: Ölçüm ızgarası yöntemi WZL, Fraunhofer IPT 9

10 Deney koşulları: Yarı küresel zımba ve düzgün sac şerit ile çökertme deneyi Farklı sac şerit genişlikleri amaç: Farklı şekil değiştirme 2 elde etmek (her bir deney farklı 2 veriyor). Şekil değiştirme 1 çekme-basma Malzeme : RR St 1403 Sac kalınlığı: 1 mm «hasar» «iyi» çekme-çekme Şekil değiştirme 2 Sonlu elemanlar yöntemi (FEM-Finite Element Method) ile hasarın önceden tahmininde kullanılan şekillendirebilirlik şeması Şekillendirilebilirlik şeması WZL, Fraunhofer IPT 10

11 - Soğuk haddelenmiş Kalın sac İnce sac - Sıcak haddelenmiş Kalın sac İnce sac - Yüzey iyileştirilmiş sac - Tailored blanks Sacların tedarik olanakları WZL, Fraunhofer IPT 11

12 Kopma uzaması A 80, % yumuşak yüksek mukavemetli ultra yüksek mukavemetli Çekme mukavemeti Rm, MPa Yüksek mukavemetli sac malzemeler WZL, Fraunhofer IPT 12

13 1. Metalurjik adlandırmaya göre sınıflandırma: LC HSS AHSS HMS Düşük karbonlu Yüksek Mukavemetli Çelik Geliştirilmiş HSS Yüksek Manganlı Çelik IF IF-HS DP TRIP Arayer atomsuz çelik Yüksek mukavemetli IF Dual fazlı çelik Trip çeliği Mild IS CP TWIP Düşük karbonlu Yüksek mukavemetli Kompleks fazlı çelik Twip çeliği BH TRIP Bake hardening çeliği CMn Trip çeliği MART Karbon çeliği Martenzitik çelik HSLA Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik AHSS çok fazlı çelikler olup, yapısında martenzit, beynit ve kalıntı östenit gibi fazlar oluşturularak mekanik özellikleri artırılır. HSLA çeliklerine göre AHSS çelikleri yüksek mukavemetin yanı sıra çok iyi bir şekillendirebilirliğe sahiplerdir. 2. Akma mukavemetine göre sınıflandırma: Düşük mukavemetli çelikler YS < 210 MPa HSS (Yüksek muk. çelikler) YS MPa UHSS (Ultra yük. muk. çelik) YS > 550 MPa 3. Çekme mukavemetine göre sınıflandırma: Düşük mukavemetli çelikler TS < 270 MPa HSS (Yüksek muk. çelikler) TS MPa UHSS (Ultra yük. muk. Çelik) TS > 700 MPa Yüksek mukavemetli çelikler Bleck,

14 Proses geliştirme Malzeme tasarımı?? TWIP çeliği CP (Kompleks fazlı) çelik PM (Kısmi martenzitik) çelik SULC (Süper ultra düşük karbonlu) çelikler TRIP - çelikleri IF çelikleri (R m > 350 MPa) Dual fazlı çelikler Bake-hardening çelikler(r e > MPa) P içeren çelikler (R e > MPa) Mikroalaşımlı çelikler R e > MPa) Temper hadde çelikleri İzotropik çelikler R e > 250 MPa) Yüksek mukavemetli sac çelikleri Bleck,

15 Düşük mukavemetli, yüksek mukavemetli (HSS), ileri yüksek mukavemetli (AHSS) ve yüksek Mn içeren çeliklerde uzama ve çekme mukavemeti Bleck,

16 Otomobil kapısı Otomobil taban Sac malzemeler istenen kalınlıklarda ve farklı çeliklerden üretilebilirler. Böylece saclardan üretilen ürünlerde yüke uygun olarak sac kalınlığı dağılımı kullanılabilir. Haddeleme ile sac üretimi WZL, Fraunhofer IPT 16

17 İtmeli fırın Ön hadde Nihai hadde Soğuma Sarma Östenit oluşumu Östenit tane büyümesi Çökeltilerin çözünmesi Çökeltilerin çökelmesi Sertleşme (Pekleşme) Mukavemet düşmesi (rekristalizasyon,toparlanma) g -> a dönüşümü Sıcak haddelemede meydana gelen Fiziksel Metalurjik olaylar Bleck,

18 Sıcaklık, ºC Fırın Ön hadde Nihai hadde Soğuma Östenit Östenit Östenit Sarma sıcaklığı Yumuşak Derin çekmeye uygun çelik ZStE (Mikroalaşımlı) Sarma sıcaklığı Östenit Östenit Östenit Ferrit ve çökeltiler Bleck, Sıcak haddelemede sıcaklık ve mikroyapı gelişimi

19 Sıcaklık, ºC Geleneksel haddeleme N haddeleme TM haddeleme Ferrit haddeleme Rekristalizasyon sıcaklığı Süre Sıcak haddelemede tipik sıcaklık-süre-deformasyon akışı Bleck,

20 4. Sac Şekillendirme ve Delme 4.1. Giriş 4.2. Sac malzemeler 4.3. Sac şekillendirme yöntemleri Derin çekme Kutu ütüleme (Sac ütüleme) Bükme ile Germe ile Sıvama ile Yüksek iç basınç ile 4.4. Sac delme 20 Genel Bakış

21 Pot çemberi Flanş Stampa (Zımba) Sac plakası (sac daire) Zımba kenar yarıçapı Matris kenar yarıçapı Zımba çapı Sac daire çapı Sac kalınlığı Pot çemberi kuvveti Zımba kuvveti Yanal yüzey Çekilen taban parçası Çekme matrisi Derin çekme Doege, Behrens,

22 a = eğme oluşan malzeme b = fazla (katlanan) malzeme Şekillendirmeden önce Şekillendirmeden sonra Çevre doğrultusu boyunca katlanan malzeme, flanş üzerinde teğet basma gerilmelerine neden olur. Malzeme akışı WZL, Fraunhofer IPT 22

23 Farklı gerinme paternleri Chawla,

24 Gerinme Sac üzerindeki pozisyonu Derin çekilen bir parçada gerinme dağılımı Klocke, König,

25 Sac malzemede bükülme gerilmelerinin aşılması ile flanş üzerinde (F T ile oluşan) teğet basma gerilmelerinin katlanmaya neden olması Katlanma problemi WZL, Fraunhofer IPT 25

26 Kulak oluşumu -> düzlemsel anizotropi Sacın eksen dışında kalması -> kullanıcı hatası Taban yırtılması -> malzemenin çekme mukavemetinin üzerine çıkılması Dudak oluşumu -> Köşelerde malzemenin aşırı pekleşmesi Derin çekmede oluşabilen hatalar WZL, Fraunhofer IPT 26

27 Zımba Pot çemberi Çekme sacı Koruma ringi Çekme ringi Kademeli çekme ile bir eksenel simetrik parçanın üretimi ve böylece takım ve iş parçasındaki yüklerin düşürülmesi Kademeli derin çekme WZL, Fraunhofer IPT 27

28 Derin çekilmiş motor kapağı Pot çemberi Zımba Matris Frenleme tutucuları Çekme sırasında malzeme akışını kontrol etmek için frenleme tutucularının kullanılması Malzeme akışı kontrolü WZL, Fraunhofer IPT 28

29 Örnek: otomobil kanat parçası WZL, Fraunhofer IPT 29

30 Kauçuk ıstampa ile derin çekme Zımba Kauçuk İş parçası Kauçuk yastık ile derin çekme Su torbası ile derin çekme Su İş parçası Kauçuk çekirdek Membran Akışkan Membran ile derin çekme Elastik takım ve ortamda derin çekme WZL, Fraunhofer IPT 30

31 Tek taraflı akışkan basıncı ile derin çekme İş parçası Çift taraflı akışkan basıncı ile derin çekme Vakum ile derin çekme Vakum Membran Vakum Tek taraflı yüksek basınç ile derin çekme İş parçası Elastik takım ve ortamda derin çekme WZL, Fraunhofer IPT 31

32 * 10 mm çaptan küçük kaplar için Dairesel çekme sacı çapının hesaplanması Metal Forming Handbook,

33 * 10 mm çaptan küçük kaplar için Dairesel çekme sacı çapının hesaplanması Metal Forming Handbook,

34 Örnek 34

35 Örn: 179/60 3 Çekme oranı 35

36 Çekme sınır oranı Pot çemberine uygulanan kuvvet Taban Flanş Taban yırtılması Yanal yüzey Şekillendirebilirlik yüksek Katlanma oluşumu Çekme oranı Derin çekme yönteminin sınırları PtU, TU Darmstadt 36

37 Ortalama akma gerilmesi Akma eğrisi Dış çember İç çember Flanş bölgesinde şekil değiştirme ve akma eğrisi Doege, Behrens,

38 Pot çemberi Zımba Akma eğrisi Çekme ringi Sac Dış çember İç çember Akma eğrisi Dış çember İç çember Akma eğrisi Dış çember İç çember Flanş bölgesinde şekil değiştirme ve akma eğrisi Doege, Behrens,

39 Pot çemberi Çekme matrisi Stampa (Zımba) Ürün Audi Avant yanal parçası Tschätsch,

40 Ters çekme 1. Çekme için sac tutucu 1. Çekmenin kalıbı 1. Çekmenin stampası ve ters çekmenini kalıbı Ters çekme için sac tutucu Ters çekmenin stampası Ters çekme Metal Forming Handbook,

41 4. Sac Şekillendirme ve Delme 4.1. Giriş 4.2. Sac malzemeler 4.3. Sac şekillendirme yöntemleri Derin çekme Kutu ütüleme (Sac ütüleme) Bükme ile Germe ile Sıvama ile Yüksek iç basınç ile Hot stamping 4.4. Sac delme 41 Genel Bakış

42 Sac şekillendirme = Yassı iç boş parçaların herhangi bir kesit kalınlığı değişimi olmaksızın şekillendirilmesidir. Kutu ütüleme = Masif şekillendirme Kutu ütülemede belirli bir kesit kalığı azalması hedeflenir. Tabanda kesit değişimi genellikle olmaz. Stampa Kalıp İş parçası Kutu ütüleme Metal Forming Handbook,

43 Kademeli kutu ütüleme ile daha fazla kesit kalınlığı değişimi elde edilebilir. Kademeli kutu ütüleme WZL, Fraunhofer IPT 43

44 Her bir ring çıkışında farklı hızlarda ilerlediğinden, iş parçası ikinci bir ringe girmeden evvel, bir önceki ringi tamamen terk etmesi gerekir. Stampa Mesafe Ringler İki ring arası mesafe yetersiz! İş parçası Kademeli kutu ütüleme parça hızı WZL, Fraunhofer IPT 44

45 Çekme kuvveti Çekme kuvveti Tek tek çekme 3 adımlı çekme Ara ring Çekme ring Çekme ring Ringler arası mesafe kısa ise 3 adımlı çekmede daha fazla kuvvet ihtiyacı var. Taban yırtılması tehlikesi Stampanın aldığı mesafe Tek tek çekme 3 adımlı çekme Ara ring Çekme ringi Çekme ringi Ringler arası mesafe uzun ise 3 adımlı çekmede daha az kuvvet ihtiyacı var. Daha fazla stampa ilerlemesi ihtiyacı var. Stampanın aldığı mesafe Kademeli kutu ütüleme kuvvet WZL, Fraunhofer IPT 45

46 WZL, Fraunhofer IPT Kutu ütüleme ile içecek kutusu şekillendirme PtU, TU Darmstadt 46

47 Kutu ütüleme ile şekillendirme 47

49 Doğrusal takım hareketi ile bükme Serbest bükme Bükme Serbest kenar bükme Kesme kuvvetsiz bükme Kalıpta bükme Kalıpta kenar bükme Kalıpta flanş oluşturma Kalıpta kenar kıvırma Kalıpta çekme Merdane ile bükme Kat oluşturma Eğrisel takım hareketi ile bükme Çevresel bükme Dairesel bükme Döndürerek bükme Merdane ile bükme Eğme (bükme) WZL, Fraunhofer IPT 49

50 Kalıpta bükme Stampa İş parçası Kalıp U kalıp V kalıp Bükme ile şekil verme Metal Forming Handbook,

51 Haddeleme ile bükme İş parçası Merdane Bükme ile şekil verme Metal Forming Handbook,

52 Haddeleme ile doğrultma Doğrultma merdaneleri İş parçası Bükme ile şekil verme Metal Forming Handbook,

53 Haddeleme ile form verme Bükme ile şekil verme Metal Forming Handbook,

54 Menge çeneleri Döndürerek bükme İş parçası Yanak İş parçası desteği Dairesel bükme İş parçası Bükme mandreli Sabitleyici Bükme ile şekil verme Metal Forming Handbook,

55 Nötr eksen Akma sınırı Elastik şekil değişimi Plastik şekil değişimi Kalıcı şekil değişimi (elastik geri dönme sonrası) Yükleme sırasında gerilme dağılımı Elastik geri dönme sonrası gerilme dağılımı İDEAL PLASTİK MALZEME Eğme (bükme) sırasında oluşan çekme ve basma gerilmeleri WZL, Fraunhofer IPT 55

56 Şekillendirilen parçada kalan gerilmeler elastik geri dönmeye neden olur. Şekillendirme sonrası oluşacak gerilme dağılımı malzemelerin pekleşmeye nasıl cevap verdiği ile ilgilidir. Yükün kaldırılması ile oluşan akma davranışı, parçanın önceki şekillendirme geçmişine bağlıdır (Bauschinger etkisi). Paslanmaz çelik Aluminyum Bakır Yüksek mukavemetli çelik Çelik Problem: Elastik geri dönme (Geri yaylanma) WZL, Fraunhofer IPT 56

57 Kalın saclar ve küçük bükme yarıçapları söz konusu ise kesit daralması ve bükülen kenarda deformasyon oluşabilir. çeneler İş parçası Sac kalınlığı İç çap Dış çap Kayan eksen İş parçası Nötr eksen Uzama sonucu kesit daralması oluşan bölge Bükülen bölgede deformasyon WZL, Fraunhofer IPT 57

58 Başlangıç konumu İş parçası Üst merdane Merdane çifti ara mesafesi Alt merdane Bitmiş konum 1. Paso 4. Paso 6. Paso 2. Paso 5. Paso 7. Paso 3. Paso Profil haddeleme WZL, Fraunhofer IPT 58

59 1. ve 2. adım 3. ve 4. adım 5. ve 6. adım 7. adım 1. adım 2. adım 3. adım 4. adım Kalıpta bükme örnekleri WZL, Fraunhofer IPT 59

60 Simetrik üç merdaneli bükme makinası Boru ve boruya benzer ürünlerin üretilmesi için merdaneli bükme yapılır. İnce, orta ve kalın saclar için kullanılabilir. Merdanelerin konumu değiştirilerek bükme simetrisi istenildiği gibi ayarlanabilir. Üç merdaneli bükme makinası WZL, Fraunhofer IPT 60

62 Germe kovanı İş parçası Stampa Üretilen parçanın büyüklüğüne göre oranlanırsa daha düşük maliyetlidir (takım ve makina açısından). Germe ile sac şekillendirme Metal Forming Handbook,

63 Nötr eksen Uzama zonu Gerilmiş profil Basma zonu Uzama zonu Sac kalınlığı s Bükülmüş profil Germe ile elastik geri dönmenin düşürülmesi Nötr eksen (sacın dışında) Bükme ile germe arasındaki fark: Nötr eksen WZL, Fraunhofer IPT 63

64 Kesit daralması sonucu oluşan çatlak Gevrek kırılma Germe kovanları yakınında oluşan çatlaklar Parçanın tepe noktası yakınında oluşan çatlaklar Germe sırasında oluşan hasar tipleri WZL, Fraunhofer IPT 64

65 Atık İş parçası Atık Atık İş parçası Basit germe / hurda miktarı fazla Teğetsel germe / hurda miktarı az Teğetsel germe / katlama yapılabilir Germe ile şekillendirme WZL, Fraunhofer IPT 65

66 Germe Derin çekme Karoser parça çekme Eğme (bükme) sırasında oluşan çekme ve basma gerilmeleri WZL, Fraunhofer IPT 66

68 Döner malafa Dairesel sac İş parçası Karşıt takım Sıvama ile sac şekillendirme Metal Forming Handbook,

69 Başlangıç sac kalınlığı Başlangıç sac çapı Başlangıç konumu Ara kademeler Bitmiş konum Mandrel Karşıt takım Karşıt tutucu (punta başlığı) İş parçası Alternatif yöntemlere göre daha düşük takım maliyeti ve daha kısa sürede üretim Sıvama ve ara kademeleri WZL, Fraunhofer IPT 69

70 Karşıt takım Sıvama merdanesi Şekil veren takım Karşıt tutucu Karşıt tutucu Sıvama çubuğu Sıvama ile daraltma Sıvama ile genişletme Sıvama ile girinti oluşturma Sıvama ile çıkıntı oluşturma Boğaz sıvama Sıvama merdanesi Diş açma İş parçası Sıvama teknikleri WZL, Fraunhofer IPT 70

71 Aluminyum refrektörler Roket tank tabanı Aluminyum jant Sıvama teknikleri ile ilgili uygulama örnekleri WZL, Fraunhofer IPT 71

73 Yüksek iç basınç ile şekil verme Zımba (Stampa) Kelepçe Matris İş parçası Kauçuk parça Basınç ortamı Yüksek iç basınç ile sac şekillendirme Doege, Behrens,

74 Karşıt basınç zımbası Kalıbın kapanması Boru Basınçlı sıvının doldurulması Karşılıklı yarım kalıplar Sızdırmaz zımba Yatay silindirlerin çalıştırılması, sıvı basıncının kontrol edilmesi ve karşıt basınç zımbasının kontrol edilmesi Yan form Kalıbın açılması ve parçanın çıkarılması T boru T boru şekillendirilmesi Metal Forming Handbook,

75 Uygulama örnekleri Metal Forming Handbook,

76 Tavan çerçevesi sol/sağ Ön panel kirişi Takviye tavan direği sol/sağ Uzun ara rot Uzun ara rot Uzun ara rot Arka taşıyıcı kirişi Panel sol/sağ Yolcu taşıyıcı kirişi sol/sağ Uygulama örnekleri WZL, Fraunhofer IPT 76

78 Bachman, 2016 Hot stamping ile üretilen parçalar 78

79 Hot stamping Karbasian, Tekkaya,

80 Hot stamping çelikleri WorldAutoSteel,

81 Malzeme R p0.2, MPa Rm, MPa A 25, % 20MnB MnB MnCrB MnCrB MnB GPa Mukavemet!! Naderi, 2007 Bor alaşımlı çeliklerin mekanik özellikleri 81

82 Merdane tabanlı fırın İletim ile İndüksiyon ile Karbasian, Tekkaya, 2010 Isıtma 82

83 Schuler Group, Göppingen, Germany Hot stamping öncesi sac 83

84 Karbasian, Tekkaya, 2010 Hot stamping takımları 84

85 furnace with separated chambers 3D-shaped radiant heaters and masks resistance heating Merklein, 2016 Kısmi ısıtma 85

86 controlling cooling Merklein, 2016 Farklı soğuma bölgeleri 86

87 heated tool tailoring Merklein, 2016 Kalıbı kısmen ısıtma 87

88 4. Sac Şekillendirme ve Delme 4.1. Giriş 4.2. Sac malzemeler 4.3. Sac şekillendirme yöntemleri 4.4. Sac kesme ve delme Giriş Kesilen parça ile ilgili koşullar Kesme (kayma) kuvvetleri ile kesme Hassas kesme ile 88 Genel Bakış

89 Döküm ve Sinterleme, Ana grup 1 Plastik Şekillendirme, Ana grup 2 Ayırma, Ana grup 3 Birleştirme, Ana grup 4 Kaplama, Ana grup 5 Malz. Öz. Değiştirme, Ana grup 6 Grup 1.1 Gaz ya da buhardan (döküm vb.) Grup 2.1 Basma ile (haddeleme vb.) Grup 3.1 Kesme ile Grup 4.1 Bir araya getirerek (vidalama vb.) Grup 5.1 Gaz ya da buhardan Grup 6.1 Malzeme içerisinde taşınım ile (temperleme vb.) Grup 1.2 Akışkan, katı-sıvı, macun kıvamından (ekstruzyon vb.) Grup 2.2 Çekme-basma ile (derın çekme vb.) Grup 3.2 Talaş kaldırma ile (geometrik olarak belirli) Frezeleme vb. Grup 4.2 Dolgu ile Grup 5.2 Akışkan, katı-sıvı, macun kıvamından (Laklama vb.) Grup 6.1 Malzeme içerisinden dışarı taşınım ile (dekarbürizasyon vb.) Grup 1.3 Elektrolitik ortamda iyon taşınımı ile (Elektrotypıng vb.) Grup 2.3 Çekme ile (uzatma vb.) Grup 3.3 Talaş kaldırma ile (geometrik olarak belirsiz) Grup 4.3 Pres ile (rulman montajı vb.) Grup 5.3 Elektrolitik ortamda iyon taşınımı ile (Galvanizleme vb.) Grup 6.1 Malzeme dışından içerisine taşınım ile (sementasyon vb.) Grup 1.4 Katı (toz) halinden (Sinterleme vb.) Grup 2.4 Eğme ile (bükme vb.) Grup 3.4 Aşındırma ile (zımparalama vbç) Grup 4.4 Döküm yolu ile Grup 5.4 Katı (toz) halinden (püskürtme vb.) Grup Kayma ile (yay üretimi vb.) Grup 3.5 Parçalarına ayırma (sökme vb.) Grup 4.5 Plastik şekillendirme ile Grup 3.6 Temizleme Grup 4.6 Bağlama ile Grup 3.7 Tahliye etme Üretim yöntemleri (DIN 8580) Doege, Behrens,

90 Tanım: İş parçasından şekilsiz parçalar oluşturmaksızın (talaş vb.) parça ayırma işlemidir. Sac kesme (delme) WZL, Fraunhofer IPT 90

92 Düzgünlük, düzlemsellik Yanal yüzeylerde açısal doğruluk E.Erişir, 2011 Köşe yuvarlanması Ulaşılan yüzey pürüzlülük değerleri Çapak oluşumu Kesme şeridi (üst yüzeye dik bir yanal yüzey oluşturmalıdır) Kopma yüzeyi Tanım: İş parçasından şekilsiz parçalar oluşturmaksızın (talaş vb.) parça ayırma işlemidir. Sac kesme ve delme WZL, Fraunhofer IPT 92

94 Açık (makas ile) kesme Kapalı (kalıpta) kesme Üst bıçak Serbest yüzey Kesme boşluğu Serbest yüzey Zımba Kesme boşluğu Baskı yüzeyi Baskı yüzeyi Baskı yüzeyi Kesici köşe Kesici köşe Serbest yüzey Alt bıçak Serbest yüzey Kesme plakası Sac kesme ve delme WZL, Fraunhofer IPT 94

95 Sac kesme Sac delme Hurda Kesilen parça Kesilen parça Hurda Sac kesme ve delme WZL, Fraunhofer IPT 95

96 u a a 1 a kesme boşluğu yaklaşık 0,005 * sac kalınlığı u=1/2*(a-a 1 ) matris açıklığı zımba çapı matris yüzeyi eğim açısı Zımba Sac tutucu Sac Matris Sac kesme kalıbı WZL, Fraunhofer IPT 96

97 Zımbanın temas etmesi Elastik ve plastik deformasyon Kesme ve çatlak oluşumu Ayrılma Sac kesmenin evreleri Metal Forming Handbook,

98 Köşe yuvarlanması Yuvarlanma yüksekliği h E Kesme şeridi Kopma yüzeyi Çapak yüksekliği h E Kopma derinliği t R Kesilen parçalarda oluşan form hataları WZL, Fraunhofer IPT 98

99 Kesme boşluğu değişimi ile oluşan farklı kesme şeridi ve kopma yüzeyi oluşumları Doege, Behrens,

100 Kopma derinliği Sac kalınlığı Sac kesme Çap Kesme boşluğu oranı Kesme boşluğunun kopma derinliğine etkisi WZL, Fraunhofer IPT 100

101 Çapak yüksekliği h, m Takım çeliği 1 : X210CrW12 Sertlik 63 HRC Takım çeliği 2 : S Sertlik 60 HRC Sünek sac Sac I: Silisyum içeren elektro sac, gevrek Sac II: Silisyum içeren elektro sac, sünek Gevrek sac Kesme sayısı i, x10 3 Delinen delik (veya kesme) sayısı ile çapak yüksekliği arası ilişki WZL, Fraunhofer IPT 101

102 Sac delme sırasında takım aşınması M. Çöl, E. Erişir, D. Kır,

103 100 baskı 500 baskı baskı a) b) Sac delme sırasında takım aşınması M. Çöl, E. Erişir, D. Kır,

105 Geleneksel yöntem: 1) Dış kısmın kesilerek alınması, 2) merkezde kesme ile delik oluşturulması, 3) dört pencere açılması, 4) düzleme, 5) delik içlerinin tornalanması ve pah kırma, 6) diş açma, 7) her iki tarafta dişlilerin uç kısmının pahlanması, 8) talaş giderme, 9) taşlama Hassas kesme: 1) Hassas kesme, 2) tek tarafta dişlilerin uç kısmının pahlanması, diğer yüz kalıpta zaten pahlanmış durumda, 3) talaş giderme Bir motosiklet için zincir dişlisinin üretimi 105

106 Pilot pin Akış doğrultusu Pilot pin için kesme ile kılavuz açılması Diş başı pahlarının damgalanması ve merkez deliğin kesilmesi Dişlerin kesme ile oluşturulması ve merkez deliğe pah kırılması Üç istasyonlu bir kalıpta hassas kesme ile zincir dişlisinin üretimi 106

107 İki istasyonlu bir hassas kesme kalıbı 107

108 Yöntem Kalite Maliyet Kullanımı Kesme sonrası yüzey Yüksek (IT 7) Yüksek Düşük Hassas kesme Standart kesme Düşük (IT 11) Düşük Yüksek Hassas kesme WZL, Fraunhofer IPT 108

109 Zımba Pot çemberi Kesme kalıbı Kalıptan çıkarıcı Kopma yüzeyi Çapak Kesme şeridi Köşe yuvarlanması Standart kesme (solda) ile hassas kesmenin (sağda) karşılaştırıması 109

110 Uygun mikroyapı Uygun olmayan mikroyapı Hassas kesme Hassas kesme Hassas kesilmiş yüzey (kopma ve kırılma yok) Hassas kesme (kopma var) Mikroyapının etkisi (C45 çeliği) yumuşak tavlanmış (solda) ve tavlanmamış (sağda) 110

111 Otomatik vitesli bir otomobil motorunda hassas kesme ile üretilen parçalar 111

112 4. Sac Şekillendirme ve Delme 4.1. Giriş 4.2. Sac malzemeler 4.3. Sac şekillendirme yöntemleri Derin çekme Kutu ütüleme (Sac ütüleme) Bükme ile Germe ile Sıvama ile Yüksek iç basınç ile 4.4. Sac kesme ve delme Giriş Kesilen parça ile ilgili koşullar Kesme (kayma) kuvvetleri ile kesme Hassas kesme ile 112 Genel Bakış