Gerilme (MPa) 150 *100

Benzer belgeler
Dövmenin tarihi 4000 yıl veya daha fazlasına dayanmaktadır. Cıvatalar, perçinler, çubuklar, türbin milleri, paralar, madalyalar, dişliler, el

DÖVME (Forging) Dövme (cold forging parts)

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

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

KİRİŞLERDE PLASTİK MAFSALIN PLASTİKLEŞME BÖLGESİNİ VEREN BİLGİSAYAR YAZILIMI

Plastik Şekil Verme MAK351 İMAL USULLERİ. Metal Şekillendirmede Gerilmeler PLASTİK ŞEKİL VERMENİN ESASLARI

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

NETFORM Mühendislik Makina Metal. Firma Sunumu

Sac Metal Şekillendirme Süreçlerinde 3D Metroloji

Pnömatik Silindir Tasarımı Ve Analizi

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

KALIN CİDARLI SİLİNDİR

CIM - Computer Integrated Manufacturing

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

İÇ BASINÇ ETKİSİNDEKİ İNCE CİDARLI SİLİNDİRDE DENEYSEL GERİLME ANALİZİ DENEYİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

NACA PROFİL AİLE GEOMETRİSİ HESAP PROGRAMI KULLANMA KILAVUZU

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

BİLGİSAYARLI TASARIM VE İMALAT YÖNTEMLERİ KULLANILARAK KRANK MİLİ İMALATI ÖZET ABSTRACT

MMU 420 FINAL PROJESİ. 2015/2016 Bahar Dönemi. Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

3D Ölçüm Verilerinin Analizi

İNM 415 GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİNDE SAYISAL ÇÖZÜMLEMELER

İmal Usulleri. Fatih ALİBEYOĞLU -7-

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

MECHANICS OF MATERIALS

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

MMU 420 FINAL PROJESİ

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

Yaz.Müh.Ders Notları #6 1

İmal Usulleri. Fatih ALİBEYOĞLU -8-

Dairesel Temellerde Taban Gerilmelerinin ve Kesit Zorlarının Hesabı

ÇAPRAZ KAMALI HADDELEME PAREMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

K.Ü.Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük, Türkiye,

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

(Computer Integrated Manufacturing)

MAK4061 BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM

KAYIT FORMU TEL : 0 (354) FAKS :. 0 (354) E-MAİL 1 : zbabayev@erciyes.edu.tr E-MAİL 2 :...

Elastisite modülü çerçevesi ve deneyi: σmaks

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK LEVHALARDA ZIMBA HIZININ KESME YÜZEYİ GEOMETRİSİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

BETONARME KOLONLARIN AKMA EĞRİLİKLERİNİN TESPİTİ İÇİN TBDY-2016 DA VERİLEN AMPİRİK BAĞINTILARIN İNCELENMESİ

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü (1. ve 2.Öğretim / B Şubesi) MMK208 Mukavemet II Dersi - 1. Çalışma Soruları 23 Şubat 2019

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

ARAÇ KAPI SIZDIRMAZLIK PROFİLLERİNDE KULLANILAN MALZEMELERİN SES İLETİM KAYBININ MODELLENMESİ VE DENEYSEL OLARAK DOĞRULANMASI

Koordinat Dönüşümleri (V )

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

FOTOGRAMETRİ DAİRESİ BAŞKANLIĞI FAALIYETLERI

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

HIZLI DURUM TESPİT (DURTES) YÖNTEMİ YAZILIMININ GELİŞTİRİLMESİ

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

ARDIŞIK DELME-KESME KALIPLARINDA BİLGİSAYAR DESTEKLİ ŞERİT YERLEŞİMİ VE PLANLAMASI

KOMPOZİT MALZEMELERİN TERMAL ANALİZİ

LABORATUAR DENEY ESASLARI VE KURALLARI


Bilgisayar Destekli Haritacılık 2017/ D ve Veri Değişimi. Netcad 7.6

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARININ MONTAJI VE YÜKSEK BASINÇ ALTINDAKİ DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

DÖVME KALIPLARI TASARIMI VE ŞEKİLLENDİRİLMESİ

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AŞIRI PLASTİK DEFORMASYON METOTLARININ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Ara Sınav. Verilen Zaman: 2 saat (15:00-17:00) Kitap ve Notlar Kapalı. Maksimum Puan

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

LED IŞIK KAYNAKLARININ RENK SICAKLIĞININ GÖRÜNTÜ İŞLEME TEKNİKLERİ KULLANILARAK BELİRLENMESİ. İsmail Serkan Üncü, İsmail Taşcı

UTS TRIBOMETER T10/20 TURQUOISE 2.0

SANDVİÇ PANEL MEKANİK DAYANIMI

İmalat Teknolojisi Teorisi I (Metal Şekillendirme) (MFGE 303) Ders Detayları

DENEY 2 KESME HIZININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

L KESİTLİ KİRİŞTE KAYMA MERKEZİNİN ANSYS İLE VE DENEYSEL YOLLA BULUNMASI

Profesyoneller için Çelik Bağlantılar ve Detay Çizimleri

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

MŞMM METAL ŞEKİLLENDİRME MÜKEMMELİYET MERKEZİ METAL ŞEKILLENDIRMEDE TÜRKIYE NIN TEK MÜKEMMELIYET MERKEZI

Malzemenin Mekanik Özellikleri

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Programın Tanıtımı

METALİK MALZEMELERİN ÇEKME DENEYİ

Prof.Dr.İrfan AY. Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU. Öğr. Murat BOZKURT. Balıkesir

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

REZA SHIRZAD REZAEI 1

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER II DERSİ

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

ÇEKME DENEYİ. Şekil. a) Çekme Deneyi makinesi, b) Deney esnasında deney numunesinin aldığı şekiler

MUKAVEMET FATİH ALİBEYOĞLU

T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ M-220 ÇEKME DENEYİ

KAYMALI YATAKLAR I: Eksenel Yataklar

GEMİ ÇELİK TEKNE AĞIRLIK DAĞILIMININ MODELLENMESİNDE BİR YAKLAŞIM: HACİMSEL ORANLAR YAKLAŞIMI

Mekanik Biçimlendirmenin Temelleri ve Uygulamaları (MATE 301') Ders Detayları

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

1 MAKİNE ELEMANLARINDA TEMEL KAVRAMLAR VE BİRİM SİSTEMLERİ

Haldun ÖZCAN (1) N. Kemal ÖZTORUN (2)

Yrd.Doç. Dr. Tülin ÇETİN

STATİK GERİLMELER a) Eksenel yükleme Şekil 4.1 Eksenel Yükleme b) Kesme Yüklemesi Şekil 4.2 Kesme Yüklemesi

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

Transkript:

TİMAK-Tasarım İmalat Analiz Kongresi 26-28 Nisan 2006 - BALIKESİR HASSAS DÖVME KALIPLARININ TASARIMINDA BİLGİSAYAR DESTEKLİ TÜMLEŞİK KARAR SİSTEMİ Necip Fazıl Yılmaz 1, Ömer Eyercioğlu 2 1 Gaziantep Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü-GAZİANTEP nfyilmaz@gantep.edu.tr 2 Gaziantep Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü- GAZİANTEP eyercioglu@gantep.edu.tr Özet Firmaların, piyasada rekabet edebilir hale gelebilmesi için faaliyet alanına ilişkin olarak imalat stratejisinin belirlenmesi önemli bir karar modelini oluşturmaktadır. Var olan modellerin rekabetçi ortamda kullanılmasının yeterli olup olmadığı ya da uygulamada karşılaşılan sorunlar halen tartışılmakta olan bir konudur. İşletmeler ileriye yönelik kararlar alırken genelde o ana kadar elde edilmiş tecrübeler ışığında kararlar almaktadır. İşte bu amaçla karar destek sistemlerinin kullanılması zorunluluk haline gelmektedir. Hassas dövmecilikte kalıp tasarımı, bu alanda faaliyet gösteren tecrübeli insanların geçmiş deneyimlerinden çıkartılan bilgi ve kurallara dayanması nedeniyle, bilgisayar destekli tümleşik karar destek sistemlerinin etkin bir şekilde kullanıldığı bir alan olarak ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada, hassas dövme kalıplarının tasarımında kalıbın geometrik parametrelerinin belirlenmesi, boyutsal tolerans ve hassasiyetin elde edilebilmesi için geliştirilmiş bir karar destek sisteminden bahsedilmektedir. Anahtar Terimler: Hassas Dövmecilik, Kalıp Tasarımı, Karar Destek Sistemi Abstract Definition of manufacturing strategy on its active area plays an important role in stage of forming decision model for the enterprises to rival in the marketing. It is in argued that the usage and the application of existing models are sufficient or not in rival environment. Firms are generally projecting themselves to forward in the light of previous experiences. For that reason, it becomes necessary to use the decision support systems. Precision forging die design is highlighting itself in the effectively used computer integrated decision support system due to the knowledge and rules that are taken from the experienced persons. In this study, a decision support system has been developed to determine the geometrical parameters and to obtain dimensional tolerance and accuracy in precision forging die design. Key Words: Precision Forging, Die Design, Decision Support System 245

1. KARAR DESTEK SİSTEMİ Karar destek sistemleri (KDS) genel olarak, karar alıcıları belirli bir konuda desteklemeyi amaçlayan bilgisayara dayalı bilgi sistemi olarak tanımlanmaktadır. KDS ler yöneticilerin karar vermesinde yardımcı olacak veriye ulaşmasına, özetlemesine ve analiz etmesine yardımcı olur. [1,14]. Karar destek sisteminde ilk yapılması gereken mümkün olan en çok bilgiyi toplamaktır. İkinci yapılması gereken ise toplanan bu bilgileri belirli kategorilerde gruplandırarak çatılar oluşturmak ve böylece yeni bir tasarım ve geliştirme süreci oluşturmaktır. Bu çalışmayla üretilen karar destek yazılımı, eksenel simetrik dövme kalıpları için öngörülmüş olup, genel amaç için kullanılmama ve sürekli değişiklik yapma ihtiyacı doğurması gibi dezavantajları vardır. 2. KARAR DESTEK SİSTEMİYLE KALIP TASARIMI Kalıp tasarımında ilk işlem, ürün geometrisinin sistem tarafından algılanmasıdır. İmal edilecek parçanın grafik tabanlı bir CAD programında çizimi yapılmalıdır. Bu çalışmada CAD programı olarak AutoCAD kullanılmıştır. İmal edilecek parçanın dövülebilir bir geometriye sahip olup olmadığını belirleyebilmek için AutoCAD te hazırlanan çizim, DXF formatına dönüştürülmekte ve program tarafından çizimdeki tüm unsurların bilgileri ilgili veritabanına aktarılmaktadır. Veritabanındaki bu bilgiler, çıkarım mekanizması tarafından tablolara dönüştürülerek, dövülebilir geometrinin oluşturulmasından en son kalıp geometrisine kadar geçen bütün aşamalarda kullanılmaktadır. Dövme yükünün belirlenmesi, kalıp tasarımının en önemli unsurlarından birini teşkil etmektedir. Malzeme veritabanından alınan bilgiler yardımıyla uygulanması gereken dövme yükü hesaplanmaktadır. Hesaplanan bu dövme yükü ile birlikte ürünün, kalıbın ve sıkma halkasının malzemesine göre gerilim hesabı ve kalıp geometrisi hesaplanmaktadır. 2.1 Algoritma Karar destek sisteminin kullandığı algoritma Şekil 1 de görülmektedir. 2.2 Unsur Algılama Aşağıdaki Şekil 2 de CAD dosyasından alınan verilerin dövülebilir geometrinin elde edilmesine kadar olan süreçteki çıkarım mekanizması, çalışan hafıza ve bilgi tabanını göstermektedir. Unsur bilgileri, AutoCAD ortamında çizilen ürüne ait tüm verileri içermektedir. Ekranın sınır ayarları, katmanlar, çizgi tipleri ve renkleri gibi, doğrudan çizgi ve yaylardan oluşan geometrinin koordinatları bu unsur bilgilerinde yer almaktadır. Unsur sırası, ürün geometrisini oluşturan çizgi ve yayların saat yönünde belirli bir sıraya konulmasını sağlamaktadır. Çizimi yapan kişi, çizgileri oluştururken belirli bir sırayı takip etmek zorunda değildir. Ancak kural tabanlı bir uzman sistemde mutlaka bu unsurlar belirli bir sırada olmalıdır. Bu çalışmada, kullanıcıdan bunu istemek yerine oluşturulan unsur bilgi tabanıyla bu sorun halledilmektedir. Ürünün tanımlanmasında elde edilen unsur bilgileri ve unsur sıraları ile birlikte ürünün geometrik yapısı sisteme entegre edilmektedir. Dövme yönü, uygulamada karşılaşılabilecek bir sorunu çözmek amacıyla geometri algılama sürecine dahil edilmiştir. Dövülecek parçanın kalıbını yaparken, iş parçasının kalıp içerisinde pozisyonlanması ve dövme esnasındaki malzeme akışının belirlenmesi, dövme yükü açısından çok önemlidir. Ayrıca, dövülmüş parçanın kalıptan çıkarılması dikkate alınması gereken bir diğer konudur. Bu nedenle geniş olan yüzey dövme yüzeyi olarak seçilmiştir. Kodlama kuralları çatısı, dövülebilir geometrinin oluşturulması zincirindeki son halkayı temsil etmektedir. Her bir unsura 1 den 9 a kadar kod numarası atanmış olup dövülemez bölgelerin neler olabileceğine dair bütün kurallar sisteme girilmiştir. Kodlamaya ilişkin kurallar zinciri çalıştıktan sonra dövülebilir geometriye ait çizgi ve yayların koordinatları belirlenmektedir. Böylelikle elde edilen geometri daha sonra yük ve gerilim hesaplarını yapmak üzere veritabanında saklanmaktadır [13]. 246

EX-AFORD DOSYA GEOMETRİ OLUŞUMU VERİ DOSYALARI GEOMETRİ GEOMETRİ OLUŞTUR DÖVÜLEBİLİR GEOMETRİ YÜK HESABI KURALLAR BÖLGELER DÖVME YÜKÜ GERİLİM HESABI MALZEME VERİTABANI KALIP ÇİZİMİ KURALLAR ÇİZGİ YAY GEOMETRİ KURALLARI Şekil 1. Karar Destek Sisteminin Genel Algoritması Unsur Bilgileri Unsur Sırası Ürünün Tanımlanması DWG Dosyası Çıkarım Mekanizması UNSUR ALGILAMA DÖVÜLEBİLİR GEOMETRİ DXF Dosyası Dövme Yönü Kodlama Kuralları BİLGİ TABANI Şekil 2. Unsur Algılama ile Geometri Oluşumu 247

2.3 Dövme Yükü Kalıp tasarımı ancak dövme yükünün belirlenmesi ile mümkün olabilir. Özellikle karmaşık şekilli parçaların dövme yükünün belirlenmesi için analitik bir çözüm mevcut değildir. Empirik ve sayısal çeşitli yaklaşımlar kullanılmaktadır [2-4]. Mielnik e [5] göre eksenel simetrik dövmede en iyi çözümü Elemantel Üst Sınır Teorisi (Upper Bound Elemental Technique) vermektedir [6,7]. Bu nedenle bu çalışmada Elemantel Üst Sınır Teorisi kullanılarak dövme yükü tahmin edilmeye çalışılmıştır. Ürün malzemesinin akma gerilmesi bu aşamada tanımlanması gerekmektedir. Ayrıca, yağlama şartlarına göre dövme yükü de değişeceği için, yağlama şartlarından iyi, orta, kötü, kuru seçeneklerinden birisi seçilmeli yada sürtünme katsayısı bunların dışında bir değer ise bu değer ayrıca girilmelidir. 2.4 Kalıp Geometrisi Kalıp malzemesinde meydana gelen gerilme, dövme sırasında yüksek düzeydeki iç basınçtan kaynaklanmaktadır. Kalıp cidarında meydana gelen basınç tüm yüzeyde ve dövme işlemi boyunca sabit değildir. Kalıp geometrisini ve boyutlarını etkileyen elastik kalıp genleşmesi, ısıl kalıp genleşmesi, ürün büzülmesi, kıvılcım boşluğu gibi faktörler mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır [2,8]. Kalıp iç geometrisi ve sıkma halkasının ölçülerinin belirlenmesi de kalıp tasarımında çok önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada Lame denklemlerinden [9] yararlanılarak kalıp ölçüleri parametrik hale getirilmiştir. Kalıp ve sıkma halkası için seçilecek malzemenin, kalıp boyutlarının belirlenmesinde büyük önemi vardır. Kalıp malzemesinin mukavemetinin, sıkma halkasının mukavemetinden daha fazla veya en azından eşit seçilmesi gerekir. Kullanıcının yanlış malzeme seçmesi durumunda geliştirilen uzman sistem gerekli uyarıyı yapmaktadır. Aynı şekilde, ürünü dövme yoluyla elde etmek için gerekli kalıp malzemesinin, mukavemeti düşük bir malzemeden seçilmesi durumunda yine sistem gerekli uyarıyı yapmaktadır. 3. DENEYSEL ÇALIŞMA Deneylerde 60 ton kapasiteli hidrolik pres kullanılmıştır. Eksenel simetrik dövme işlemlerinde genel sınıflandırma Şekil 3 te görülmektedir. Bu kapsamda U-şekilli, T-şekilli ve Konik şekilli olmak üzere 3 ayrı temel şekil üzerine çalışmalar yapılmıştır. Çift Yönlü Tek Yönlü Şekil 3. Eksenel Simetrik Dövme İşlemlerinde Genel Sınıflandırma Dövme işleminde yük altındaki malzemenin, akma gerilmesi sabit bir değer olmaktan çıkmakta ve değişmektedir. Deneyler oda sıcaklığında alüminyum kullanılarak yapılmıştır. Kullanılan alüminyum malzemenin gerilme-birim şekil değiştirme eğrisinin elde edilebilmesi ve kullanılacak sürtünme katsayısının belirlenebilmesi için halka basma testi uygulanmıştır. Bu amaçla, 25mm çapında ve 32.1mm uzunluğunda numune iki plaka arasında ezilmiştir. Ezme (basma) işlemi artımsal olarak gerçekleştirilmiş ve her bir yüklemeye karşılık gelen kesit değişimi 248

ve uygulanan yük değerleri kaydedilmiştir. Numunenin boyundaki azalma - yük grafiği aşağıdaki Şekil 4 te ve gerilme-birim şekil değiştirme grafiği Şekil 5 te görülmektedir. 20 200 P(TON) 15 10 5 0 0 5 10 15 DH Gerilme (MPa) 150 100 50 0 0,00 0,20 0,40 Birim Şekil Değiştirme (DH) Şekil 4. Yük-Yükseklik Azalması Şekil 5. Gerilme-Birim Şekil Değiştirme Halka basma testinde yaygın olarak 6:3:2 oranında halkalar kullanılmaktadır. Bu orandaki ilk rakam dış çapı, ikinci rakam iç çapı ve son rakam halkanın kalınlığını ifade etmektedir [10]. Halka, iki plaka arasında sıkıştırıldığında sürtünmenin az olduğu durumda halkada iç yöne doğru akış görülürken, sürtünmenin fazla olduğu durumda halkada dış yöne doğru akış görülmektedir (Şekil 6). Düşük sürtünme (İyi Yağlama) Yüksek Sürtünme (Az Yağlama) Şekil 6. Halka Basma Testinde Sürtünme Etkisi Tablo 1. Alüminyum Halka Basma Testi Verileri İyi Yağlama Kuru Taşlanmış Kuru Pürüzlü D o1 (mm) 30 30 30 D o2 (mm) 37.7 38.5 38 D i1 (mm) 15.2 15.2 15.2 D i2 (mm) 14.8 13.5 11.2 H1 (mm) 10 10 10 H2 (mm) 5.65 5.35 5.3 % H 43.5 46.5 47 % D 2.63 11.18 26.3 Yük (Ton) 25 30 35 m 0.25 0.4 0.6 % İç Çaptaki Azalma Di 1 D % D= D i1 H H % H= 1 H 1 i2 2 *100 *100 Test sırasında halkanın çapında % Halka Boyundaki Azalma Şekil 7. Sürtünme Kalibrasyon Eğrisi Meydana gelen değişmeye karşılık gelen numune boyundaki azalmadan yararlanarak sürtünme kalibrasyon eğrisi oluşturulmaktadır. Halkanın boyunda ve iç çaptaki azalma oranı, Şekil 7 deki grafikten yararlanılarak, deney şartlarından ve malzemeden bağımsız olarak m katsayısı olarak tanımlanmaktadır [11]. Bu amaçla deneylerde kullanılacak alüminyumdan 6:3:2 oranına uygun halka hazırlanmış ve halka basma testi uygulanmıştır. Elde edilen değerler Tablo 1 de görülmektedir. 249

3.1 U-Şekilli Dövme U-şekilli dövmede bitmiş ürün geometrisine uygun ve en düşük yük ile elde edilecek ön şekil geometrisi için hacimleri aynı kalmak şartıyla üç ayrı boyutta numune hazırlanmıştır. Aşağıdaki Şekil 8 de ön şekil geometrileri ve deney öncesi ve sonrası çekilen fotoğraflar görülmektedir. İlk numuneye 26 tonluk bir yük uygulanarak son ürün edilirken, ikinci numuneye 55 tonluk bir yük uygulanmasına rağmen son ürün elde edilememiştir. Üçüncü numune ise, 40 tonluk bir yük altında şişirme ve ekstrüzyon metal deformasyonuna uğramış ancak son ürünün dış çeperinde uygulanan yükün tersi yönünde çapak meydana gelmiştir. Ø40 17.5 Ø30 31.1 Şekil 8. Değişik Boyutta Ön Şekilli Numunelerle U-Şekilli Dövme 3.2 T-Şekilli Dövme U-Şekilli dövmede olduğu gibi üç ayrı boyutta numune hazırlanmıştır (Şekil 9). Birinci numuneye 55 tonluk bir yük uygulanmasına rağmen kalıp boşluğu doldurulamamıştır. İkinci numune 40 tonluk yük altında kalıp boşluğunu doldururken, üçüncü numune 26 tonluk bir yük uygulanarak elde edilmiştir. Ø40 12.5 Ø30 22.2 Ø20 50 Şekil 9 Değişik Boyutta Ön Şekilli Numunelerle T-Şekilli Dövme 250

3.3 Konik-Şekilli Dövme Konik şekilli son ürünü elde edebilmek için yine üç ayrı boyutta numune hazırlanmıştır (Şekil 10). Birinci numuneye 55 tonluk bir yük uygulanmasına rağmen, deformasyon ekstrüzyon şeklinde olduğundan, konik şekil elde edilememiştir. İkinci numuneye 35 tonluk bir yük uygulanmış ancak, konik şeklin üst tarafı kalıp boşluğunu tam olarak doldurmamıştır. Üçüncü numunede ise 24 tonluk bir yük konik şeklin elde edilebilmesi için yeterli olmuştur. Ø40 12 Ø30 22.3 Ø25 32.1 Şekil 10. Değişik Boyutta Ön Şekilli Numunelerle Konik-Şekilli Dövme 4. KALIP GEOMETRİSİ AutoCAD ortamında çizilen ürün geometrisi DXF formatına çevrilerek çıkarım mekanizmasında nesnelerin başlangıç ve bitiş koordinatlarını tabloya aktarmaktadır. Aşağıdaki Tablo 2 de DXF dosyası tabloya aktarılan konik-şekilli ürünün unsur bilgileri görülmektedir. Tablo 2. Konik-Şekilli Ürünün Unsur Bilgileri Şekilde dövülemez alanın bulunmaması nedeniyle, programın geometri modülünü çalıştırmaya gerek kalmamaktadır. Dövme yükünün belirlenebilmesi için ürün malzemesi olarak kullanılan alüminyumun akma gerilmesi ve yağlama şartları girildiğinde aşağıdaki değerler edilmiştir. Deneylerde kullanılan alüminyumun akma gerilmesi σ = 120+ 161ε 0.95 251

U ve T-Şekilli Ürün (Şekil 11) Hesap edilen dövme yükü Hesap edilen sürtünme yükü Toplam dövme yükü Deneysel sonuç : 226 194.67 N : 62 684.90 N : 288 879.57 N : 260 000.00 N Konik-Şekilli Ürün (Şekil 12) Şekil 11. U ve T-Şekilli Ürün için Dövme Yükü Hesap edilen dövme yükü Hesap edilen sürtünme yükü Toplam dövme yükü Deneysel sonuç : 226 194.67 N : 40 846.40 N : 267 014.10 N : 240 000.00 N Şekil 12. Konik-Şekilli Ürün için Dövme Yükü Deney sonuçları ve program sonuçları, sürtünmeden kaynaklanan dövme yükünün dövme yüküne oranının %15 ile %35 arasında değiştiğini göstermektedir. Programın dövme yükünü, %10-%20 kadar deneysel sonuçlardan daha fazla tahmin ettiği görülmektedir. Bu durum şekil karmaşıklık faktörü (shape complexity factor) ile açıklanabilmektedir. Mielnik [5], ampirik formüllerin metal deformasyonunda meydana gelen metal akışını dikkate almaması nedeniyle dövme işlemlerinde tam doğru sonucu veremeyebileceğini ifade etmektedir. Bu amaçla şekil karmaşıklık faktörünün kullanılması gerektiğini ve bu faktörün 1.2 ile 12 arasında olduğunu belirtmektedir. Bu çalışmada yapılan deneyler ve elde edilen sonuçlara göre şekil karmaşıklık faktörünün 1.1 ile 2.5 arasında değiştiği görülmüştür. Dövme yükü, Elemantel Üst Sınır Teorisine (Upper Bound Elementel Technique) göre ürünün, bilinen temel bölgelere bölünmesi (Şekil 13, Şekil 14), her bir bölge için gerekli yükün hesap edilmesi ve bu yüklerin toplanması ile toplam dövme yükü bulunmuştur. Her bir bölge dövme yükü hesabında şu formül kullanılmaktadır [12] : 252

= π 2 2 R P R σ 1 + m 3 3 A İçeri Akım Dışarı Akım 1 Dikdörtgen 2 3 5 7 Üçgen Dış Bükey İç Bükey 4 6 8 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 70 71 72 73 75 74 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 69 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 4 1 5 6 7 3 2 Şekil 13 Temel Bölgeler Şekil 14 Ürün Geometrisinin Temel Bölgelere Ayrılması Dövme yükü belirlendikten sonra meydana gelecek gerilimin hesap edilmesi, kalıp ve sıkma halkasının boyutlarının belirlenmesi gerekmektedir. Kalıp malzemesinde meydana gelen gerilme, dövme sırasında yüksek düzeydeki iç basınçtan kaynaklanmaktadır. Kalıp cidarında meydana gelen basınç tüm yüzeyde ve dövme işlemi boyunca sabit değildir.bu amaçla malzeme bilgilerinin girilebilmesi için hazırlanan tablo, Şekil 15 te görülmektedir. Kalıp iç geometrisi ve sıkma halkasının ölçülerinin belirlenmesi de kalıp tasarımında çok önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada Lame denklemlerinden [9] yararlanılarak kalıp ölçüleri parametrik hale getirilmiştir. Şekil 15. Malzeme Bilgisi Giriş Menüsü Hesap edilen değerlere göre ise kalıbın olması gereken geometrik şekli çizilerek, kalıbı oluşturan her bir parçanın boyutları kullanıcıya sunulmaktadır (Şekil 16) 253

Şekil 16. Kalıp Montaj Resmi 5. SONUÇ Dövme yöntemiyle imalat, geniş bir bilgi birikimi gerektirdiğinden imalatın her aşamasında bu bilgilerin değerlendirilmesi ve sisteme entegre edilmesi gerekmektedir. Geliştirilen sitemdeki bilgi tabanı ve kurallar, oluşturulan algoritmadan ayrı olduğundan yeni kuralların eklenilmesi veya çıkartılması programdan bağımsız bir şekilde yapılabilmektedir. Makalenin hacmi göz önüne alınarak bu çalışmada kullanılan hesaplamalara ilişkin detaylar verilmemiş, detaylar için ilgili kaynaklara atıfta bulunularak sadece karar destek sisteminde kullanılan faktörler açıklanmıştır. Kalıp tasarımı büyük ölçüde, bu alanda faaliyet gösteren deneyimli kişilerin tecrübelerine dayanarak yapıldığından karar destek sistemi olarak uzman sistem kullanılmıştır. Dövülebilir geometri, dövme yükü, malzeme ve kalıp geometrisi dört ana çatıyı oluşturmaktadır. Her bir çatı ise kendi bünyesinde alt çatıları barındırmaktadır. Kalıp ve sıkma halkalarının malzemesinin seçimi için çok geniş bir malzeme veritabanı oluşturulmuştur. Oluşturulan bu veritabanı uzman sistem mantığı içerisinde hareket etmektedir. Dolayısıyla sadece bu çalışmada değil, malzeme seçimi gerektiren tüm çalışmalarda kullanılabilecek bir yapıya sahiptir. Meydana gelen yük ve gerilim değerlerine göre en uygun kalıp malzemesinin seçilmesi bu veritabanı kullanılarak gerçekleştirilmektedir. 6. KAYNAKÇA [1] LIANG, Ting- Peng ve HUNG, S.Y., "DSS and EIS Applications in Taiwan" Information Technology & People, 10(4), 303-315. (1997) [2] Şenalp, Z.A., Kaftanoğlu, B., Metal Şekillendirme Alanında kullanılan Çözüm Yöntemleri, Makine Tasarım ve İmalat Dergisi, C:3, S:5, (2000) [3] Lin, Y.T., Wang, J.P. A new Upper Bound Elemental Technique Approach to Axisymmetric Metal Forming Processes. Int. J. of Machine Tools Manufacture, V.33, N.2. (1993). [4] Lee, J.H., Kim, Y.H., Bae, W.B. A Study on Flash and Flashless-Precision Forging by the Upper Bound Elemental Technique. Journal of Materials Processing Technology, V.72. (1997). [5] Mielnik, E.M. Metalworking Science and Engineering. McGraw-Hill, Inc. (1991). [6] Oyekanmi, B.O., Bramley, A.N. Osman, F.H. The Validation of the Upper Bound Elemental Technique (UBET) in the Prediction of Strain Distributions in Forgings. Journal of Materials Processing Technology, V.30. (1992). 254

[7] Bramley, A.N. UBET and TEUBA: Fast Methods for Forging Simulation and Preform Design. Journal of Materials Processing Technology, V.116. (2001). [8] Sadeghi, M.H. Precision Forging Axisymmetric Shapes, Straight and Helical Spur Gears. Ph.D. Thesis, University of Birmingham. (1989). [9] Kim, H., S., Im, Y.,T. Expert System for Multi-Stage Cold-Forging Process Design with a Re-designed Algorithm, Journal of Material Processing Technology. V.54, 271-285. (1995). [10] Sofuoğlu, H., Gedikli, H., Determination of Friction Coefficient Encountered in Large Deformation Processes, Tribology International, V.35, 27-34, (2002). [11] Male, A.T., DePierre, V., Saul,G., The Validity of Mathematical Solutions for Determining Friction from the Ring Compression Test, J. of Lubr. Tech., V.96, 389-397, (1972) [12] Yılmaz, N.F., Eyercioğlu, Ö., Application of UBET in the Prediction of Forging Load for Axisymmetric Forging, Int. J. Advanced Manufacturing Systems, V.6, I.1, 1-11, (2003). [13] Yılmaz, N.F.,Eyercioğlu, Ö., Dereli, T., Computer Aided Determination of Forgeable Geometry for Near Net Shape Axisymmetric Forging, 2 nd Int. Conf. and Exhibition on Design and Production of Dies and Molds, Kuşadası, 2001. [14] Turban, E., Decision Support and Expert Systems, Mc-millan Pub., USA, 1990. 255