Döküm Metal işleme 1 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) METAL İŞLEMEDE KÜTLE ŞEK İLLEND İRME YÖNTEMLER İ 1. Haddeleme 2. Haddelemeyle İlgili Di ğer Şekil Verme Yöntemleri 3. Dövme 4. Dövmeyle İlgili Di ğer Şekil Verme Yöntemleri 5. Ekstrüzyon 6. Tel ve Çubuk Çekme 2 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Kütle Şekillendirme Ba şlangıçf o r m u s a ço l m a y ıp kütle olan metal parçaları şekillendirerek önemli şekil de ği şimine neden olan metal şekil verme i şlemleri Ba şlangıçf o rm lar ı: Silindirik çubuk ve kütükler, Dikdörtgen kesitli kütükler ve slablar ve benzer şekiller Bu yöntemler metale, istenen şekle do ğru plastik akmaya neden olmaya yeterli gerilme uygular So ğuk, ılık ve sıcak i şlemler halinde uygulanırlar 3 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Kütle Şekillendirmenin Önemi Sıcak i şlemede, önemli şekil de ği şiklikleri gerçekle ştirilir So ğuk i şlemede, şekil de ği şimi sırasında dayanım artar Az veya hiç atık olu şumu – bazı i şlemler net şekil veya net şekle yakın yöntemlerdir Parçalar, sonradan hiç veya çok az tala şlı i şlemeye ihtiyaç gösterirler 4 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Dört Temel Kütle Şekillendirme Yöntemleri 1. Haddeleme – slab veya levha, kar şılıklı merdaneler arasında sıkı ştırılır 2. Dövme – parça, kar şılıklı kalıplar arasında sıkı ştırılır ve şekillendirilir 3. Ekstrüzyon – parça, bir açık kalıp içinden geçecek şekilde sıkı ştırılarak açık kalıbın şeklini alır 4. Tel ve çubuk çekme – tel veya çubu ğun çapı, bir kalıp açıklı ğı içinden çekilerek azaltılır5 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Parça kalınlı ğının, kar şılıklı iki merdane tarafından uygulanan basınç kuvvetleriyle dü şürüldü ğü şekillendirme yöntemi Şekil 19.1 Haddeleme yöntemi (burada, yassı haddeleme). Haddeleme Parça akı ş yönü Parça Merdane 6 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Merdaneler Dönen merdaneler, iki temel fonksiyonu yerine getirir: Parça ve merdaneler arasındaki sürtünme ile, parçayı aralı ğa çeker Aynı anda, kesitini azaltacak şekilde parçayı sıkı ştırır 7 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Merdane Türleri Parça geometrisine dayanan: Yassı haddeleme – bir dikdörtgen kesitin kalınlı ğını azaltmakta kullanılır Profil haddeleme – kare kesit, örne ğin bir I-profil haline şekillendirilir Parça sıcaklı ğına dayanan: Sıcak haddeleme – büyük deformasyon miktarları gerekti ğinden, en yaygın türü So ğuk haddeleme – son şekle sahip saç veya levhalar üretir 8 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.2 Bir haddeleme tesisinde üretilen çelik ürünlerden bazıları Çelikten Mamul Hadde Ürünleri Ara haddelenmi ş form Son haddelenmi ş form İri kütük Yapısal şekiller Raylar Yassı kütük Levhalar, saçlar Bantlar Kütük Çubuk, filma şin9 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.3 Yassı haddelemenin yandan görünü şü. Burada önceki ve sonraki kalınlıklar, parça hızları, merdanelerle temas açıları ve di ğer özellikler gösterilmiştir. Yassı Haddeleme Diyagramı Merdane hızı Merdane yarıçapı Merdane basıncı Temas boyu 10 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Yassı Haddelemede Kullanılan Deyimler Draft = kalınlıktaki azalma miktarı f o t t d - = Burada: d = draft; t o = ba şlangıçkal ınlı ğı; ve t f = son kalınlık 11 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Yassı Haddelemede Kullanılan Deyimler Redüksiyon = ba şlangıç levha kalınlı ğının oranı cinsinden belirtilen draft o t d r = Burada r = redüksiyon 12 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Profil Haddeleme Parça, düz (dikdörtgen) yerine profil haline şekillendirilir Parçayı, istenen şeklin tersine sahip haddelerin arasından geçirerek gerçekle ştirilir Ürünlerden bazıları: I-kiri ş, L-kiri ş ve U-kanal gibi konstrüksiyon profilleri Demiryolu vagonları için raylar Yuvarlak ve kare kesitli çubuklar13 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Sıcak yassı haddeleme için bir haddehane. 14 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Hadde Tezgahları Ekipman büyük kütleli ve pahalıdır Hadde tezgahları düzenlemeleri: İkili – kar şılıklı iki merdane Üçlü – parça her iki yönde de merdaneler arasından geçer Dörtlü – altlık merdaneleri, daha küçük parça merdanelerini destekler Demet hadde tezgahı – küçük merdaneler üzerinde çoklu altlık merdaneleri Tandem hadde tezgahı – ikili hadde düzeni serisi 15 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.5 De ği şik hadde tezgahı düzenlemeleri: (a) ikili hadde tezgahı. İkili Hadde Tezgahı 16 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.5 De ği şik hadde tezgahı düzenlemeleri: (b) üçlü hadde tezgahı Üçlü Hadde Tezgahı17 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.5 De ği şik hadde tezgahı düzenlemeleri: (c) dörtlü hadde tezgahı. Dörtlü Hadde Tezgahı 18 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Çoklu altlık merdaneleri, daha küçük merdane çaplarına izin verir Şekil 19.5 De ği şik hadde tezgahı düzenlemeleri: (d) demet tezgah Demet Hadde Tezgahı 19 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Sırayla çalı şan bir seri merdane bulunur Şekil 19.5 De ği şik hadde tezgahı düzenlemeleri: (e) tandem hadde tezgahı. Tandem Hadde Tezgahı 20 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Di ş Haddeleme Di ş olu şturmak üzere, silindirik parçaların iki kalıp arasında haddelendi ği kütle şekillendirme yöntemi Cıvata ve ve vidaların seri üretimi için önemli ticari yöntem Di ş haddeleme makinalarında so ğuk i şleme ile uygulanır Di ş kesme (tala ş kaldırma) yöntemine göre üstünlükleri: Daha yüksek üretim hızları Daha iyi malzeme kullanımı So ğuk sertle ştirme (pekle şme) nedeniyle daha güçlü di şler ve daha yüksek yorulma direnci21 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.6 Tarak denilen yassı kalıplarla di ş haddeleme: (1) çevrim ba şlangıcı ve (2) çevrim sonu. Di ş Haddeleme Ba şlangıç parçası Sabit kalıp Hareketli kalıp Bitmi ş parça 22 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Halka Haddeleme Küçük çaplı ve kalın cidarlı bir halkanın daha ince cidarlı ve daha büyük çaplı bir halka formuna haddelendi ği şekillendirme yöntemi Kalın cidarlı halka sıkı ştırıldıkça deforme olan metal, halkanın çapının büyümesini sa ğlayacak şekilde uzar Büyük çaplı halkalar için sıcak i şleme yöntemi ve daha küçük halkalar için ise so ğuk i şleme yöntemi Uygulamaları: Bilye ve merdane yatak kılavuzları, demiryolu vagonları için çelik tekerlekler ve borular, basınçlı kaplar ve dönen makinalar için halkalar Üstünlükleri: malzeme tasarrufu, ideal tane yönlenmesi, so ğuk sertle ştirme yoluyla dayanım artı şı 23 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.7 Bir halkanın cidar kalınlı ğını azaltmak ve çapını büyütmek için kullanılan halka haddeleme: (1) i şlemin ba şlangıcı ve (2) tamamlanması. Halka Haddeleme Tespit merdanesi Kenar merdaneleri Ana merdane İlerleme 24 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Dövme Parçanın iki kalıp arasında sıkı ştırıldı ğı deformasyon yöntemi Metal şekillendirme i şlemleri arasında en eskisi; geçmişi yakla şık M.Ö. 5000 Bile şenler: motor krank milleri, biyel kolları, di şliler, moment kolları, uçak yapısal parçaları, jet motoru parçaları Ayrıca, temel metal endüstrisi, sonradan tala ş kaldırılarak son şekline ve boyutuna getirilecek büyük parçaların ba şlangıçtaki büyük formlarını elde etmek için dövmeyi kullanır25 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Dövme İşlemlerinin Sınıflandırılması So ğuk veya sıcak dövme: Sıcak veya ılık dövme – önemli oranda deformasyon gerekti ğinden ve parça malzemesinin dayanımını dü şürüp sünekli ğini arttırmak ihtiyacından dolayı en yaygın yöntem So ğuk dövme – üstünlü ğü: şekil de ği ştirme sertle şmesinden kaynaklanan artan dayanım Darbe veya preste dövme: Dövme şahmerdanı – bir darbe yükü uygular Dövme presi – yava ş basınç uygular 26 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Dövme Kalıplarının Türleri Açık kalıpta dövme – parça, malzemenin en az sınırlama olu şacak şekilde akmasını sa ğlamak üzere, iki düz kalıp arasında sıkı ştırılır Kapalı kalıpta dövme – kalıp, parçayı içine alacak bo şluk veya bölüm içerir Metalin akı şı, çapak olu şacak şekilde gerçekle ştirilir Çapaksız dövme – parça tamamen kalıp içinde şekillendirilir Fazladan çapak olu şmaz 27 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.9 Üç dövme türü: (a) açık kalıpta dövme. Açık Kalıpla Dövme Üst kalıp Parça Alt kalıp (sabit) 28 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.9 Üç dövme türü: (b) kapalı kalıpta çapaklı dövme. Kapalı Kalıpla Dövme Üst kalıp Çapak Parça Alt kalıp (sabit)29 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.9 Üç dövme türü: (c) çapaksız dövme Çapaksız Dövme Zımba ( Şahmerdan kafası) Parça Kalıp (sabit) 30 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Açık Kalıpla Dövme Parçanın iki düz kalıp arasında sıkı ştırılması Parçanın silindirik kesite sahip oldu ğu ve ekseni boyunca sıkı ştırıldı ğı basınç testine benzer Deformasyon i şlemi, parçanın boyunu kısaltırken çapını büyütür Yaygın adı, yı ğma veya yı ğma dövmesi’dir 31 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Sürtünmesiz Açık Kalıpla Dövme Parça iIe kalıp yüzeyleri arasında sürtünme olu şmaz ve homojen deformasyon olu şursa, bu durumda parça boyunca radyal akma üniformdur ve gerçek birim şekil de ği ştirme ifadesi: Burada h o = ba şlangıç boyu; ve h = sıkı ştırma sırasında herhangi bir noktadaki boy h = son de ğer h f oldu ğunda, gerçek birim şekil de ği ştirme maksimum de ğerinde olur h h o ln = ? olur. 32 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.10 Bir açık kalıpta dövme i şleminde ideal ko şullar altında, silindirik bir parçanın homojen deformasyonu: (1) parça orijinal boy ve çapındayken i şlemin ba şlangıcı, (2) kısmi sıkı ştırma ve (3) son şekil. Sürtünmesiz Açık Kalıpla Dövme33 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Sürtünmeli Açık Kalıpla Dövme Parça ve kalıp yüzeyleri arasındaki sürtünme, fıçıla şma etkisine neden olarak, parçanın yanal akmasını sınırlar Açık kalıpta sıcak dövmede bu etki, kalıp yüzeylerindeki ve kenarlarındaki ısı transferinin metali so ğutarak deformasyona direncini arttırması nedeniyle daha da baskın hale gelir 34 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.11 Fıçıla şma olarak adlandırılan durumu gösteren, açık kalıpta dövmede silindirik bir parçanın gerçek deformasyonu: (1) i şlemin ba şlangıcı, (2) kısmi şekil de ği ştirme ve (3) son şekil. Sürtünmeli Açık Kalıpla Dövme 35 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Açık Kalıpta Dövme Uygulamaları Şekil 19.13 Açık kalıpta dövme uygulamaları: (a) dı şbükey düzleme, (b) içbükey düzleme ve (c) kademeli dövme Üst kalıp Alt kalıp Parça Alt kalıp Üst kalıp Parça Üst kalıp Alt kalıp Ba şlangıçk al ınlı ğı Son kalınlık Kesikli çizgiler bir sonraki basıncı gösteriyor Aralıklı parça besleme 36 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Kapalı Kalıpla Dövme Parçanın, istenen şeklin tersine sahip kalıplar tarafından sıkı ştırılması Metalin kalıp bo şlu ğunun dı şında, kalıp plakaları arasındaki küçük bo şlukların içine do ğru akmasıyla çapak olu şur Çapa ğın sonradan budanması gerekir; ancak sıkı ştırma sırasında önemli bir fonksiyon üstlenir: Çapak olu ştukça sürtünme, metalin kalıp bo şlu ğunu doldurmasını sa ğlayacak şekilde, aralı ğa metalin daha fazla akmasına direnç gösterir Sıcak dövmede metalin akı şı, kalıp plakaları arasındaki so ğutma tarafından daha da sınırlanır37 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.14 Kapalı kalıpta dövmede i şlem sırası: (1) Ham parça ile ilk temasın hemen öncesi, (2) kısmi sıkı ştırma, ve (3) kalıp plakaları arasındaki bo şlukta çapak olu şmasına neden olan son kalıp kapanı şı. Kapalı Kalıpta Dövme Ba şlangıç parçası Üst kalıp Çapak Alt kalıp 38 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Kapalı Kalıpta Dövme Uygulaması Her adımda kalıp bo şluklarının ayrıldı ğı, genellikle çok sayıda dövme adımı gerekir Ba şlangıçad ımları, daha üniform deformasyon ve sonraki adımlarda istenen metalurjik yapı için metali yeniden da ğıtır Son adımlar, parçayı son geometriye getirir Kapalı kalıpta dövme, genellikle elveri şsiz ko şullar altında, becerikli operatör tarafından manuel olarak gerçekle ştirilir 39 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Üstünlükleri ve Sınırlamaları Kapalı kalıpta dövmenin dolu bloktan tala şlı i şlemeye göre üstünlükleri: Daha yüksek üretim hızları Daha az atık metal Daha yüksek dayanım Metalde olumlu tane yönlenmesi Sınırlamaları: Dar toleranslara sahip de ğildir Do ğrulu ğa ve istenen özelliklere ula şmak için genellikle tala ş kaldırma gerekir 40 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19-15. Parçadaki metal tane akı şının kar şıla ştırılması: (a) yüzey tala ş kaldırmalı sıcak dövme ve (b) tamamen tala ş kaldırarak olu şturulmuş. Şekil 19-16 (a) geleneksel ve (b) hassas dövmeyle elde edilen kesitler. (a)’daki kesikli çizgiler, geleneksel dövmeden sonra kesitin hassas dövmeye denk hale getirilmesi için, sonradan tala ş kaldırılması gereken bölümü göstermektedir. Çapak uzantıları Ayırma yüzeyleri41 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Çapaksız Dövme Parçanın, kalıp bo şlu ğunun çapak olu şmasına izin vermedi ği, koç ile kalıp arasında sıkı ştırılması Ba şlangıç parça hacmi, çok dar toleranslarla, kalıp bo şlu ğuna e şit olmalıdır Kapalı kalıpta dövmeye göre hassas i şlem kontrolü daha çok gerekir En çok, basit ve simetrik parça geometrilerine uygundur Ço ğunlukla hassas dövme i şlemi olarak sınıflandırılır 42 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.17 Çapaksız dövme: (1) parçayla ilk temastan hemen öncesi, (2) kısmi sıkı ştırma, ve (3) son darbe ve kalıbın kapanı şı. Çapaksız Dövme Ba şlangıç parçası Koç ( Şahmerdan zımbası) Bitmi ş parça Kalıp 43 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.18 Çift kalıpla çapaksız dövme: (1) parçayla ilk temastan hemen öncesi, (2) sıkı ştırma, ve (3) alt kalıbın itici fonksiyonu yaparak parçayı kalıptan çıkarması. Ba şlangıç parçası Koç (zımba) Kalıp Durdurucu Bitmi ş parça 44 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Dövme Çekiçleri ( Şahmerdanları) (Dü şüm Şahmerdanları) Parçaya darbe yükü uygular İki türü: Yerçekimi şahmerdanları–a ğır bir koç’un dü şen a ğırlı ğının sa ğladı ğı darbe enerjisi Güç şahmerdanları – koç, basınçlı hava veya buarh tarafından hızlandırılır Zayıflı ğı: darbe enerjisi, örs tarafından dö şemeye veya yapıya iletilir Genellikle kapalı kalıpta dövme için kullanılır45 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.19 Sa ğdaki konveyör ve ısıtıcı ünite tarafından beslenen dü şüm çekici ( şahmerdanı) 46 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.20 Kapalı kalıpta dövme için bir düşüm şahmerdanının detayları Dü şüm Çekicinin ( Şahmerdanının) Detayları Kafa (silindirleri içerir) Piston çubu ğu Gövde (çerçeve) Koç Örs 47 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Üst kalıp Alt kalıp Koç Ba şlangıç malzemesi 48 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Dövme Kalıpları Üst kalıp Ayırma yüzeyi Alt kalıp İç taraf e ğim açısı Dı ş taraf e ğim açısı İçkö şe (meme) Dı ş kö şe Çapak deposu Web Çapak E şik Kaburga Şekil 19-21 Dövmede, geleneksel kapalı kalıp için terminoloji 49 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Dövme Presleri Sıkı ştırma i şlemini gerçekle ştirmek için yava ş basınç uygular Türleri: Mekanik pres – tahrik motorunun dönme hareketini koç’un lineer hareketine dönü ştürür Hidrolik pres – koç’u hidrolik piston harekete geçirir Vidalı pres – koç’u vida mekanizması tahrik eder 50 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Yı ğma ve BaşŞ i şirme Çivi, cıvata ve benzer hırdavat ürünlerinin ba şlarının olu şturulmasında kullanılan dövme yöntemi Di ğer dövme i şlemlerine göre daha çok sayıda parça üretilir Başş i şirici veya başş ekillendirici denilen makinalarda so ğuk, ılık veya sıcak olarak gerçekle ştirilir Tel veya çubuk kütlesi makinanın içine beslenir; ucu şi şirilir ve daha sonra parça belirli uzunlukta kesilir Cıvata ve vidalarda sonradan di şleri olu şturmak için di ş haddeleme yapılır 51 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.22 Bir cıvata veya benzer hırdavat parçasında ba ş olu şturmak için yı ğma dövme i şlemi. Çevrimi olu şturan adımlar: (1) tel kütlesi durdurucuya kadar beslenir, (2) sıkı ştırma kalıpları kütle üzerine kapanır ve durdurucu ile durdurulur, (3) zımba ileri hareket eder, (4) ba şı olu şturmak üzere itilir. Yı ğma Dövme Durdurucu Zımba Sıkı ştırma kalıbı Besleme Tel kütlesi 52 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.23 Başş i şirme (yı ğma dövme) i şleminin a şamaları: (a) açık kalıpları kullanarak bir çivi ba şı olu şturma, (b) zımba tarafından olu şturulan yuvarlak ba ş, (c) ve (d) kalıp tarafından olu şturulan vidalar için iki yaygın ba ş türü, (e) zımba ve kalıp tarafından olu şturulan ta şıyıcı cıvata ba şı. BaşŞ i şirme (Yı ğma Dövme) Kalıp Zımba Parça (tel kütlesi)53 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Döner Kalıpla Çekme Parça kalıp içine itildikçe, radyal olarak döverek e ğim olu şturan döner kalıplarla gerçekle ştirilir Boru veya dolu çubuk kütlelerin çaplarını küçültmekte kullanılır Bazen borusal parçanın şeklini ve iç çapının ölçüsünü kontrol için mandrel gerekir 54 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.24 Dolu çubuk kütlelerin çapını dü şürmek için döner kalıpla çekme yöntemi; kalıplar dönerken parçayı ezer. Radyal dövmede, parça dönerken kalıplar parçayı ezecek şekilde sabit bir yönde kalır. Döner Kalıpla Çekme Ba şlangıççap ı Parça Besleme Kalıp Son çap 55 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Merdaneyle Dövme Şekil 19-26 Merdaneyle dövme 56 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Orbital Dövme Bu yöntemde deformasyon, aynı anda hem döndürülen hem de parçaya bastırılan konik şekilli bir üst kalıp aracılı ğıyla gerçekle ştirilir. Şekil 19-27 Orbital dövme. Deformasyon çevriminin sonunda, alt kalıp parçayı çıkarmak için yükselir57 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Budama Kapalı kalıpta dövmede, çapakların parçadan uzakla ştırılması için kesilme i şlemi Genellikle parça sıcakken yapılır; bu nedenle dövme istasyonuna ayrı bir budama presi dahil edilir Budama, ta şlama ve testere ile kesme gibi farklı yöntemlerle de yapılabilir 58 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.29 Kapalı kalıpta dövmeden sonra çapa ğı uzakla ştırmak için budama i şlemi (kesme yöntemi) Kapalı Kalıpta Dövmeden Sonraki Budama Kalıp Çapak Zımba Kesme kenarları 59 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Ekstrüzyon İstenen kesit şeklini elde etmek için parçanın bir kalıp bo şlu ğundan akmaya zorlandı ğı basınçlı şekillendirme yöntemi Yöntem, bir di ş macununun tüpten dı şarıya çıkması için sıkı ştırılmasına benzer Genel olarak ekstrüzyon, aynı kesite sahip uzun parçaların üretiminde kullanılır İki temel türü: Direkt ekstrüzyon Indirekt ekstrüzyon 60 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.30 Direkt ekstrüzyon. Direkt Ekstrüzyon Piston Silindir Kalıp Son parça şekli Parça kütü ğü61 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Direkt Ekstrüzyon Üzerine Yorumlar İleri ekstrüzyon olarak da adlandırılır Piston kalıp açıklı ğına yakla ştı ğında, kalıp açıklı ğından geçemeyen küçük bir kütük parçası kalır Kütükçük olarak adlandırılan bu fazla kısmın, ekstrüzyondan çıkan mamulün sonu kesilerek ayrılmalıdır Ba şlangıç kütük kesiti genellikle yuvarlaktır Ekstüzyon ürününün son şekli, kalıp açıklı ğı tarafından belirlenir 62 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.31 (a) İçi bo ş veya yarı bo ş kesit elde etmede direkt ekstrüzyon; (b) içi bo ş ve (c) yarı bo ş kesitler Boru ve Tüp Şekilleri Kalıp Son parça şekli Mandrel Parça kütü ğü Piston Çerçeve 63 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.32 (a) dolu kesit ve (b) içi bo ş kesit üretmek için indirekt ekstrüzyon İndirekt Ekstrüzyon Parça kütü ğü Kalıp Parçanın son şekli İçi bo ş piston Silindir Silindir Parça kütü ğü Kalıp Parçanın son şekli Piston 64 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) İndirekt Ekstrüzyon Üzerine Yorumlar Geriye ekstrüzyon ve ters ekstrüzyon olarak da adlandırılır İndirekt ekstrüzyonun sınırlamaları: İçi bo ş pistonun dü şük rijitli ği Ekstrüzyon ürünlerini parçadan çıkarken desteklemekteki zorluk65 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Ekstrüzyonun Üstünlükleri Özellikle sıcak ekstrüzyonda, de ği şik şekillerin olu şturulması mümkün Sınırları: parça kesiti tüm uzunluk boyunca üniform olmalıdır So ğuk ve sıcak ekstrüzyonda tane yapısı ve dayanım iyileştirilir Özellikle so ğuk ekstrüzyonda dar toleranslar mümkün Bazı uygulamalarda, hiç veya çok az atık malzeme 66 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Sıcak ve So ğuk Ekstrüzyon Sıcak ekstrüzyon – kütü ğün yeniden kristalle şme sıcaklı ğının üzerine ısıtılması Daha fazla redüksiyona ve daha karma şık şekillere izin verecek tarzda, metalin dayanımı dü şer ve sünekli ğiar t a r So ğuk ekstrüzyon – genellikle ayrık parçalar üretmekte kullanılır Darbeli ekstrüzyon terimi, yüksek hızlı so ğuk ekstrüzyonu nitelemede kullanılır 67 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Ekstrüzyon Oranı Redüksiyon oranı da denilen bu de ğerin tarifi: Burada r x = ekstrüzyon oranı; A o = ba şlangıç kütü ğünün kesit alanı ve A f = ekstrüze edilen profilin son kesit alanı Hem direkt hem de endirekt ekstrüzyona uygulanabilir f o x A A r = 68 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.35 (a) Direkt ekstrüzyonda kalıp açısının tanımı; (b) kalıp açısının piston kuvvetine etkisi. Ekstrüzyon Kalıplarının Özellikleri Silindir Kalıp açısı Kalıp Piston kuvveti (ve parça) Küçük ?’da yüksek sürtünme Büyük ?’da daha yüksek gereksiz i ş Optimum Kalıp açısı ( ?)69 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Kalıp Açısı Üzerine Yorumlar Küçük kalıp açısı–k al ıp ile kütük ara yüzeyindeki sürtünmeyi arttıran yüzey alanı büyüktür Yüksek sürtünme, daha büyük piston kuvvetlerine yol açar Büyük kalıp açısı – redüksiyon sırasında metal akı şında daha fazla türbülans Türbülans, gerekli piston kuvvetini arttırır Optimum açı, parça malzemesine, kütük sıcaklı ğına ve ya ğlamaya ba ğlıdır 70 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Ekstrüzyon Kalıbının Açıklık Şekli En basit kesit, dairesel kalıp açıklı ğıdır Kalıp açıklı ğının şekli, piston basıncını etkiler Kesit karma şık hale geldikçe, daha yüksek basınç ve daha büyük kuvvet gerekir Kesit şeklinin basınca etkisi, kalıp şekil faktörü K x ile açıklanabilir 71 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.36 Isı paneli için karma şık bir ekstrüzyon kesiti Karma şık Kesit 72 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Ekstrüzyon Presleri Ya yatay ya da dikey Yatay olanlar daha yaygın Ekstrüzyon presleri – ço ğu kez, özellikle uzun kesitlerin yarı sürekli direkt ekstrüzyonuna uygun olan hidrolik tahriklidir Mekanik tahrikler – daha çok tek tek parçaların so ğuk ekstrüzyonu için kullanılır73 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Ekstrüze Ürünlerdeki Hatalar Şekil 19-39 Ekstrüzyondaki bazı yaygın hatalar: (a) merkez bo şlukları, (b) borulanma, ve (c) yüzey çatlamaları 74 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Tel ve Çubuk Çekme Bir çubuk veya telin kesiti, bir matris (kalıp) açıklı ğı içinden çekilerek küçültülür Ekstrüzyona benzer; ancak çekmede parça matris boyunca çekilir (ekstrüzyon’da itilir) Çekmede çekme gerilmeleri uygulanmasına ra ğmen, basma da önemli rol oynar; çünkü metal, matris açıklı ğında geçerken sıkı ştırılır 75 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.40 Çukuk veya tel çekme. Tel ve Çubuk Çekme Ba şlangıçst o ğu Çekme matrisi Son parça boyutu 76 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Çekmede Alan Redüksiyonu Parçanın boyutundaki de ği şim genellikle alan redüksiyonuyla tanımlanır: Burada r = çekmede alan redüksiyonu; A o = parçanın orijinal alanı; ve A f = son parça o f o A A A r - =77 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Tel Çekme ve Çubuk Çekme Çubuk çekme ile tel çekme arasındaki fark, stok boyutundadır Çubuk çekme – daha büyük çaplı çubuk sto ğu Tel çekme – küçük çaplı stok – tel boyutunda 0.03 mm’ye kadar ölçüler mümkündür Mekanizması aynı olmasına ra ğmen, yöntem, ekipman ve terminoloji dahi farklıdır 78 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Çekme Uygulamaları ve Ürünler Çekme uygulaması: Genellikle so ğuk i şleme olarak gerçekle ştirilir Ço ğu kez yuvarlak kesitler kullanılır Ürünler: Tel: elektrik teli; çitler için tel blo ğu, elbise askıları ve alı şveri ş arabaları Çiviler, vidalar, perçinler ve yaylar için çubuk kütlesi Daha kalın çubuk blo ğu: tala ş kaldırma, dövme ve di ğer i şlemler için metal çubuklar 79 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Kalın Çubuk Çekme Tek kademede kesit küçültme olarak uygulanır - stok bir matris açıklı ğından çekilir Ba şlangıçst o ğu büyük çaplıdır ve düz bir silindirdir Parti tipi i şlem gerekir 80 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.41 Metal çubukların çekilmesinde kullanılan, hidrolik tahrikli çekme tezgahı. Kalın Çubuk Çekme Tezgahı Hidrolik silindir Araba Çekilen çubuklar Matris tutucu Ba şlangıç parçası Giri ş tablası Çıkı ş kıza ğı81 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Tel Çekme Toplayıcı tamburlarla ayrılmı ş, çoklu (genellikle 4 to 12) çekme matrislerini içeren sürekli çekme makinaları Her bir tambur (kapstan) sonraki matrise do ğru tel sto ğunu çekmek için uygun kuvvet sa ğlar Her bir matris, küçük bir redüksiyon olu şturur; böylece seri sonunda istenen toplam redüksiyona ula şılır So ğuk sertle şmeyi azaltmak için bazen matrisler arasında tavlama gerekir 82 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.42 Sürekli tel çekme. Sürekli Tel Çekme Ba şlangıçt e l s t o ğu (bobin formunda) Ya ğlama kutusu Çekme matrisi Kapstan tamburu (çoklu tel sarımlarını tutar) 83 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Bir Çekme Kalıbının Özellikleri Giri ş bölgesi – parça ve kalıbın aşınmasını önlemek için kalıp içine ya ğı besler Deformasyon – çekmenin olu ştu ğu konik şekilli bölge Silindirik kılavuzlama – son stok boyutunu belirler Çıkı ş bölgesi – yakla şık 30 °’lik (yarım açı) bir çıkı ş açısına sahiptir Matris malzemeleri: takım çelikleri veya semente karbürler 84 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Şekil 19.43 Yuvarlak çubuk veya telin çekilmesinde kullanılan çekme matrisi Çekme Kalıbının Detayları Giri ş Deformasyon Deformasyon açısı Çıkı ş Silindirik kılavuzlama 85 EÜT 231 Üretim Yöntemleri – Doç.Dr. Murat VURAL ( İTÜ Makina Fakültesi) Parçanın Çekmeye Hazırlanması Tavlama – sto ğun sünekli ğini arttırmak için Temizleme – çekme matrisi ve parça yüzeyinin hasarını önlemek için İşaretleme – çekme matrisine girebilmesi için ba şlangıç ucunun çapının küçültülmesi