TALAŞSIZ  İMALAT

METALLERİN ŞEKİLLENDİRİLMESİ

Metalik özelliklerden biri olan şekillendirme, metallerin endüstride geniş kullanım alanı bulmasının nedenlerinden biridir. Diğer özellikleriyle birleşince kolay şekillendirilebilen metaller, zor biçimlendirilebilenlere göre tercih edilir. Metallerin az ya da çok, kolay ya da zor biçimlendirilmeleri endüstri için önemlidir. Kolay biçimlendirilebilen, kolay kesilen, bükülen madensel malzemeler, üretim maliyetlerini olumlu bir şekilde etkiler. Metallerin işlenmesi ve endüstriyel ihtiyaçlara cevap verecek biçime getirilmesi sıcak veya soğuk olarak yapılabilir. Soğuk olarak işlenmeleri metalin oda sıcaklığında olması anlamını taşır. Sıcak biçimlendirmede ise metalin ısıtılması yani tavlanması söz konusudur. Örneğin, çelikler 721°C ile 1147°C arasındaki değerlerde ısıtıldıklarında tavlanmış olur. Bu sıcaklık değerleri içerisinde biçimlendirilirlerse sıcak, bu sıcaklıklar altında biçimlendirilirlerse soğuk şekillendirilmiş olur.

Çok sayıda metal şekillendirme işlemi, metallerin büyük ölçüde plastik şekil değiştirme yapabilmeleri ile mümkün olmaktadır. Bu işlemlerin en ilkeli, çekiçle döverek şekillendirmektir. Çekiç, demircinin kullandığı çekiçten, tonlarca ağırlıktaki metal parçalan şekillendirmesinde kullanılan büyük mekanik preslere kadar çeşitli büyüklüklerde olabilir. Miller, tekerlekler, türbin diskleri ve birçok parça böyle şekillendirilir.

TALAŞSIZ İMALAT

Talaşsız şekilendirme (imalat), iş parçasına uygulanan kuvvetler sonucu kalıcı şekil değişiklikleri yaratarak istenilen şekil ve boyutlarda parçalar üretme işlemine talaşsız şekillendirme denir. Metallerin plâstik deformasyonları, sıcak veya soğuk işlemlerde yapılabilir. Bir metalin plastik deformasyona olan uygunluğu endüstride çok önemlidir. Başlıca Talaşsız İmalat türleri, Döküm, Kaynak ve Plastik Şekil Verme  Presleme, Haddeleme, Derin Çekme, Sıvama, Bükme, Kaynak, Lehim, Yapıştırma, Perçinleme vb. dir.

Talaşsız şekillendirme yöntemleri sıcaklığa göre ikiye ayrılır;

1 - Sıcak Şekillendirme, malzemenin kristal sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklarda uygulanan şekillendirme yöntemidir. Malzemelerin bu şekil değiştirmede tuallenmesinden dolayı plastiklik özelliği artar. Şekil değiştirmeye karşı direnç azalır. Böylece malzemenin şekil değiştirmesi kolay olur. Sıcak şekillendirme yapabilmek için plastik özelliği iyi olan malzeme kullanmak şart değildir. Hatta sıcak şekillendirme daha çok şekil değiştirme direnci yüksek olan malzemelere uygulanır.

2- Soğuk Şekillendirme, Malzemenin kristal sıcaklığının altındaki plastik şekil değiştirmelerdir. Bir metalin biçimlendirmeye olan uygunluğu endüstride çok önemlidir. Soğuk biçimlendirme metalin yeniden billurlaşması sıcaklığı altında yapılır. Birçok durumda soğuk işlemlerin limitleri küçüktür çünkü metal gittikçe kırılma özelliğini arttırır ve bir noktada kırılmaya başlar. Bu duruma giren metalin tekrar soğuk işleme tabi tutulması için yeniden ısıtılıp soğutulması gerekir. Soğuk biçimlendirme esnasında metali meydana getiren taneler uzar ve şekilleri bozulur. şiddetli biçim değiştirmelerde ise mikroskop altında tanelerin seçilmesi çok güç olur. Soğuk biçimlendirilmiş bir parçanın dış yüzeyi düzgün ve sürtünmeden dolayı da parlak olur. Fakat bu yüzey, soğuk işlem esnasında serbest olarak meydana gelirse metalin iç yapısını meydana getiren her kristalin ayrı şekilde biçim değiştirmesi yüzünden kaba, düzgün olmayan bir şekilde olur.

Soğuk şekillendirme yönteminde biçimlendirme iç yapıda kaymalara neden olabilir. Malzemenin fiziksel özelliğinde değişmeler olur. Deforme olan kristal yapı şekil değiştirmenin ilerleyişini güçleştirir. Bu ilerleyiş hızı malzemelerin kimyasal, mekanik ve fiziksel özelliklerine göre değişiklik gösterebilir. Talaşsız şekil verme serbest ve kalıpta dövme-basma, ekztrüzyon, haddeleme, plastik boru imalatı, tel çekme ve saç işlemi gibi yöntemlerle uygulanır. Talaşsız şekil vermede en çok kullanılan makineler şunlardır: presler, giyotin makasları, çakalar ve kancalar (köşebent puntaları) dır.

PRESLER, iş parçasının şeklini basma etkisi ile değiştiren makinelerdir. Pres işçiliği daha kolaydır. Presler daha uzun süreli şekillendirme yapar. Preslerde uzun süreli maça kalıp teması ısı geçişi ve kalıbın yıpranmasını arttırır.

Eksantrik (Kranklı) Presler, daha büyük kurslar sağlayabilir. Basitliği dolayısıyla tercih edilir. Delme, kesme ve basit derin çekme işlemleri gerçekleştirilir. Çift kranklı da olabilir. İkinci krank başka bir başlığa hareket verir. Eksantrik ve Kamlı Presler, Kısa kurslar için yapılır. Kam mekanizması kurs sonunda bir bekleme sağlayabilir. Ütüleme denilen olay bu sayede sağlanır.

Vidalı Presler, basma ve yığma ile şekillendirme, bazı çekme işlemlerinde kullanılır.

Hidrolik Presler, kapasiteleri çok değişik ve oldukça yavaş çalışır. Kursun belli noktalarında, istenen hız ve kuvvet değerlerine, tutma süresini ayar edilebilir. Kapasitesi 35000- 50000 ton'a kadar olabilir. Mekanik preslerde kurs ayarlanan değerde sabittir. Kapasiteleri 10-10000 ton'a kadardır.

DÖVME, yumuşak çelikte (1200 ile 1300ºC) karbonlu sert çeliklerde (900 ile 1000ºC) de tavlanıp dövme yapılır. 400ºC sıcaklıklarda dövmek zararlıdır. Çelik gevrekleşir, kırılganlık artar ve çatlar. Çok fazla ısıtılır ise de çelik kaynar. Kısmen oksitlenir. Böyle hallerde çelik bir daha kullanılmaz.

Şahmerdan, dövmeden kullanılan çekiç makinelerine şahmerdan denir. Şahmerdan örs üzerinde bulunan iş parçası üzerine çekiç adı verilen kütleler indirilir. Çekiç iş parçası üzerine ya serbest olarak ya da ayrıca düşey bir kuvvetin örneğin; bir yay, buhar ya da hava basıncı kuvveti tesiri ile iner. Şahmerdanın özellikleri, vuruş şiddetinin ve sayısının ayarlanabilmesi, çekiç ve altlığına çeşitli dövme takımları ve kalıplar bağlanabilecek durumda olmasıdır.

Sonradan talaş alma işlemi gerektirmeyecek kadar biçimli ve karışık iş parçalarının dövülmesi kalıpla daha karlı olur. Bu iş için genellikle düşme şahmerdanlar kullanılır. İş parçasının biçimine göre boşluk açılmış dökme çelik veya dökme demirden, iki parçalı kalıp içinde tazyik edilerek malzemeye şekil verilir. Malzeme şahmerdanla darbeli olarak işleneceğinden çıkıntı üst kısımda olur. Kalıp çiftlerinin üst üste gelmesi için kavela ve delikler olup malzemenin taşması sağlanır. Taşma olması için malzeme hacmi bitmiş parçanın hacminden %15 daha fazladır. Kızgın malzeme kalıpta mümkün olduğu kadar az kalmalıdır.

Serbest dövme ve basma, iş parçasına örs, çekiç, pres ile uygulanan kuvvetle dövme, yığma tesiri altında şekil vermedir. Pahalı bir yöntemdir. Bununla beraber bu işlem sırasında malzemenim özellikleri iyileştiğinden bazı hallerde diğer şekil verme usullerine tercih edilir. Bu usulde imal edilecek parçanın mümkün olduğu kadar basit ve sayılarının az olması gerekir. Karışık şekilli parçaların bu nedenle imali güç bazen imkansızdır.

Kalıpta dövme yöntemi, serbest şekilde malzeme yalnız uzayarak veya yığılarak şekil değiştirir. Fakat kalıpla dövme ve basmada malzeme ayrıca yükselme hareketi de yapmaktadır. Kalıpla dövme ve basmada genel olarak fazla girintili ve çıkıntılı parçalar şahmerdanla yüzeyi düz ve pürüzsüz parçalar ise presle şekillendirilir. Kalıplar dövmede kullanılan takımlardır. Altlık veya kalıp tarzındadır. Altlıklar uzatma veya genişletme işlemlerinde şahmerdan örsü üzerine konur. Kalıplar ise iki veya daha çok parçalıdırlar

Kalıplar açık yarı açık veya kapalı olabilmektedirler. Açık kalıplarla basit ve kaba şekilli parçalar dövülür. Açık kalıplarda bir çubuğun orta kısmı kapalı kalıplarda uç kısmı şekillendirilebilir. Ufak çaplı perçin, cıvata ve vida başları gibi küçük iş parçaları özel preslerde soğuk olarak dövülürler. Şekil verme bir veya birkaç kademede de büyük hızla yapılır. Bazı hallerde kademeler arsında yumuşatma tavlamaları gerekebilir.

Soğuk dövme ile imal edilen iş parçalarının yüzeyleri çok düzgün ve ölçüleri tamdır. Kalıp malzemesinin seçiminde yukarıda sayılanların yanında iş parçasının malzemesi, dövme usulü, parça sayısı, kalıbın şekli ve büyüklüğü ve malzeme fiyatı gibi faktörlerinde göz önüne alınması gerekir. Dökme demir ve çelik, dinamik ve ani zorlanması olmayan pres kalıplarının yapımında kullanılır. Şahmerdan kalıpları ise dövme çelikten yapılır.

HADDELEME, metalik malzemelerin, merdane adı verilen ve eksenleri etrafında dönen silindirler arasından geçirilerek plastik olarak şekillendirilmesine "haddeleme" denir. Plastik sac iĢleme usulleri: Saçlar malzemenin cinsine ve kalınlığına göre sıcak veya soğuk işlenebilir. Tavlamayla malzemenin şekil değiştirme özelliği artar. Fakat belirli bir sınırdan sonra yüzey hacim oranı büyüdüğünden, çabuk soğumadan dolayı sıcak işlenmektedir.

KESME, Kesme ya da diğer bir deyimle makaslama, hareket eden iki kesme ağzı tarafından metalin ayrılmasıdır. Bir zımba ve buna uyan matris arasına konan bir sacın zımba ve matris arasında zorlanarak kesilmesine, "zımbalama" adı verilir. Kesmede bıçaklar birbirine doğru hareket etmeye başlayınca, sacın her iki yüzünde de tatbik edilen kuvvet dolayısıyla bir plâstik şekil değiş mi başlar ve kopma mukavemeti değerine erişilince kopma meydana gelir.

Makaslamada kesme ağızları arasındaki aralık önemli bir değişkendir. Uygun aralıkta kesme ağızlarında meydana gelen çatlamalar, metal kalınlığınca uzayıp tam ortada birleşerek, düzgün bir kesme ağzı meydana gelir. Fazla aralıkta kesme ağzı düzgün olmaz ve fazla kısım plâstik şekil değişimine uğradığı için de daha büyük kuvvete ihtiyaç olur. Sert ve gevrek malzemeler az plastik şekil değişimine uğrayabileceklerinden, aralık dar olmalıdır. Kesme sisteminde hareketli ağız ıstampa, sabit ağız matris üzerindedir Yukarıda da belirtildiği gibi, matris ve ıstampa arasındaki aralık sac kalınlığı ve sac malzemesinin fonksiyonudur. Sacların kesilmesinde kullanılan makaslar düz bıçaklı ve rulo bıçaklı olmak üzere iki grupta toplanabilir. Düz bıçaklı makaslara giyotin makaslar da denir. Bu makaslarda alt bıçak tablaya tesbit edilmiştir ve sabittir. Üst bıçak el veya ayak ile mekanik olarak tahrik edilir. Rulolu makaslarda alt ve üst bıçak daire şeklindedir. Her iki bıçakta da eğim olduğundan, kesme kuvveti küçüktür. E tip makaslarda parçalar bir eğri boyunca kesilir.

DERİN ÇEKME, Genellikle düz levha metallerden içi boş, dikişsiz kap veya değişik parçaların elde edilmesi işleminde kullanılan biçimlendirme şekli çekme olarak adlandırılır. Sac levhalardan kap şeklinde cisimler elde etmek için kullanılan en önemli usullerden birisi derin çekmedir. Çekme sırasında gerilmeler meydana gelir. Kullanılacak baskı plakası (Pot çemberi) ile çekme sırasında meydana gelen kırışıklıklar önlenir.

Çekme kalıplarını çekme sayısına göre;

1 - Sığ çekme, sadece bir tek çekme işlemiyle parça üretiminin gerçekleştiği kalıplardır.

2 - Derin çekme, birden çok çekme işlemiyle parça üretiminin gerçekleştiği kalıplardır. Derin çekmenin yapılış nedeni,  bir tek çekme işlemi ile istenen parçanın elde edilememesidir. Derin çekmeyi, parçanın derinliğini artırmak ve kesit ölçülerini küçültmek için yapılan tekrar çekme işlemi olarak da adlandırabiliriz.

İmal edilecek olan parçanın açılmış şekline uygun bir sac parçası çekme matrisi üzerine konur. Pot çember adı verilen bir bastırıcı sac levhayı tutar ve bir ıstampa sac parçasını matris deliğinden geçirerek, iş parçasının elde edilmesini sağlar. Derin çekme işlemi, malzemelerin plâstik olarak akışı sayesinde gerçekleştirilir. En basit çekme takımları, pot çembersiz olanlarıdır. Bunlar sadece çekme matrisi ve ıstampadan meydana gelir. Bu tip çekme tezgâhları sadece derinliği az olan parçaların imalâtında kullanılır.

Bu web sayfasındaki yazılı ve görsel bütün bilgilerin yayın hakları Hamit ARSLAN' a aittir. Hamit ARSLAN' ın yazılı izni olmaksızın kısmen veya tamamen alıntı yapılamaz, kopya edilemez, elektronik, mekanik, dijital, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemiyle çoğaltılamaz ve yayınlanamaz.


Facebook Twitter Google+ LinkedIn Pinterest Addthis