Metallere Plastik Sekil Verme
GiRi5
Plastik sekillendirilmede malzeme kati halde, hacim deäi>ikliéine uéramadan, kristal
yam özelliklerini koruyarak
ve kWllma gibi herhangi bir süreksizlik yaratmadan
Sekillendirme
islemlerinde
kallCl olarak sekil deäi$irmektedir.
gereq olarak kallplardan yararlanllmaktadlr.
Plastik sekillendirmede malzemeyi süreksizlik yaratmadan Sekillendirebilmenin
(malzeme özellikleri) yam Sira gerekli kuvvet ve enerjinin de saélanmasl (mekanik
analiz) ve bunlann önceden belirlenebilmesi cok önemlidir.
MEKANiK
ESASLAR
Plastik sekil verme isleminde uygulanan gerilmeler kallplar vasltaslyla pargaya iletilir ve
gerilmelerin (gekme gerilmeleri pozitif, basma gerilmeleri negatif isaret almaktadlr)
malzemenin akma dayammlnl asmasl durumunda plastik sekil deéi}imi baslar.
Plastik sekil verme isleminde malzemeye gok eksenli gerilme hali etkimektedir. Bu
nedenle basit tek eksenli zorlama hali icin kullamlan analiz burada gegerli
olamamaktadlr.
Cok eksenli gerilme hali iqin yapllan analizlerde
sadece asal
gerilmelerin (en büyükten en kügüäe doéru 01 , 02 ve 03 olacak sekilde siralanan ve
kayma
gerilmeleri
iqermeyen
durum)
etkidiäi
varsayllarak
basitle$irmeye
gidilmektedir.
Böyle bir durumda akmamn baslayabilmesi icin gerilmelerin bazi kombinasyonlarlmn
"Akma Kriterleri" olarak tammlanan sartlarl saélamasl gerekmektedir
Metaller
icin iki önemli akma kriterinden
önemli ölcüde yararlamlmaktadlr:
Tresca (En Büyük Kayma Gerilmesi) kriteri: 01 - 03 = 00
Von Mises (Distorsiyon Enerjisi) Kriteri: (01 —02)2+ (02—03)2+ (03 ¯ 01)2_—2 002
02 (eekme)
(gekme)
Tresca
kriteri
V on
Kri
M
Plastik sekillendirme
siraslnda hacim sabitliäi korunmaktadlr.
Mekanik Olarak aqklamasu
I-JGyöndeki birim Sekil deäi9imi miktarlarlnln aritmetik
toplamlmn Sifir olmasl seklinde yapllmaktadlr.
El + €2 + E3= O
Yuvarlak parcalann cekilmesinde ve basllmasmdaki gibi eksenel simetrinin olmadläl zorlanma sekillerinde (farkll
doärultularda farkll gerilmelerin etkimesi ve/veya farkll sekil deäi;imlerinin
meydana gelmesi) efektif gerilme ve efektif
birim sekil deäi5imi deäerlerinin dikkate alinarak ;ekil deäi;imi analizlerinin yapllmasl gerekmektedir.
von Mises tarafindan
efektif gerilme 6:
efektif birim sekil deäi;imi
E:
Karma;lk zorlanmamn söz konusu Olduäu durumlarda
Tek eksenli simetrik
zorlamalar
Holloman Baälntlsl :
sonucu Olusan sekil deÉi5imIerinde
:
Efektif deéerler o yöndeki birim
sekil deéi'imi
degerlerine
ve gerilme
e;it olmaktadlr.
MALZEME
Mühendislik
DAVRANI$I
Uniform
gerilmesi:
uzama
Maksimum
Gercek Gerilme:
Kuvvet
Kopma veya
Plastik Bolge
Mühendislik
1-10
Birim
Sekil Deäi;imi:
Elastik Bolge (I-Icx»kekanunu)
Gergek Birim
Sekil Deäi;imi:
c = In —
= In(l+e)
0.2%
Offset
Birim Sekil De2isimi
Holloman
= K.gn
Kopma veya Klfllma
Plastik Bölge
Akma
BakintISI
1000
Noktast
10
Elastik Bölge
001
1.0
Gersek Birim Sekil Degi'imi, mm/mni
Gergek Birim Sekil De±isimi,
Basma durumunda ise, parcanln ilk yüksekliäinin ho ve son yüksekliäinin h olmasl halinde gercek birim sekil deäi5imi
c = In
Malzemelerin
elastik
zorlanma
6
Bu durumda
plastik ;ekil deäi;imini
basma birim *kil
deäi;imi
negatif deäer almaktadtr.
saälayan gercek gerilme deäeri "Akma Gerilmesi"
Sicak sekillendirme
soÉuk sekillendirme
6
Go
ideal Elastik
ideal Plastik
ideal Pekle;en
= K.cn
=
+ K.cn
olarak isimlendirilir.
Soäuk sekil deäi;iminin
homojen olmadläl bir kesitte
SICAKLlélN
Malzemelerin
gösterdiäi
ETKisi
mekanik davran19 stcakllkla deäi;mektedir.
ölcüt "Benzes Stcakllk" türetilmistir.
Metalik
veya kristal yaplya sahip malzemelerin
Benzes Slcakllk O ile I arasmda deäerler almaktadlr.
TG[K]
Te[K]
Sicakllän mutlak Sifir deäerine yakla;masl durumunda
benzes stcakllk da Sifir deäerine yakla;makta,
malzemenin ergime sicakllälna yakla;mast halinde ise benze; su:akllk bir deäerine yakla;maktadlr.
Soöuk
111k
Sicak
(0
(0.3 <
(0.3
< 0.3)
0.5)
0.8)
sicaklläln
Soäuk Sekillendirme
Tavlama
C..ekff* damm
40
(a)
deformasyona uöram1S
(c)
toparlanma
yeniden kristallesme
30
(d)
tane kabalasmasl
tane yams'
20
Topadarma
Maizeme soäuk sekillendirildiäinde
Tane 00yOmesi
Rekrist*zasyon
pekle;mektedir.
Soäuk deformasyonda
pekle;me
sonrasl ula911abilecek
gerilme (dayanlm) seviyesinin belirlenmesinde
Holloman
Baälntlsmdan yararlanllmaktadlr.
taneler
0030
0.020
Soäuk sekil deäi;imi sirasmda Olusan peklesme etkisinin yok
edilmesi
icin
malzemeye
yeniden
kristalle;me
tavl
0.010
600
uygulanmaktadlr.
Tavlüna
(eC)
703
111kSekillendirme
Benzes sicaklléln 0.3 ile 0.5 araliälndaki call}ma sicakllklarmda yapllan sekillendirme islemleri 111k
sekillendirme
olarak isimlendirilir.
Pekle;me
etkisinin
soguktaki
kadar hissedilmeyip
sünekliäin
de
soäuktakinden daha yüksek oldugu islemlerdir. Cok yaygln olarak kullanllmaylp daha gok özel durumlarda
yararlamlmaktadlr.
Soäuk sekillendirmedekinden
Soäuk sekillendirme
k Sekillendirmenin
111
Avantajlan:
gereksinimi
daha dü5ük kuvvet ve enerjiye ihtiyac duyulmasl,
sirasmda ara yumu;atma
(yeniden kristalle;tirme)
azaltmasl,
Cok hlzll pekle;en malzemelerin (Hadfield Celiäi gibi) tala;ll imalatl ve
sekillendirilmesinde
kolayllk saälamasl,
Daha karma;lk parcalartn sekillendirilmesinde
kolayllk saälamasl
tawna olan
Sicak Sekillendirme
•
Sicak sekillendirme,
gerceklestirilen
•
•
benze; sicaklläln 0.5 deäerinin
üzerinde ve yakla51k olarak 0.8'e kadar olan call;ma sicakllklannda
islemleri kapsar.
Yeniden kristalle;me yaylnma kontrollü bir proses Olup burada yaylnmanln katklswla dislokasyon yoäunluäu azalmakta,
dolaylsyla dayanm azallrken süneklik artmakta ve yam dislokasyon yoäunluäu azalan ve yeniden kristalle;en bir
görünüm almaktadlr. Böylece yeniden kristalle;me su:akllälmn üzerindeki sicakllklarda yapllan sekillendirme
i;lemlerinde
malzeme pekle;ememekte
ve süneklik önemli ölgüde artmaktadlr.
Slcakllk, malzemenin
duyulmaktadlr.
katklsyla
ve sekillendirme
slrasmda daha dü5ük kuvvetlere
ihtiyac
Stcak sekil deäi9imi slrasmda olu;an dislokasyonlar amnda ve dinamik olarak etkin olan yaylnmarun
yok olmakta
pekle;ememekte,
akma dayamnmnl dü;ürmekte
ve dislokasyon
sekillendirebilme
Sicak Sekillendirmenin
Avantajlan:
sawsl deformasyonla
kabiliyeti
birlikte
artamamaktadlr.
Bu nedenle
malzeme
artmaktadlr.
Bir defada pargaya büyük sekil deäi;imi verilebilmesi,
Daha dü;ük kuvvet ve enerjiye ihtiyag duyulmasl,
Malzemelerin daha yüksek sekillendirilebilirliäe
sahip
olmasl,
Pargarun dayammmn artmamasl
uygun özellikler göstermesi.
ve sonraki islemlere daha
DEFORMASYON
HIZININ
ETKisi
Sicak sekillendirmede pekle;me gercekle;emediäinden
pekle;me üsteli yakla$lk olarak Sifir deäerini almaktadlr. Bu
sekillendirme isleminde akma gerilmesine ula511dlktan sonra sekillendirmenin
basladlälm ve islem süresince akma
gerilmesinin bir daha deäi;mediäini göstermektedir (malzemenin ideal plastik davranlilnda Olduäu gibi). Ancak gene Slcak
sekillendirmede bir ba;ka faktörün malzemenin akma gerilmesini etkilediäi görülmektedir. Bu parametre "Birim Sekil
Deäi5imi HIZI" veya kisaca "Deformasyon HIZI" olarak bilinmekte ve birim zamandaki malzemede yaratllan birim sekil
deäi;imi miktanndaki deäi5iklik olarak tanmlanarak
a;aäldaki gibi ifade edilmektedir:
dt
Orneäin bir basit gekme veya basma deneyinde gecerli olan gercek deformasyon hlZl su sekilde tammlanmaktadlr:
Burada v kallbln veya makinenin
gekme veya basma islemi slrasmdaki parcaya göre baäll hlZ1m, h ise parcarun o andaki
boyu veya yüksekliäini ifade etmekte Olup birimi s-l 'dir (mm/s/mm).
a;aäldaki üstel ifade ile gösterilmektedir:
Burada C, malzemenin
malzemenin
söz konusu slcakllkta dayamm sabiti ve m ise yine o
söz konusu sicakllkta uygulanan
"deformasyon
hæma duyarllk
üstelidir".
200c
1.0
2.0
ao
0.1
1.0
10
102
103
104
HADDEMELE
DÖVME
Kütlesel Sekillendirme
EKSTRÜZYON
TEL, CUBUK
CEKME
Plastik 5ekil Verme
Yöntemleri
KESME
BÜKME
Sac Sekillendirme
DERiN
CEKME
DiGER YÖNT.
Kütlesel (Hacimsel) $ekillendirme i'lemleri
F
HADDELEME
Kaup
(Matr's)
CUBUK-TEL
CEKME
Sac Metal $ekillendirme i$lemleri
1. ADIM
Kesme
2. ADIM
Kahb'
Kesme
i*emi¯'NÄ
SAC KESME
Kesme
Pot Gemberi
Sac
Sac i.
DERiN CEKME
SAC BÜKME
Kütlesel (Hacimsel) $ekillendirme i'lemleri
HADDELEME
Baslangs Malzernesi
Haideleme
sonrasjnda
Kesitlee Sahip Profiller
Raylar
Merdane
pargamn hareket yonü
Levha ve Sæiar (rub)
is pargasi
Baslang.g
Malzemesi
Blum
Elde
Boyutlart
>
150x150
Kütük
> 50x50
Slab
> SOx250
mm
mm
mm
Edilen
Muhtelif
profiller
Cubuklar
Levha
ve Sadar
Giri'
kal•n119:
$1k"
Kaltnllj•:
Haddeleme
to
Miktan:
Redüksiyon:
R = hadde yanvapl
p = hæ:fde bwnC1
Yay•lma
Miktan:
Giris
Glkl'
L = temas uzunlugu
HaddelemeÖncesive SonraslKalinllklar
:
Hm:
Merdane
Temas
Htzlan,TemasAGIIan
to
Tejetsel
Yayl
Boyu:
Htz•:
Haddeleme
Düzenleri ve Tezgahlan
(a)
(b)
o
o
o
o
(c)
o
(e)
(a) ikili, (b) Üclü, (c) Dörtlü, (d) Alti Merdaneli (Salkm), (e) Tandem Haddeleme Düzenleri
Vida isi Haddeleme
i$ern gormü+ parqa
Ba$ang•c is pargas.l
Saba kallp
Hareketii kal•p
Cevrim Ba;langlcl
Cevrim Sonu
Halka
Avara
Haddeleme
hadde
Ana
Kenarlama
haddeleri
hadde
Ilerleme
Haddeleme
Disli haddeleme
belli özellikte disliler üretmek
icin bir soäuk i51em islemidir. Otomotiv
endüstrisi
bu ürünlerin
önemli bir
kulIanlC1s1dlr.Disli haddelemede düzenek vida disi haddelemeye benzer. Silindirik taslaäln veya diskin deforme edilen
unsurlarl vida disi haddelemede gibi spiral yapmadan ziyade eksenine paralel yönlenir. Di; haddelemenin talas
kaldlrmaya göre avantajlarl vida disi haddelemeye benzer. Bu avantajlar araslnda daha yüksek üretim hlzlarl, daha iyi
dayamm ve yorulma direnci ve daha az malzeme harcamml sayllabilir.
Haddelemevle
Delme
Ba91ang1Gsiindiri
Mandrel
Haddelemeyle
delme; kalm et kalinllkll
diki;siz
borular yapmak icin Ozel bir Sicak islem i;lemidir.
Bitmi9 boru
Dik$iz Boru Üretimi icin Manesman
DozeniKurulumu
Kütlesel (Hacimsel) $ekillendirme i'lemleri
DÖVME
ts Pargas
Sabit Kalip
AGIk Kalipta Dövme
Kapall kallpta capakll dövme
Kapall kallPta capakslz dövme
Kütlesel (Hacimsel) $ekillendirme i'lemleri
Istampa
i. Pargasi
(Tak02)
Kalip
Kütlesel (Hacimsel) $ekillendirme i'lemleri
CUBUK-TEL
CEKME
i. Pargast
(Filma.in)
Kaup (Matris)
Sac Metal $ekillendirme i$lemleri
1. ADIM
Kesme
2. ADIM
Kahb'
Kesme
i*emi¯'NÄ
SAC KESME
Kesme
Pot Gemberi
Sac
Sac i.
DERiN CEKME
SAC BÜKME