İmalat Yöntemleri - II Dövmenin Mekaniği İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 1 DÖVMENİN MEKANİĞİ Rijit tam plastik bir ideal malzeme sürtünmesiz şekilde dövüldüğünde ; Kuvveti Hesabı: İş Hesabı: Pekleşen bir malzeme ise kuvvet hesabı ; Toplam dövme işi ; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? h h 0 ak h h 0 h h 0 1 .h A 0 . 0 1 ak ak f dir. 1 1 0 1 0 1 0 1 1 . A . . A . . A A A . ) (k . ? ? ? döv f döv h döv f döv F k F A F A k F yaz ıazıl h h .ln V. ? W ? . V. ? W ise ifadesi iş hacimdeki Tüm ? . ? W ? . ? d? . mm .1 ? dw ifadesi iş hacimdeki birim .d ? ? dw bulunursa gidilerek miktar n deformasyo hacimdeki ziyade dan yol kuvvet ifadesi İş 1 0 ak topi ş ak topi ş ak iş ? 0 ak ? 0 3 ak iş ak iş x ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? . 1 1 ger ). . ( . n ? olur döv döv A K F A F ? ? ? h h ln . . . A 1 ? . h h ln . 1 ? . . . A ? . 1 ? . . . A 1 ? . . . A ? . A . . 1 0 0 0 n 1 0 n 0 0 n 0 0 1 n 0 0 n 0 0 . . . ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? m topi ş m topi ş topi ş topi ş ak topi ş h W n K n K h W n K h n K h W d K h W d V W ? ? ? ? ? Şekil değiştirme işi elde edilir.İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 2 Şayet dövülen parça dikdörtgen prizması şeklinde ise; Plastik şekil verme hesap yöntemlerinden “gerilme teorisi” esas alındığında Dövme gerilmesi: Malzeme pekleşen ise dövme gerilmesi: Dövme kuvveti: Şayet parça silindirik koordinatlarla verilmişse; Dövme gerilmesi: Malzeme Pekleşirse Dövme gerilmesi: h x a e / ) ( 2µ ak y ). ( - ? ? ? ? h x a e / ) ( 2µ ak y ). . 3 2 ( - ? ? ? ? ? ? olur. m ak m m sonucu integralin Bu ) . a / ) ( 2µ ak dx a y 2.a.w zamanda Aynı . µ 1 . 2.w.a. . - ( 2w ) - ( 2w 0 0 döv döv dx h x a döv döv F h a F e F F ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? h r R e / ) ( 2µ ak z ). -( ? ? ? ? h r R e / ) ( 2µ ak z ). . 3 2 ( - ? ? ? ? ) 3 2 1 .( ak h R m ? ? ? ? ?İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 3 Dövme kuvveti: PROBLEMLER Problem 1 Çapı 150 mm olan yüksekliği 100 mm olan silindirik bir parça oda sıcaklığında açık kalıpta dövülecektir. Dövülecek malzemenin mukavemet katsayısı K=103 kp/mm 2 dir. Pekleşme üsteli n=0,17 Sürtünme katsayısı µ=0,2 alınarak yükseklik 50 mm indiğinde dövme kuvveti ne olur? Çözüm : 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 m m . 2 2 buradan . 4 2 . 4 2 . . ve R ). 2 . . . ( h h d d d d R F h h h A h A V V ım hesaplayal i döv için parçalar Silindirik ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? bulunur. 4378 124 ). 2 / 124 50 . 3 106 . 2 , 0 . 2 1 . 97 / 97 ) 693 , 0 .( 103 ln ln z. yazabiliri formülünde 3 2 1 . 106 212 . 2 . 2 106 . 14 , 3 ( Buradan bulunur. 693 , 0 2 ln 50 100 . 50 100 150 2 2 17 , 0 ak 1 0 n ak ak 1 1 0 0 1 ? ? ton döv mm kp mm kp h R mm R mm F h h K k h h d d m f m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ...kp . m . 2 ? ? ? ? R F dövİMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 4 Problem 2 Çapağı dahil izdüşüm alanı A=19355 mm 2 olan çok karmaşık şekilli bir parça 10 000 tonluk bir preste dövülecektir. Parçanın minimum ve maksimum akma sınırları ne olabilir? Verilenler: ? = düzeltme katsayısı Parça şekli 3-5 Basit şekilli çapaksız 5-8 Basit şekilli çapaklı 8-12 Karışık şekilli Çözüm: bulunur mm kp mm kp 2 max ak 2 min ak max ak min ak 1 max ak 1 min ak 1 ak 1 ak 1 f / 5 , 64 / 43 000 000 10 000 000 10 F F F buradan F k F 19355.8 19355.12 . A döv . A döv için akma minumum ve Maksimum . A döv . A döv . .A döv ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 5 DÖVMEDE BAZI KAVRAMLAR 1. İZOTERMAL DÖVME Kalıbın iş parçası sıcaklığına kadar ısıtılması izotermal dövmedir. Pahalı bir yöntemdir. Titanyum ve Nikel gibi malzemeler dövülür.İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 6 2. ORBİTAL DÖVME Dövülecek olan malzemenin yörünge hareketi yapan bir üst kalıp ile rotasyon hareketi olmayan bir alt kalıp arasında dövülerek şekillendirilmesidir. Bu tür dövmenin avantajı nokta temaslı dövme işlemi yapıldığından gerekli olan dövme yükü diğer dövme çeşitlerine göre daha az olacaktır. ORBİTAL DÖVME ÖRNEK:İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 7 3. RADYAL DÖVME Genellikle soğuk, gerektiği zaman sıcak olarak 2 veya 4 tane çekicin radyal hareketiyle çubuk veya tüp şeklindeki parçaların (kademeli miller, tabanca tüfek namluları ve tüpler) dövülmesidir. g k (a) Swaging of tubes without a mandrel; not the increase in wall thickness in the die gap. (b) Swaging with a mandrel; note that the final wall thickness of the tube depends on the mandrel diameter. (c) Examples of cross-sections of tubes produced by swaging on shaped mandrels. Rifling (spiral grooves) in small gun barrels can be made by this process.İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 8 RADYAL DÖVME ÖRNEK DÖVME MAKİNALARI Hidrolik Presler: Bu preslerde koç hızı nispeten düşüktür. 0,06-0,30 m/s ve strok boyunca hız sabit kalır. Hem açık hem kapalı kalıplarda kullanılırlar.Günümüzde en büyük hidrolik presin kapasitesi ? 80 000 ton dur. 5000 TON 6500 TON 10000 TONİMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 9 Hidrolik Preslerle yapılan soğuk dövme örnekleri Mekanik Presler:Kranklı veya eksantrikli olabilir. Koç hızları strok boyunca değişkendir. Alt ölü noktada yük çok yükseldiğinden aşırı yük emniyeti tertibatı olmak zorundadır. Koç hızları 0,06-1,5 m/s arasında ve en büyük mekanik pres 12 000 tonluktur. 5-150 TON 5-150 TONİMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 10 Vidalı Presler: Kare dişli çok büyük adımlı bir vida sistem içinde serbestçe döner. Bir mile bağlı iki disk vardır.Milin ucuna volan bağlanmıştır. Kare vida ucundaki disk sürtünme ile kendisine dik olan iki diske inme ve çıkma durumuna göre sürterek aşağı yukarı iner çıkar.Koç hızları 0,6-1,2 m/s arasındadır.Türbin kanadı gibi hassas parçaların dövülmesinde kullanılır en büyük vidalı pres 160 MN ? 17 000 ton dur.İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 11 Çekiçler (Şahmerdanlar): En ucuz dövme makineleridir. Koç hızları 3-9 m/s arasında değişir. Ağırlık düşmeli çekiç, Güç düşmeli çekiç, karşı vuruşlu çekiç ve pnömatik çekiç tipleri mevcuttur. En çok kullanılan dövme makinesidir. Günümüzde maksimum çekiç kapasitesi ? 120 ton dur. Pnömatik Çekiç (Şahmerdan): Vidalı Pnömatik Pres: İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 12 DÖVME KUSURLARI 1. Hammaddeden gelen kusurlar: a. Katmer Kusuru:İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 13 b. Gereğinden fazla malzeme(?V): c. Gözenek (porozite) kusuru: Dövme ile yalnızca bu kusur düzeltilebilinir. d. Kalıntı (inclusion) kusuru: İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 14 d. Kalıntı (inclusion) kusuru: 2. Kalıp Tasarımından Gelen Kusurlar a. Keskin Köşe Kusuru İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 15 a. Keskin Köşe Kusuru b. Fazla hammadde dar kalıp alanı kusuruİMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 16 c. İkincil çeki gerilmeleri sebebiyle çatlak oluşumu Çaresi iç bükey kalıp kullanmak 3. Isıl İşlemden Kaynaklanan Kusurlar a) Tufal Oluşumu: Dövme işleminden önce tufal mutlaka giderilmelidir. b) Dekarbürizasyon (Karbonsuzlaşma): Karbon kaybına uğrayan tabaka dövme sonrası talaş kaldırılarak giderilecekse sorun olmaz.İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 17