Plastik Şekil Verme İmal usulleri - Plastik Şekil Verme ( giriş ) İMAL USULLERİ B PLASTİK ŞEKİL VERME GİRİŞ Tanımı • Bir katı cismin şeklini başka bir şekle dönüştürmek amacıyla uygulanan ve bu işlem sırasında cismin malzemesinde bileşim değişikliğine yol açmayan üretim yöntemlerine Plastik Şekil Verme yöntemleri denir. • P.Ş.V. yöntemlerinde malzemeye bir kuvvet uygulanması ile malzemenin kalıcı olarak şekil değiştirmesi sağlanır. PŞV Yöntemlerinin Sınıflandırılması Dövme Haddeleme Ekstrüzyon Çekme Kesme Bükme Derin Çekme Sıvama PŞV’Yİ ETKİLEYEN DEĞİŞKENLER 1-Bağımsız Değişkenler 2-Bağımlı Değişkenler • Başlangıç Malzemesi Kuvvet veya Güç İhtiyacı • Başlangıç Geometrisi Mamul Özellikleri • Takım Biçimi Çıkış Sıcaklığı • Sürtünme ve Yağlayıcı Yüzey Kalitesi • Başlangıç Sıcaklığı Boyut Hassasiyeti • Şekillendirme Hızı Malzeme Akışı • Şekillendirme Miktarı - Tecrübe - Deney - Modelleme Bağımsız değişkenler : • Mühendislerin doğrudan denetiminde olan genellikle seçilen ve işlemin kurgusuyla belirli hale gelen büyüklüklerdir. • Malzeme Yapısı : Malzemenin yapısı kimyasal kompozisyonu ile termo-mekaniksel proses geçmişine bağlıdır.Çeşitli mekanik ve ısıl işlemler neticesinde malzemenin mekanik özelliklerini değiştirmek mümkündür. Malzemenin mukavemeti ,sünekliği, kırılma şekli gibi deformasyon kabiliyetini belirleyen özellikleri malzeme yapısına bağlıdır. Metalik malzemelerde plastik deformasyonu etkileyen malzeme yapısı ile ilgili önemli faktörlerden birisi de tane boyutudur. Küçük taneli malzeme yüksek kırılma toklu ve süneklik özelliklerine sahip olmasına karşın plastik deformasyon için daha büyük enerji uygulanmasını gerektirir. Malzeme yapısında bulunan metalik olmayan oksit ,sülfür veya nitrür gibi kalıntılar genellikle plastik deformasyon kabiliyetini azaltırlar. Eğer kalıntılar çok küçük, küresel tanecikler halinde ,malzeme yapısında homojen olarak dağılmışlarsa zararsız olmaları yanında dispersiyon sertleşmesi ile malzemenin mukavemetinin artmasını sağlarlar. İş Parçası Başlangıç Geometrisi : Başlangıç malzemesinin şekli bir önceki proses tarafından dikte edilmektedir veya prosesci değişik şekillerden birisini seçebilir. Maliyet genellikle kararı etkiler. Malzemenin geometrik şekli deformasyon kabiliyetini önemli ölçüde etkiler. Başlangıç malzemesinin şekli uygun ölçülerde değilse gerilim dağılımı homojen olmaz ve mikro çatlaklar gibi çeşitli problemler ortaya çıkabilir. Takım veya kalıp geometrisi : Alet ve kalıp geometrisi büyük bir öneme sahiptir ve etkileri çok çeşitli şekillerde olabilir.Hadde merdanesi çapı ,saç şekillendirmesinde eğme açısı ,ekstrüzyon veya tel çekmede kalıp açısı ve dövme işleminde boşluk detayları gibi.Alet geometrisi metal akışını sağlayacağından ve akış şeklini tayin edeceğinden bir operasyonun başarısında fonksiyonu büyüktür. Sürtünme ve yağlama : Deformasyonda harcanan enerjinin yarısından fazlasının sürtünmeye harcandığı bilinmektedir.Yağlayıcılar aynı zaman soğutucu, ısıl bariyer, korozyon inhibitörü ve ayırıcı olarak da kullanıldığından seçimleri büyük bir dikkatle yapılmalıdır. İşlem Sıcaklığı : Çoğu malzeme özellikleri sıcaklıkla büyük oranda değişir, böylelikle sıcaklığın seçimi yada denetimi işlemin başarısı ya da başarısızlığını belirleyebilir. Operasyon hızı : Çoğu şekillendirme prosesi teçhizatı değişik hızlarda çalışabilmektedir. Proses hızı ve yağlayıcı verimliliği deformasyon için gerekli kuvveti ve ısı transferini etkilediğinden seçimi önem taşımaktadır. Deformasyon Miktarı : Bu parametre kalıp dizaynı tarafından belirlenebileceği gibi, haddelemede operatör tarafından da tayin edilebilir. Bağımlı değişkenler : • Kuvvet veya güç gereksinimi : Seçilen malzemeyi başlangıç biçiminden son biçimine; belirlenen yağlayıcı, takım geometrisi, işlem hızı, işlem başlangıç sıcaklığı kullanarak dönüştürmek için belli bir miktar kuvvet veya güç gerekir. Bağımsız değişkenlerin herhangi birindeki değişim kuvvet veya güç ihtiyacında bir değişime yol açar. • Ürünlerin Malzeme özellikleri : Başlangıçta özellikleri bilinen malzemelerin seçimi mümkündür ,ancak deformasyon ve sıcaklığın kombine etkisi altında bu özellikler değişime uğrarlar. Müşteriler için başlangıç malzemesin özelliklerinden ziyade sonuç ürünlerin özellikleri önem taşımaktadır. Bu yüzden deformasyon prosesi uyumlu malzemenin seçimi yanı sıra bu malzemenin özelliklerindeki değişimin derecesinin bilinmesi veya tahmin edilmesi gerekmektedir. Çıkış Sıcaklığı : Plastik deformasyonda kullanılan enerjinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür. Sıcak iş parçası soğuk aletlerle temasları esnasında ısı kaybederler. Aşırı ısınma neticesinde yağların yüzeyleri kaplayabilme kabiliyeti azalır ve parçalanarak ayrışırlar. Malzemenin termo-mekaniksel proses geçmişi metalurjik özelliklerini değiştirebilir. Bu nedenle proses süresince sıcaklığın kontrolü önemlidir. Yüzey kalitesi ve boyut hassasiyeti : İkiside ürün özellikleri olup proseslerin bazı özelliklerine ve malzemelerin orijinal (işlem öncesi) karakteristiklerine bağımlıdır. Metal akışının yapısı : Deformasyon prosesleri malzeme üzerinde dış gerilmeleri üretir. Malzemenin deformasyon şekli malzemenin ve prosesin karakteristiklerine bağlıdır. Özellikler deformasyon tarihçesine dayandığından kontrolü önem taşımaktadır. Müşteri ancak istenilen geometrik şekli ve özellikleri taşıyan yüzeysel ve iç hataları içermeyen ürünlerin üretilmesi halinde tatmin edilebilir Bağımsız ve bağımlı değişkenlerin ara etkileşimleri: • Tecrübe : Tecrübe uzun bir zaman dimini gerektirir ve spesifik malzeme, alet ve ürünle sınırlı olabilir. • Deney : Hatayı minimuma indirebilir, ancak pahalı olup uzun zamana gereksinim duyulabilir. Laboratuar testlerinde numune boyutu ve deformasyon hızları düşüktür. Yağlayıcı performansları, ısı transferi, numune boyutu ve gerinim hızı faklı olacağından malzemeler farklı şekilde davranabilirler. En geçerli deney aynı boyut ve hızlarda gerçekleştirilebilenlerdir. Bunun maliyeti ise oldukça yüksektir. Laboratuar deneyleri ile oldukça değerli bilgiler elde edilebilir, ancak pratik uygulamaya aktarırken çok dikkatli olunmalıdır. • İşlem modelleme : Burada probleme yaklaşımlar yüksek hızlı bilgisayar ve işleme ait bir yada bir çok matematiksel model aracılığı ile olmaktadır. Çeşitli bağımsız değişenler için sayısal değerler seçilir ve modeller yardımıyla bağımlı değişkenler hesaplanır.