ENJEKSYON KALIP TASARIMI VE MUKAVEMET HESAPLARI
Grkem ZELK
Haziran, 2004 ZMR
ENJEKSYON KALIP TASARIMI VE MUKAVEMET HESAPLARI
Dokuz Eyll niversitesi Fen Bilimleri Enstits
Yksek Lisans Tezi Makina Mhendislii Blm, Mekanik Anabilim Dal
Grkem ZELK
Haziran,2004 ZMR
Yksek Lisans Tezi Snav Sonu Formu
Grkem ZELK, tarafndan Prof. Dr. Onur SAYMAN ynetiminde hazrlanan
Enjeksiyon Kalp Tasarm Ve Mukavemet Hesaplar balkl tez tarafmzdan okunmu, kapsam ve nitelii asndan bir Yksek Lisans tezi olarak kabul edilmitir.
Prof. Dr. Onur SAYMAN
Ynetici
Prof . Dr. Ramazan KARAKUZU Yrd. Do. Dr. Mustafa TOPARLI
Jri yesi Jri yesi
Prof.Dr. Cahit HELVACI
Mdr
Fen Bilimleri Enstits
I
Projenin hazrlanmas srasnda bilimsel bilgilerini paylaan ve yardmlarn
esirgemeyen tezin yneticisi Sayn Hocam Prof. Dr. Onur SAYMANa , bilimsel
veri toplama ve aratrmalarm srasnda aktif olarak altm irketlerdeki
arkadalarmn bana verdii destee, zerimde byk emekleri olan ve konum ile
ilgili ilerlememe destek veren tm yneticilerime, bu sektre girmemi salayan
Sayn Mehmet ERBERe , bana ok deerli zamann ayran ve fikirleriyle tezim de
ilerlememi salayan Sayn Hocam Yrd. Do.Dr. nar YENye , benden desteini
esirgemeyen sevgili eim Yurdanur ZELKe teekkr ederim.
Bugne dek sahip olduum her eyi borlu olduum, maddi ve manevi
desteklerini benden esirgemeyen babam Zeki ZELK, annem Aynur ZELK,
kardeim Grkan ZELKe kranlarm sunarm.
Grkem ZELK,zmir 2004
TEEKKR
II
Bu almada, yksek basnl enjeksiyon tezgahlarnda alminyum alam
kullanlarak dkm yapan bir kalp tasarlanmtr.
ncelikle sektr hakknda genel bilgi verilmi daha sonra bir braket paras ele
alnarak bu parann kalp tasarm yaplmtr. Tasarma etki eden faktrler ayrntl
olarak incelenmitir. Tasarm hzlandracak ve kolaylatracak baz pratik bilgiler
verilmi ve bu bilgilerin doruluu kontrol edilmitir.
Yksek basnl tezgahlarda dkm yapan kalplardan salam ve kaliteli para
elde etmek iin en nemli etkenlerden biri olan yolluk tasarm ayrntl olarak
incelenmitir. MAGMA SOFT program yardmyla analizleri yaplm ve dizayn
dorulanmtr. Sorunlu kan baz blgelerin dzeltilmesi iinde gerekli olan
soutma sistemi zerinde durulmu ve eitli yntemler tavsiye edilmitir.
Son olarak ta kalp tasarmn ve imalatn kolaylatrmak iin ayrca tasarm
srasnda yaplabilecek hatalar engellemek iin, tm tasarm 3 boyutlu olarak
CATIA V5R9 program vastasyla modellenmitir.
Sonu olarak, bir sistem iinde tm bir tasarmn nasl yaplaca belirlenmi ve
rnek bir braket paras yardmyla bu tasarm sistematii takip edilerek kalp
tasarlanmtr.
ZET
III
In this study, a mould which casts with aluminium alloy in high pressure die
casting machine is designed.
Firstly, a general information about the aluminum moulding is given. Then, this
mould is designed via reference of a bracket part. Factors that affect design are
examined in details. Information to make the designing period quick and simple is
given and is validated.
Design of runner system which is the most important factor to make effective and
quality parts from the moulds that cast in high pressure die casting machines is
examined in details. MAGMA SOFT tool is used to analysis and verify the design.
Also cooling system is examined in order to correct some faults areas found after
analysis and some suggestions are advised.
Lately, all part of mould design is modeled in 3D model via CATIA V5R9
programme to easy design and manufacture of mould and to prevent design faults.
As a result, how to make the whole design for a system is determined and
following the same steps a mould to cast a bracket is designed.
ABSTRACT
IV
Sayfa Teekkr....I
zet......II
AbstractIII
indekilerIV
Tablo ListesiVII
ekil ListesiVIII
Simgeler..XIII
Blm 1
ALMNYUMA GENEL BR BAKI 1.1 Alminyum Tarihsel Geliimi 1
1.2 Alminyumun retimi.. 2
Blm 2
ALMNYUM ENJEKSYON KALIPLARI 2.1 Giri.. 5
2.2 Alminyum Enjeksiyon Kalplarnn alma Prensipleri... 6
2.2.1 Scak Kamaral Yntem le Dkm.. 7
2.2.2 Souk Kamaral Yntem le Dkm 7
2.3 Genel Ak Teorisine Bak. 9
2.3.1 Laminer Ak Tipi .. 10 2.3.2 Trblansl Ak Tipi . 10
2.4 Yksek Basnl Enjeksiyon Kalb Paralar 11
2.5 Enjeksiyon Kalb Dizayn. 14
NDEKLER
V
2.5.1 Para Gereklilikleri.. 15
2.5.2 Kalp Tasla. 18 2.5.3 Dklebilirlik almas... 24
2.5.4 Tezgah Seimi.. 26
2.5.5 Doldurma Oran Hesab 30
Blm 3
YOLLUK HESAPLARI
3.1 Kap Giri Kesiti.. 33
3.2 Ana Yolluk Kesitleri Hesab ve Tasarm 37
Blm 4
ISIL DAILIM 4.1 Giri43
4.2 Kalpta Isl Dalm44
Blm 5
DZAYNIN GZDEN GERLMES VE ANALZ 5.1 Braket Parasnn Yolluk ve Doldurma Analizi.55
Blm 6
KALIBIN DZAYNI
6.1 Para Ayrma Dzlemleri63
6.2 Aplik Boyutlar64
6.3 Blok Boyutlar.65
6.4 Soutma Sistemi..71
6.5 Maann Boyutlar...73
6.6 Maa Taycs Boyutlar...74
6.7 Eksenleme Sistemi..81
6.8 tici sistemi..84
6.9 Hava Cepleri ve Hava Tahliye Kanallar85
VI
Blm 7
SONU
7.1 Sonu87
KAYNAKLAR..88
VII
Tablo 1.1 Yllara gre alminyum retimi. 2
Tablo 2.1 Yksek basnl enjeksiyon kalplarnda kullanlan malzemeler... 13
Tablo 2.2 Para zelliklerine gre uygulanmas gerekli final basnlar ... 16
Tablo 2.3 Malzeme Standartlar . 16
Tablo 2.4 rnek tezgahlar ve kilitleme kuvvetleri. 30
Tablo 2.5 Farkl aplardaki doldurma oran... 31
Tablo 3.1 Et kalnlklarna gre doldurma zaman. 35
Tablo 3.2 Doldurma zaman hesaplamalar 36
Tablo 4.1 Yksek basnl dkmde kullanlan baz alminyum alamlarnn 1 kg
alam iin sl zellikleri 46
Tablo 4.2 Boru aplarna gre eper kalnlklar 53
Tablo 6.1 Para yzey alanlarna gre kolon aplar.. 84
Tablo 6.2 tici pim standart lleri ( DME).. 86
TABLO LSTES
VIII
ekil 1.1 Bayer Prosesi (Bhler) Almina eldesi 3
ekil 1.2 Alminyum elde edilmesi 4
ekil 2.1 Frommere gre kalp gznn dolumu............ 6
ekil2.2 a-Scak Kamaral Dkm Tezgah.... 7
ekil2.2 b-Scak Kamaral Dkm Tezgah almas... 7
ekil 2.3 a Yatay tipte yksek basnl souk kamara dkm tezgah... 8
ekil 2.3 b Yatay tipte yksek basnl souk kamara dkm tezgah almas.
. 8
ekil 2.4 Dikey tipte yksek basnl dkm tezgah. 8
ekil 2.5 Enjeksiyonda 3 faz... 9
ekil 2.6 Yollukta Laminer ak..... 10
EKL LSTES
IX
ekil 2.7 Yollukta Trblansl Ak... 11
ekil 2.8 Yksek Basnl Enjeksiyon Kalb Paralar.. 11
ekil 2.9 Braket paras grnleri... 21
ekil 2.10 Maa almas gereken blge... 22
ekil 2.11 Ayn ynde ekilebilir maal yolluk tasarm... 23
ekil 2.12 Farkl ynde ekilebilir maal yolluk tasarm. 23
ekil 2.13 Kalp ayrma isgisi... 24
ekil 2.14 Tezgah kilitleme ve ama kuvvetleri 27
ekil 2.15 Kalp projeksiyon alan.. 28
ekil 2.16 Tezgah hidrolik sisteminin yaratt basncn , kalp kovanna iletilmesi
. 28
ekil 2.17 Maa taycsna etkiyen kuvvetler... 29
ekil 2.18 Kovan ve piston. 31
ekil 3.1 Kap giri kesitinden sonra parada alminyumun ilerlemesi. 34
ekil 3.2 Braket paras kap giri yerleri ve kesitleri 38
ekil 3.3 Kap giri kesiti ve besleyici blgenin hesaplanmas.. 39
X
ekil 3.4 Ani dnlerde meydana gelen yapmalar 41
ekil 3.5 Daha byk radsler ile dnler 41
ekil 3.6 Dnlerde kesitlerde yaplacak byltmeler.. 42
ekil 3.7 Kap giri kesitleri ve ana yolluk hesaplamalar.. 43
ekil 4.1 Ak Tipleri. 50
ekil 4.2 Soutma sisteminin yerleimi. 53
ekil 4.3 a Lamelli Soutma Tpleri ; ya kullanlan sistemlerde C= 35-40, su
kullanlan sistemlerde C= 50-60 mm olmaldr... 54
ekil 4.3 b Helzon Soutma Tpleri ; ya kullanlan sistemlerde C= 35-40, su
kullanlan sistemlerde C= 50-60 mm olmaldr... 55
ekil 5.1 Para, yolluk modellerinin Magma Soft programnda boyutlandrlmas..
. 57
ekil 5.2 Doldurma zaman. 58
ekil 5.3 Scak birleme yzeyleri.. 59
ekil5.4 Katlama zaman.................. 60
ekil 5.5 Prozite blgeleri... 61
ekil 5.6 Parada proziteli blgeler... 62
ekil 5.7 Parada proziteli blgeler... 62
XI
ekil 5.8 Prozitelerin derinliklerinin incelenmesi... 63
ekil 5.9 Prozitelerin derinliklerinin incelenmesi... 63
ekil 6.1 Braket paras kalp ayrma izgisi.. 65
ekil 6.2 Aplik Boyutlarnn belirlenmesi.. 66
ekil 6.3 Hareketli apliin 3D modellenmesi. 67
ekil 6.4 ItalPress 1350 Ton tezgah plakas lleri.. 69
ekil 6.5 Hareketli Blok lleri 70
ekil 6.6 tici plaka alma blgesinde, blokta oluan kme... 71
ekil 6.7 Hareketli aplikte soutma sistemi 73
ekil 6.8 Sabit aplikte soutma sistemi.. 74
ekil 6.9 Maann aplikte yataklanmas iin (2-30) a verilmesi ve soutma
sistemi . 75
ekil 6.10 Maa taycs, Kilitleme kamas ve Boynuz milinin konumu. 76
ekil 6.11 Maann yataklanmas iin maa taycnda boaltma yaplr. 77
ekil 6.12 Maa taycsnn boyutlandrlmas 77
ekil 6.13 Maann ve maa taycsnn montajl hali 78
XII
ekil 6.14 Maa taycsnn lleri 78
ekil 6.15 Blokta ve maa taycsnn yerleimi.. 79
ekil 6.16 Hareketli blokta maa taycs ve kzak yuvalar... 80
ekil 6.17 Maa taycsn, merkezleme ve yataklama grevi yapan kzaklar..
. 80
ekil 6.18 Maa ve kzaklarn konumu.. 81
ekil 6.19 Maa taycsnn, Hareketli blokta yerleimi.. 81
ekil 6.20 Maa taycs, Maa, Kilitleme Takozu ve Boynuz Mili 82
ekil 6.21 Kalp eksenleme mili. 83
ekil 6.22 Kalp eksenleme burcu.. 83
ekil 6.23 ticilerin ve itici deliklerinin llendirilmesi ve gsterilmesi.. 85
ekil 6.24 Hava cebi ve firar tasarm 88
XIII
Ksaltma Terim Birim
%F Doldurma Oran -
Kinematik viskozite m2/sn
a Blokta kelerden yke olan mesafe mm
AIM Para projeksiyon alan cm2
C zgl s kcal/kg/ oC
CB,Ct Yolluk kesit lleri mm
Cg Gizli ergime scakl kcal/kg/ oC
d, l, b, h Maa taycs boyutlar mm
D Soutucu devrenin ap m
Dc Tezgah hidrolik sistem piston ap mm2
Dp Kovan piston ap mm2
E Elastite modl Gpa
Fc Tezgah hidrolik sistem enjeksiyon kuvveti KN
SMGELER
XIV
Fe Kovan pistonunun uygulad enjeksiyon kuvveti KN
FLI Kalp ama kuvveti KN
FLN Tezgah kitleme kuvveti KN
Fm, Fh Maa ama kuvveti bileenleri KN
g Yerekimi ivmesi m/sn2
H Akkann hidromekanik ykseklii m
I Atalet momenti m4/4
L Aktif kovan boyu mm
Lh Bloun toplam uzunluu mm
M Para, yolluk ve hava cebi arlklar toplam kg
mA Para ve hava cebi arlklar toplam Kg
mpart Para arl Kg
n Gz says Adet
p Younluk gr/cm3
Pc Tezgah hidrolik sistem basnc Bar
Pe Spesifik enjeksiyon basnc Bar
Q Kalba giren s miktar kcal
Qd Devreden geen soutucu akkan debisi l/saat
Re Reynold says -
Sa Kap giri kesiti mm2
So Soutucu devre boru alan cm2
XV
Tf Doldurma zaman ms
U Noktasal hz m/sn
V Soutucu akkann ortalama hz m/s
VA Para hacmi mm3
Vma Kap giri kesiti hz m/sn
W Maksimum ykleme N
f kme mm
1
BLM BR
ALMNYUMA GENEL BR BAKI
1.1 Alminyumun Tarihsel Geliimi
19. yzyl balarnda laboratuarlarda bulunmu olan alminyum, teknolojide ilk
defa 19. yzyln 2. yarsnda kullanlmtr. Yaklak 100 yl nce, gnmzde hala
kullanlan elektrolitik artma ilemi ile ortaya kmtr. Pek ok demir iermeyen
metal iin alminyum avantajldr. Eer alminyumun tarihi geliimi kronolijik bir
sra ile daha yakndan incelenirse:
1807: Sir Humphery Davy alminann metal alminyum ierdiine inanmaktadr.
Elektroliz yntemi ile metal alminyumu izole etmeye alm ancak yapt
denemeler baarsz olmutur.
1821: M.P.Berthier, Gney Fransa da Les Bauxda Alminyum ieren bir mineral
kefetti. Bu minerale buluun yapld yerden dolay Bauxite ad verildi.
1825: Christian Qrsted potasyum amalgam kullanarak kimyasal indirgeme ile
alminyumu ok kk bir miktarda ayrmay baard.
1827: Friedrich Whler ok kk miktarda alminyum retimini, Berlin deki
laboratuarnda baard.
1845: Whler, toplu ine ba byklnde ufak alminyum toplar retti.
1886: Paul T. Heroult Nisan aynda Pariste ve Charles M. Hall Temmuz aynda
Amerika Birleik Devletlerinde, birbirlerinden habersiz olarak, artlm alminadan
elektroliz ile alminyum retimi iin patent bavurusunda bulunmulardr. Bu yntem
ABDde hala kullanlmaktadr.
2
1887/88: K. J. Bayer bauxiteden, Al2O3 ayrtrma prosesini gelitirdi. Heroult,
alminyum retimi iin ilk elektroliz fabrikasn Neuhausende kurdu.
1892: K.J.Bayer'in, boksitten almina eldesini salayan Bayer prosesini bulmas ile
alminyumun endstriyel apta retimi ok kolaylam ve bu gen metal, demir
elikten sonra dnyada en ok kullanlan ikinci metal olmutur
1897: lk defa uan balonun kafes ve gondolu 4 ton alminyum levha ile
Avusturyal David Schwarz tarafndan yapld.
1903: Alminyumun, makinalar da ilk denemeleri alminyumdan piston yaplmas
ile balad. Ksa bir sre iinde de ilk hafif uaklar Dornier, Junkers(1917) ve
Rohrbach (1919) tarafndan tasarland.
1921: Pacz, erime kabiliyeti olan AlSi12nin -ancak yetersiz uzamadan dolay
bugn hala eletirilen- sodyumla artlmasn buldu.
Tablo 1.1e gre alminyum yllk retimini incelendiinde sektrdeki geliimin
ne kadar hzl artn grlr.
Tablo 1.1 Yllara gre alminyum retimi
1880 2 ton
1900 7750 ton
1913 75000 ton
1920 128000 ton
1985 1543000 ton
1.2 Alminyumun retimi
Alminyum, yeryznde oksijen ve silisyumdan sonra en ok bulunan nc
elementtir. Alminyum eldesi, iki aamada gerekleir. Birinci aamada, ekil 1.1de
grlecei gibi; Bayer metodu ile boksit cevherinden almina elde edilir. kinci
3
aamada ise, elektroliz ile alminadan alminyum elde edilir(ekil 2.2). Almina
tesisleri, genellikle boksit cevherlerinin yanna kurulur. Madenden karlan boksit
cevheri, Sudkostik eriyii ile muamele edilerek alminyum hidroksit eldesi
gerekleir. Bu ilem sonucunda oluan erimiyen kalntlar (krmz amur) ayrlr ve
alminyum hidroksitin kalsinasyonu ile almina yani alminyum oksit elde edilir.
Bundan sonraki aama almina nn alminyuma dntrlmesidir. Beyaz bir
toz grnmndeki almina, elektroliz yaplaca hcrelere alnr. Burada ama,
alminyumu oksijenden ayrmaktr. Elektroliz ilemi iin 45 volt gerilimde doru
akm uygulanr. Dipte biriken alminyumun alnmas ile ilem tamamlanr.
Genel olarak, arlka 4 birim boksitten 2 birim almina ve 2 birim alminadan da
1 birim alminyum elde edilir. lk zamanlarda retilen birincil alminyumun her tonu
iin 42.000 kwh olan enerji sarfiyat, ortalama 16.500 kwh deerine dmtr. Bu
ilemler sonucu elde edilen alminyum birincil (primary alminyum) olarak
tanmlanr.
ekil 1-1 Bayer Prosesi (Bhler) Almina eldesi
4
ekil 1-2 Alminyum elde edilmesi
5
BLM K
ALMNYUM ENJEKSYON KALIPLARI
2.1 Giri
Erimi metalin bir kalba dklmesi yoluyla para retimi ok eski dnemlerden
beri uygulanan bir yntemdir. Gnmze kadar bir parann retilmesi iin pek ok
farkl yntem kullanlmtr.Bu yntemler kum dkm, kokil dkm, basnl dkm
olarak tanmlanabilir.
Bunlardan basnl dkm metodu dier yntemlere nazaran ok yenidir. Fakat
yksek kaliteye sahip paralarn daha hzl ve ekonomik retilebilmesinden dolay ok
hzl bir gelime gstermitir. Basnl dkmn geliimi, toplumdaki gelimeler,
tketim eyalarnn geliimi ve retilen rnlerde karmak paralarn artmas, daha
hzl ve geri dnm zellii olan demirden daha hafif malzemelerin kullanlmas
gerekliliini ortaya karmtr.
Basnl dkm paralarn retimi iin gerekli olan makina zel bir proses
iermelidir. Kokil dkmde ki sreyi ksaltmak iin, kalba malzeme basn ile
gnderilir. Bu preslemenin sonucu olarak aadaki olaylar gerekleir;
- Kalp gznn hzl doldurulmas
- Szdrmazlk istenen paralar iin iyi bir besleme salar
- Kalp gzn mkemmel ve tamamen doldurur
- Parada ok iyi bir kristal yap oluturur.
Basnl dkmlerde paradan istenilen zelliklere gre aadaki malzemeler
ile dkm yaplabilir.
6
- Alminyum ve alamlar ( AlSi,AlSiCu,AlMg )
- inko ve alamlar ( Zn+ Al+ Mg alamlar )
- Bakr ve alamlar ( Bronz, pirin )
- Magnezyum ve alamlar
- Titanyum ve alamlar
2.2 Alminyum Enjeksiyon Kalplarnn alma Prensipleri
Metalin kalp iine baslmas iin pek ok teori retilmi. Bunlardan geree en
yakn, L. Frommer tarafndan yaplmtr. Bu hipotez, alminyuma benzer bir akclk
ve zgl arla sahip bir malzemenin, effaf kalplar ierisinde yksek hzlarda
filme alnmas ile dorulanmtr. Malzeme, yolluktan, kalbn kart u ksmna
pskrtlmtr. Daha sonra, malzeme yollua doru geri dnerek, daha dk diren
yollar ile verilen tercihli yollar izleyerek geri akmaktadr. Sonu olarak, yolluk
eklinin, pozisyonunun, boyutlarnn ve parann geometrik biiminin baar zerinde
belirgin bir etkiye sahip olduu anlalmaktadr.
ekil 2-1 Frommere gre kalp gznn dolumu
Dkm yolluklarnn geometrisi, pozisyonu ve tasarmcnn tecrbesi ile becerisi,
bu safhann ilerlemesinde belirleyici rol oynamaktadr.
Gnmzde yksek basnl enjeksiyon kalplarnda dkm iin 2 farkl yntem
uygulanmaktadr. Bunlar scak kamara yntemi ile dkm ve souk kamara yntemi
ile dkmdr.
7
2.2.1 Scak Kamaral Yntem le Dkm
nce et kalnlna sahip inko ve baz magnezyum alamlar, bakr, kurun ve
erime noktas dk alaml paralar dkmek iin kullanlr. Enjeksiyon
mekanizmas erimi malzemenin bulunduu ocan iinde bulunur. Bu ocak bir yol ile
makinaya direkt baldr. Enjeksiyon pistonu ykselince, alan giri deliinden
kovana dolan eriyik metal, enjeksiyon pistonunun tekrar aaya ilerlemesi ile kovan
iindeki yolu izleyerek nozula ular ve buradan da kalp iine baslr.(ekil 2.2 a-b)
ekil2.2 a-Scak kamaral dkm tezgah
HAZIRLAMA ENJEKSYON TC
ekil2.2 b-Scak kamaral dkm tezgah almas
2.2.2 Souk Kamaral Yntem le Dkm
Dikey ve yatay olmak zere iki tip tezgahta dkm yaplr(ekil2.3 a,b),(ekil2.4).
Toplam 3 fazdan olumaktadr. Birinci fazda, metal parann bulunduu gzn kap
giriine kadar yava bir hzla itilir ve ikinci fazda, yksek basnla ok ksa bir sre
iinde metal kalp gzne baslr. 3. fazda ise dkm, younlatrc kontrol sistemi
8
destei ile yksek basn altnda dkm parasna ok ksa bir srede 400- 1000 bar
arasnda basn uygular (ekil2.5).
ekil 2.3 a Yatay tipte yksek basnl souk kamara dkm tezgah
DOLUM ENJEKSYON TC
ekil 2.3 b Yatay tipte yksek basnl souk kamara dkm tezgah almas
DOLUM ENJEKSYON TC
ekil 2.4 Dikey tipte yksek basnl dkm tezgah
9
ekil 2.5 Enjeksiyonda 3 faz
2.3 Genel Ak Teorisine Bak
Optimum bir ak ve kaliteli istenilen artlara uygun para dkebilmek iin,
yolluk dizayn ok nemlidir. Bu nedenle kalplardaki yolluklarn dizaynlarnda
eritilmi scak alminyumun trblans yaratmadan, iine hava almadan ilerlemesi
ve paray tam olarak doldurmas gerekmektedir. Uygun bir ak iin;
- Kap giri kesitinin yeri
- Kap giri kesitindeki hz
- 1. fazdan 2. faza gei noktas
- Alam
- Kalp scakl
- Yzeyde oluturulan film tabakas
- Metal scakl nemlidir.
Ak tipleri; laminer ve trblansl ak olmak zere 2 ye ayrlr.
1.Faz
Yava ilerleme zaman
2.Faz
Doldurma
zaman
3.Faz
Doldurma basnc
VURU
BASIN
10
2.3.1 Laminer Ak Tipi
Laminer ak da, eriyik haldeki alminyum alam yolluk eksenine paralel ve
birbirlerine karmakszn hareket eder(ekil2.6). Bu yolluk dizaynlarndaki en
nemli faktrlerden biridir. nk laminer olmayan bir ak sonucu; mikro ve
makro porozitelere neden olan paralarn i ksmlarnda hava ve gaz
segregasyonlar oluur. Buda para kalitesini drr.
ekil 2.6 Yollukta laminer ak
2.3.2 Trblansl Ak Tipi
Trblansl ak; yolluk dizaynndaki yanllklar veya belli bir mesafeden
sonra akkan hareket ve izgilerinde oluan dzensizlikler sonucu ak
izgilerinin birbirlerini kesmesidir (ekil2.7). Kalp gz ierisindeki sv metalin
trblans hareketinden parada boluklar oluur. Para kalitesi der, kalp
gznde doldurma sorunlar ortaya kar.
ekil 2.7 Yollukta trblansl ak
11
2.4. Yksek Basnl Enjeksiyon Kalb Paralar
Yksek basnl dkm yapan bir enjeksiyon kalbn oluturan paralar
ekil2.8de gsterilmitir.
ekil 2.8 Yksek basnl enjeksiyon kalb paralar
1- Kalp destek tayc ayaklar
2- Kovan
3- Sabit blok( hamil)
4- Kalp eksenleme mili ve burcu
5- Sabit aplik (ekirdek)
6- Kalp eksenleme mili burcu
12
7- Hareketli blok (Hamil)
8- Destek takozlar
9- tici plaka eksenleme mili ve burcu
10- Hareketli aplik (ekirdek)
11- tici pim
12- tici plakalar
13- Arka balama tablas
14- Topuk
15- Ana yolluk
16- Maa tayc
17- Boynuz pimi
18- Kilitleme
Tablo 2.1 de bu paralarn retiminde kullanlan malzemeler ve bu malzemelere
uygulanan sertlik deerleri gsterilmitir.
13
Tablo 2.1 Yksek basnl enjeksiyon kalplarnda kullanlan malzemeler
N0 PARA ADI MALZEME 1 SERTLK (HRc)
AIKLAMA
1 KONTNR DIN X40CRMOV51
46 HRc 700 800 Hv
NTRASYON 2 BLOKLAR GS 70 ---- ----
3 APLKLER DIN X40CRMOV51
44 46
HRc ----
4 ARKA PLAKA C1010 ---- ----
5 SLNDR BALAMA PLAKASI
C1010 ---- ----
6 BOYNUZ 4140 (SAE) 50 52 HRc
----
7 TEZGAH KLTLEME ML
4140 (SAE) 46 HRc ----
8 KLTLEME KAMASI
DIN
X40CRMOV51
40 42
HRc ----
9 MAA DIN X40CRMOV51
44 46
HRc GEREKRSE 800
Hv NTRASYON 10 MAA TAIYICI DIN
X40CRMOV51
46 HRc ----
11 TC PLAKALARI C1010 ---- ----
12 TC EKSENLEME ML
C1050 44 46 HRc
32 TC PM
13 KIZAKLAR DIN X40CRMOV51
46 HRc GEREKRSE 800 Hv NTRASYON
14 APLK ve MAA PMLER
QRO 90 ---- PM KAPLAMASI KROM NITRUR
15 BLOK EKSENLEME ML
4140 (SAE) 54 56 HRc
----
16 BLOK EKSENLEME ML
4140 (SAE) 50 52 HRc
----
17 YOLLUK TAKOZU DIN X40CRMOV51
46 HRc ----
18 KALIP AYAKLARI C1010 ---- ----
19 BORU BORU ---- ----
20 ITICI PLK EKSENLEME BURCU
C 1050 44 46 HRc
----
21 TAMPON C1010 ---- ----
22 SLNDR ADAPTR
4140 (SAE) ---- ----
14
2.5 Enjeksiyon Kalb Dizayn
Bir kalbn yapm iin dizaynna balamadan nce baz parametrelerin dizayn
eleman veya oluturulan bir ekip tarafndan gzden geirilmesi gerekmektedir.
1- Para Gereklilikleri
Parann tanmlanmas
Parann dizayn iin uygun olmas
Grn
stenilen kalite zellikleri
2- Kalp Tasla
Parann ayrm yzeyi
Kalbn gz says
Makina boyutlar
Yolluk sistemi
Farkl tip paralarn olabilirlii
3- Dklebilirlik almas
ekme pay hesab
Kalbn balanabilirlii
Spreylenmesi
4- Hangi makinede baslacana karar verilmesi
5- Doldurma oran
6- Yolluk hesaplar
15
7- Isl dalm
8- Yaplan n dizayn almasnn gzden geirilmesi
9- Kalbn dizayn
2.5.1 Para Gereklilikleri
Dklmesi istenilen parann kullanlaca yere gre eitli artlarda dklmesi
gerekmektedir. Yksek basnta dklm bir parann estetik sunumu ve yapsal
btnlk olarak baarl olmas aadaki faktrlere baldr:
-Yolluk biimi;
-Yolluk kalnl ve kesiti;
-Kalbn dolum zaman;
-Yolluktaki metal hz;
-Alamn fiziksel ve teknolojik zellikleri;
-Metalin hz ve basnc;
-Metal ve kalp scaklklar arasndaki balant.
Paradan istenen zelliklere gre uygulanmas gereken final basnc Tablo 2.2 de
gsterildii gibi farkl olacaktr.
16
Tablo 2.2 Para zelliklerine gre uygulanmas gerekli final basnlar
Yksek basnl Al. Paradan
Beklenen zellikler
Bu zellikleri salamak iin nerilen basnlar
Para kk ve mekenik
gerilmelerden uzak bir para ise 300- 400 bar
Paradan daha mukavemetli olmas
bekleniyor ise 400- 800 bar
Byk ve ince kesitlere sahip
szdrmazlk istenen paralarda 800- 1200 bar
Kullanlmas istenilen malzeme, parann zelliklerine etki ettii gibi kalp
dizaynna da etki eden nemli faktrlerdendir. Tablo 2.3 de yksek basnl
enjeksiyon paralarnda en ok kullanlan malzemelerin listesi grlmektedir.
Tablo 2.3 Malzeme Standartlar
Alamn Ad Cu Zn Si Fe Ti Ni Mn Mg Pb Sn
Alloy226
G-
AlSi9Cu3
2-
3,5 1,2
8,0-
11,0 1,2 0,15 0,3
0,1-
0,5
0,1-
0,5 0,2 0,1
Alloy231
G-
AlSi12(Cu) 1,2 0,5,
10,5-
13,5 1,2 0,15 0,2
0,1-
0,5 0,4
Alloy230
G-
AlSi12(Cu) 0,1 0,1
10,5-
13,5 1 0,15
0,001-
0,4 0,05
Alloy239
G-
AlSi10Mg 0,1 0,1
9,0-
11,0 1 0,15
0,001-
0,4
0,2-
0,5
17
- 226 genel olarak ok iyi dkm zellikleri verir. Parann kalpta
ekme eilimi dktr.
- 231 iyi doldurma zelii olan tektik alamdr. Yksek scakla
dayankl ve ok iyi dkm zelliklerine sahiptir.
- 230 iyi doldurma zelii olan tektik alamdr. Yksek scakla
dayankl ve yksek kimyasal dayanma sahip ok iyi dkm zelliklerine
sahiptir.
- 239 iyi dkm zelliklerine sahiptir. Yksek scaklk dayanm ve
kimyasal direnci yksek olmasnn yannda kolay ilenebilirlik de ok nemli
bir zelliidir.
Bu malzemelerden 226 alam, 230 ve 231 alamlarnn katlama zamanlar
birbirlerinden ok farkldr, yani parann kalb doldurma zamanlar da farkl
olmaktadr. Genellikle, alam 226 daha kaln paralarda tercih edilirken, alam 230
ve 231 daha ince cidarl paralarn dkm iin tercih edilir. Bu nedenle kalp yolluk
hesaplarnda, kullanlan malzemenin de nemi vardr. Bu alamlarda kullanlan
elementlerin, aliminyum alamlarndaki etkisini incelenirse;
Demir, daima alminyum ierisinde safszlk yaratmakta olup, genellikle
dkmclkte istenmeyen bir elementtir. Buna karn, yksek basnl dkmde
olduka nem tamaktadr. Demir, gerekte, yapma risklerini azaltmakta, scaktaki
mekanik direnci iyiletirmekte, parann kalptan kartlmasn kolaylatrmaktadr.
Oran yzde birin altnda ise, bu durum, tane inceltme ve bzlme hassasiyetini
azaltmaktadr.
Silisyum, tektik deere ulaana kadar, akabilirlii iyiletirmekte, ekintiye kar
hassasiyeti azaltmakta ve sktrlm paralar elde edilmesine imkan salamaktadr.
Korozyona kar direnci hissedilir bir ekilde azaltmamakta ancak ilenebilirlii
azaltmaktadr.
18
Bakr, atlama risklerini, sertlii ve scaa kar direnci arttrmakta ve
ilenebilirlii iyiletirmektedir. Buna karn, korozyona kar direnci belirgin bir
ekilde azaltmaktadr. ok az miktarlarda bulunsa bile bu etkisi ortaya kmaktadr.
inko, alam ierisinde bulunmas, mekanik direnci, ilenebilirlii
iyiletirmektedir. Buna karn, korozyon direncini arlatrmakta ve sya kar
nemli bir hassasiyet oluturmaktadr.
Magnezyum, atlama ve sertleme risklerini arttrmaktadr. Korozyona kar
direnci ve kabuk kalitesini iyiletirmektedir. Bunlara karn akabilirlii azaltmakta ve
ekinti hassasiyetini arttrmaktadr. Bunun iin, magnezyum alamndan paralar,
giderek fazlalaan atlaklar iermektedirler.
2.5.2 Kalp Tasla
Kalp, direkt olarak paraya formunu veren blmdr. Bir enjeksiyon dkmden
beklenenler;
- Parann boyutlarnn ve formunun tam olarak kopyalanmas
- Uygun bir scaklkta parann kartlmas ve hareketli ksmlar arasnda balantl
hareketlerin salanmas
- Sv metal tarafndan uygulanan basn ve enjeksiyon ile ilikili olan mekanik
kuvvetler ve sl etkilere kar diren
- Metalin katlamasndan sonra, parann ve kalbn deformasyonu ya da
atlamalar olumakszn parann kartlmasna imkan salanmas gerekmektedir.
Yksek basnta dklm bir parann kalitesi ve hassasiyeti, tezgaha monte edilen
kalbn doru kullanmnn yansra, kalbn imalatnda gsterilen zene de baldr.
Bunun yannda kalp tasarm ve imalatn kolaylatran baz nemli noktalar vardr.
Basit Profiller;
Basit geometrik hatlar ile belirlenen basit profiller, apliklerin imalat zamanlarn
azaltmaya yardmc olmaktadr. Hassasiyetin nemli olmad aplikler, ksmi genel
izgiler zerinde ve basit izgiler zerinde direkt olarak gerekletirilebilmektedir.
19
Tasarm, mmkn olduunca daha sonra apak alma ilemi uygulanmasn
salamaldr.
k as;
k as mutlaka bulunmal ve parann aplikten rahatlkla ayrlabilecei deerler
arasnda olmaldr. Kalp reten kurulularn byk ounluu, yarm derecelik a
deerini seme imkanna sahiptir. k as deeri, byk oranda et pay kalnlna
bamldr.
Ara kesit;
Daha ncede bahsedildii gibi, bir parann iyi dizayn iin ara kesiti de hesaba
katlmaldr. yle ki, kalp imalatnn mmkn olduunca basit ve buna bal olarak
da ucuz olmas iin kalp ayrldnda ortaya kan ara kesit de dikkate
alnmaldr.Tasarm, mmkn olduunca basit bir apak alma ilemi uygulanmasn
salamaldr.
Kontur k Alarnn Mmkn Olduunca Azaltlmas,
Parann d eperinde mevcut basit ve snrl olabilen kontur k alar, kalb
daha karmak klan ve imalatn gletiren yatay hareketlere yani maalara
gereksinim gstermektedir. Kurslarna gre bu hareketler, mekanik ya da hidrolik
mekanizmalar ile elde edilebilmektedir. Hidrolik mekanizma, ek maliyetler
gerektirmekte ve kalp asndan ileride sorunlar kmasna neden olabilmektedir.
Tek Dze Et Pay Kalnlklar ve Sabit Boyutlar;
Sabit et paylar, parann homojen bir ekilde soumasn salarken parann
deformasyonuna yol aan i gerilimleri de ortadan kaldrmaktadr. nce et paylar,
kalbn soumasn kolaylatrmakta ve daha yksek bir retim miktarna ulalmasna
imkan salamaktadr. eperlere daha yksek bir diren kazandrlmas gereken
durumlarda belirlenen blgelerde feder oluturulmas gerekmektedir. Gerek souma
esnasnda gerekse kesme ileminde, az miktardaki bir malzeme ile deformasyonlara
kar paralar korunmaktadr. Kaln et paylar, derin ve dk apa sahip delikler
etrafnda, metal yapmasn ve delii oluturan pimin ar snmas ile kanlmaz
20
bozulmay engellemek asndan tavsiye edilmemektedir. Keler ve keskin alar,
dinamik metal aknda karanlk blgeler oluturarak trblanslara neden
olmaktadrlar. Bu ekilde boluklar ile hava ceplerinin oluumu kanlmaz hale
gelmektedirler. Para et paylarna karlk gelen radyus balant hatlarnn kullanm,
daha laminer bir ak salamakta ve kalp gznn dolumunu kolaylatrmaktadr
Eit ya da sabit et pay kalnlklar, kimi zaman kopyalama ilemine imkan
saladndan alma ivmesi zerinde nemli bir etkiye sahiptir. Bir kalbn
basitletirilmesini salayan farkl para dizayn elemanlar da bulunmaktadr. Ancak
bunlar, baz imkanlarn ortadan kalkmasna neden olabilmektedir. rnein:
- Baz ilemelerin gerekletirilmesinin imkanszl,
- Birletirme zorluklar,
- Basn dayanm ( yksek basnl dklm para bana maksimum 15 25 atm
ya da 1,5 2,5 MPa ). Bu verilere dayanarak, parann kalptan karlabilmesi iin
uygun ayrma yzeyinin belirlenmesi gerekmektedir. Parann motiflerinin bir ksm
hareketli aplikte dier ksm ise sabit aplik zerine ilenmektedir. Parann her iki
aplikten de kabilmesi iin daha nce de belirtildii gibi kma alarnn her iki
aplikte de verilmesi gerekmektedir.te bu kma alarnn parada birletii nokta,
kalp ayrma yzeyidir. Tabi ki mterinin resim zerinde belirttii k alarna
uyularak da ayrma yzeyi belirlenebilir, ancak; mutlaka k alar kontrol
edilmelidir. Bu aamadan sonra yaplacak ilemler ekil 2.9da verilen braket paras
zerinde tanmlanrsa:
21
ekil 2.9 Braket paras grnleri
Gz Says;
Kalptaki gz says; bir baskda kacak para adedi anlamna gelmektedir ve ok
nemlidir. Elbette bir baskda ne kadar ok para elde edilirse bu iilik sresinin
ksalmas ve retim adetlerinin artmas anlamna gelecektir. Ancak kalptaki gz
saysn belirleyen faktrler vardr. Bunlardan en nemlisi mevcut tezgahlarn
kapasitesidir. Ancak bir dier nemli etken de her zamanki gibi parann dizayndr.
zellikle parann yan duvarlarnda maa yaplarak karlacak motif veya deliklerin
says, yn ve as kalbn gz saysn belirlemeyi salar(ekil 2.10). 4 ynde de
Para Ad: Braket
Parann Arl: 1750 gr
Malzemesi: AlSi9Cu3
Maadan kmas
gereken blge
22
maa yaplmasn gerektiren motif veya deliklere sahip olan bir parada bir gzl
kalp yaplmas daha kolaydr. 4 ynde maas olan bir parann birden fazla gzl
kalp tasarm yapldnda grlecektir ki, maalarn ilerleme mekanizmalar
birbirlerinin almasn engellemektedir.
ekil 2.10 Maadan karlmas gereken blge
Parann bykl de gz saysn etkileyen faktrlerdendir. Dz bir parada hi
maa olmamasna ramen kalp dizayn yapld zaman, bu kalp tezgaha smyor
ise, bu parann mevcut tezgahlarda dklmesi mmkn deildir. lk kalp tasarlama
aamasnda yaklak olarak paraya malzemenin nereden girmesinin uygun olacann
ve genel yolluk eklinin belirlenmesi gelecekte dizayn yaplrken hesaplamalarda
kolaylk salayacaktr. Kalp dizayn yaplacak braket modelinin olas yolluk
girilerini ve yolluk taslak dizayn ekil 2.11 ve ekil 2.12de gsterilmitir:
maa ekseni
23
ekil 2.11 Ayn ynde ekilebilir maal yolluk tasarm
Maalarn ayn ynde ekilebilir olmas dizayn kolaylatrr. Ancak yolluk sistemi
uzun ve simetrik olmad zaman basn kayb oluur ve paralara giren sv metal
scakl eit olmad iin para kaliteleri de farkl olacaktr. Ayrca yolluk girileri
ile para sonu arasndaki mesafe uzun olduu iin para dolana kadar metal
souyacak bu da bzlme ve souk birlemelerin olumasna neden olacaktr. Kalp
boyutlar dier alternatiflere gre byk olacaktr.
ekil 2.12 Farkl ynde ekilebilir maal yolluk tasarm
24
Yolluk girileri daha simetrik ve paraya yaylmas daha kolay olan federlerin
zerinden verilmitir. Bylece parada ekinti riski azaltlmaya allmtr.
Dezavantaj ise 1.faz daha nce balad iin trblans oluma riski vardr.Uygun
yolluk dizayn ile bu risk azaltlrsa bu yolluk sistemi ile dkmden daha kaliteli para
elde edilebilir. ekil 2.13de para da oluacak muhtemel kalp ayrma yzeyleri
oluturulursa.
ekil 2.13 Kalp ayrma izgisi
2.5.3 Dklebilirlik almas
retilmesi istenilen paradaki ekme pay ok nemlidir. 620-720 0C de dkm
yapldnda aplik ve blok malzemelerin de genleme oluacak ve sonra ortam
scaklna dnlmesi sonucu bzlme meydana gelecektir. Yani parann boyutsal
hassasiyetinin elde edilmesi ve muhafaza edilmesindeki zorluk, kalbn s genleme
olaylar nedeniyle, kalptan karldktan sonra parann bzlmesidir. Is
deiimlerine maruz kalan tm cisimler, stldklarnda genlemekte ve
souduklarnda bzlmektedirler.
Buna gre; kalp belirli bir scaklkta almaktadr ( 200 350 oC ) ve apliklerin
orijinal boyutlarn arttrarak genlemektedir. Alam genlemi apliklerin ierisine
belli bir scaklkta ( 620 720 oC ) sv durumda enjekte edilmektedirler. Para 220 ila
370 oC arasndaki bir scaklkta kalptan karlmaktadr. Ortam scaklna kadar
soutularak, yeni bir bzlme geirmektedir.
25
Kalbn bu kaslma ve genleme deeri, kullanlan malzeme zelliine ve termik
oklarn iddet ve sklna baldr. Scaklk katsaylar, sabit deildir ancak
hesaplama iin sabit bir deer alnmaktadr. Aplik yapmnda kullanlmas tavsiye
edilen 2344 scak i elikleri iin sl genleme katsays, yaklak olarak 0,0000123
mm/1 o Cdr. Sk kullanlan alminyum alamlarnn sl genleme katsays ise
yaklak olarak 0,0000236 mm/1 oCdr.
rnein aplik boyutlarndan bir tanesi 100 mm olsun. Kalp 300 oCye
getirildiinde, bu boyut, genleme etkisi ile
0,0000123 x 100 x 300 = 0,369 mm olacaktr.
Aplikteki toplam uzama; 100+0,369 =100,369 mm olacaktr.
Para 300 oCden alarak 20 oClik oda scaklna gelene dek soumaya braklrsa,
bu boyut;
( 100,369 ( 0,0000236 x 100 x (300-20) ) = 0.66 mm olacaktr.
Kalp tasarm kalitesi ve yksek basnl dkm ilemine bal dier faktrlere
gre, aplik boyutu 100 mm olarak alnd. Kalp genlemesi ve para bzlmesinin
birlikte etkisi ile para kalptan karldktan sonra, 99.7 mm gibi bir sonu elde edildi.
Yani istenen 100 mm yerine en azndan 0,66 mm daha dk bir boyuta ulald. O
halde; stenen 100 mm boyutunu elde etmek iin, aplik boyutunu 0,66 mm arttrmak
gerekmektedir.
Yksek basnta dklm parann istenen final boyutunu elde etmek iin,
genellikle, paraya ait tm ller 5 ila 6 orannda arttrlmaktadr. Bu alma,
genellikle, istenen para da final boyutuna ok yakn deerlerin elde edilmesine imkan
salamaktadr.
Kalp dkm yaptktan sonra kaplar alr ve para alnr ve ite bu noktadan sonra
spreyleme ilemi balar. Spreyleme ilemi kalptaki sl dengeyi salamak, aplik
yzeyini genel olarak soutmak, zellikle ok snan maa pimi, ince feder gibi
blgeleri soutmak ve kalbn zerine yaparak ince bir film tabakas oluturmaktr.
26
Bylece scak alminyumun elik ile direkt temasn nleyerek yapmalar engeller.
Bu nedenle aplik ve maada spreyleme yaplacak blgelerin de belirlenmesi gerekir.
Kalbn tezgaha en hzl ekilde nasl balanaca veya sklebilecei
dnlmelidir. Blok boyutlarnn tezgah balama plakasna uygun olmas alann
veya rabot kolun paray kalptan rahat bir ekilde alabilmesi ve iletmede dkm
yaplacak kalbn balanaca makinenin konumu da gz nne alnarak kalp tasarm
yaplmaldr.
2.5.4 Tezgah Seimi
Tezgah seimindeki en nemli faktr, kalba enjeksiyon uyguland zaman oluan
ama kuvveti ile tezgahn kilitleme kuvveti arasndaki ilikidir. Tezgah kilitleme
kuvveti; kapatma pozisyonunda mafsal tablalarnn uzaklatrlmas iin uygulanan bir
kuvvettir. ekil 2.14de grlecei gibi; kapatma kuvveti, iki tablay uzaklatrmaya
ynelik bir kuvvet ile ifade edilmektedir. Bu kuvvet kalbn almasn ve kalp gz
iine preslenen metalin da akmasn engellemek iin dier kuvvetten fazla olmaldr.
Bu nedenle, kapatma kuvveti, ilgili ama kuvvetine oranla % 15 ila % 20 civarnda
daha yksek olmaktadr. Tezgah ama kuvvetine etkileyen faktrler ise parann
toplam projeksiyon alan, uygulanan enjeksiyon basncna bal olarak oluan spesifik
basntr.
27
ekil 2.14 Tezgah kilitleme ve ama kuvvetleri
FLN> FLI(N) = AIM(cm2) x Pe )( 2cmN x 1.2(gvenlik faktr) + Fm(N)
AIM= Para projeksiyon alan hesaplanrken; parann kovana dik izdm alan,
gz says, maal paralarn etkisi, yolluk, takoz, hava ceplerinin alanlar gz nne
alnr. Tasarm aamasnda; yolluk, yolluk takozu ve hava ceplerinin yzey alan,
teorik olarak para projeksiyon alannn %40 alnabilir (ekil 2.15).
AIM=(Parann alan x kalptaki gz says) x 1.4 olarak hesaplanr.
28
ekil 2.15 Kalp projeksiyon alan
Pe= Spesifik Basn; Tezgahn hidrolik sisteminin uygulad basncn, piston kolu
ve kovan pistonu ile kalba aktarlmas sonucu oluan basntr. Kovan pistonun
seimi ise tezgahn zelliklerine ve doldurma orann hesaplarna gre deimektedir
(ekil 2.16).
ekil 2.16 Tezgah hidrolik sisteminin yaratt basncn, kalp kovanna
iletilmesi
Tezgah Hidrolik Sistemi
Pc=360 bar
Piston ap=Dc=150
Kovan
Piston ap(Dp)=100mm
Pe
Projeksiyon Alan: 390 cm dir.
AIM= 390cmx 2 gzl x1.4
= 1092 cm
29
Kuvvet Eitliinden; Fe=Fc=Pe*Ae=Pc*Ac
2)(DpDcPcxPe = = 2)
100150(360x =810 bar basn kalba uygulanmaktadr.
Braket paras dinamik yklere maruz kalaca ve para dizaynndaki ince et
kalnlklarndan dolay 800 ile 900 bar arasnda bir basn ile dklmelidir.
Fm= Enjeksiyon srasnda hereketli maaya uygulanan basn sonucu; Kalp ama
ynnde oluan kuvvettir. Maa tayc dizaynlarnda;
Kilitleme as hidrolik sistemle yaplacak maalar iin 6-8o
Kilitleme as mekanik sistemle yaplacak maalar iin 18-21o
ekil 2.17 Maa taycsna etkiyen kuvvetler
PexAmaaFh = = 8100 )( 2cmN x 85 (cm2) = 6885 N olarak hesaplanr. Buradan
Fm kuvveti hesaplanrsa;
Fm= 6885 x tan 21 = 2642 (N) kuvvet maalar tarafndan kalba amaya ynelik
etki yapmaktadr.
Toplam 2 adet maa olduuna gre; Fm= 2 x 2642 = 5285 (N) olarak hesaplanr.
Sonu olarak; FLI tezgah ama kuvveti;
30
FLI(N) = AIM(cm2) x Pe )( 2cmN x 1.2(gvenlik faktr) + Fm(N)
FLI= 1092 (cm2) x 8100 )( 2cmN x 1.2 + 5285 = 10619525 (N) = 10619 KN olarak
bulunur. Bundan sonra bu ama kuvvetine uygun tezgah seilir. Bu seim iin baz
tezgahlara ait kilitleme kuvvetleri Tablo 2.4de verilmitir. Buna gre; FLN> FLI
eitlii iin en uygun tezgah ItalPress 1350 olarak belirlenir. nk Italpress 1350
tonluk tezgahn kilitleme kuvveti 13500 KN dur ve bu deer kalbn ama
kuvvetinden yksek olduu iin kalp bu tezgahta gvenle dkm yapabilir.
Tablo 2.4 rnek tezgahlar ve kilitleme kuvvetleri
TEZGAH ADI KTLEME KUVVET (KN)
TEZGAH ADI KTLEME KUVVET (KN)
AYHAN 500 1470 ITALPRESS 750 7500IDRA 220 2450 FRECH 800 9300IDRA 320 3450 IDRA 950 9500FRECH 500 5800 ITALPRESS 1350 13500FRECH 580 6670 BUHLER1400 14000FRECH720 8280 ITALPRESS1850 18500
Dizayn edilecek olan kalpta bu tezgahn zellikleri gz nnde bulundurulmaldr.
2.5.5 Doldurma Oran Hesab
Doldurma oran hesab yapmak iin ncelikle kovan ve piston mekanizmasn
tanmlanmaldr. Kovan ve enjeksiyon pistonu ok basit yapdaki iki blmdr.
Bunlar, enjeksiyon mekanizmasnn iki anahtar noktasn oluturmaktadrlar.
Enjeksiyon grubu tarafndan ortaya konan hz-kuvvet parametreleri, metale
iletilmektedir. Bu blmlerin btnl, etkinlii ve ilevsellii, retilecek paralarn
kalitesi ve miktar iin ok nemlidir. Kovann dolum oran, genellikle ( % ) yzde
olarak gsterilmektedir. Kalp gznn dolumunda gerekli olduu gibi ok ksa
zamanda havann boaltlmas, yksek basnl dkmde en byk sorunu
oluturduundan kovann dolum orannn hesaba katlmas nemlidir. Gnmz
uygulamalarda bu oran % 30 40 arasnda tutulmaya allmaktadr (ekil 2.18).
Tablo 2.5de grld gibi, farkl aplara gre doldurma oran hesaplanr ve uygun
olan seilir.
31
Doldurma oran hesab;.
Braket paras iin uygulanrsa;
mA= n x (mpart+mhavacebi)
n=2
mpart=1750 gr
mhavacebi= 260 gr ( para arlnn %15-25 arasnda olmaldr.)
L( kovan aktif boyu) kovanda pistonun ilerleme mesafesidir.
ekil 2.18 Kovan ve piston
.
5.2**4*% 2
2 LDmaF =
32
Tablo 2.5 Farkl aplardaki doldurma oran
Piston Aktif Kovan
Boyu
Doldurma
Oran
60 633 0.89
70 633 0.66
80 633 0.50
90 633 0.39
100 633 0.32
110 633 0.26
120 633 0.22
130 633 0.19
140 633 0.16
150 633 0.14
O halde en uygun piston ap 100 mm olmaldr ve kalp doldurma oran %32
olarak seilmelidir.
33
BLM 3
YOLLUK HESAPLARI
3.1 Kap Giri Kesiti (Sa)
Yolluk dizaynlarnda en nemli noktalardan biri malzemenin kalp gzne ilk
girdii noktadaki ekil ve kesit alandr. Buna kap giri kesitide (Sa) denilebilir.
Vmann teorik hesaplanmas iin malzemenin yolluk giriinden paraya
girdikten sonraki geometrisi nemlidir.
Eer kap giriinden sonra parada hzl yn deiimleri var ise 20- 40 m/s hz
yeterlidir daha hzl metal ak aplik zerindeki bu duvarlara metalin hzla arpmas
sonucu erezyon oluturur. Bu da zamanla bu blgelerde scak malzemenin
yapmasna neden olur.
ekil 3.1 Kap giri kesitinden sonra parada alminyumun ilerlemesi
Ancak; kap giri kesitinden sonra parada daha az bir yn deiimi var ise hz 40-
60 m/s arasnda seilebilir. Ayrca ince federlere sahip paralarda hz arttrlarak daha
TfVmapm
TfVmaVASa A
***==
34
iyi bir dolum salanabilir. Bu nedenle braket parasnda kap girilerini mmkn
olduunca az yn deiimi olan blgelerden girme gereklilii ortaya kar. Bunun
yannda vakum uygulanan kalplarda alnacak hz deerleri 15-35 m/s arasnda
deimelidir. Braket paras gibi federli, byk ve girintili kntl paralarda vakum
uygulamas para kalitesini iyiletirici ynde etki yapar. Braket kalbnn kap giri
hz teorik olarak 30 m/s alnabilir
Tf; dolum zaman, salam bir para elde etmek iin, parann kalp ierisinde
katlamasndan nce, metalin kalp gzn tamamen doldurmas iin geen sredir.
Bu katlama zaman, u faktrlere baldr: katlama aral ( her alam iin zel
katlama balangc ve sonu arasndaki scalk fark ), metal scakl, kalp scakl,
para et kalnl. Para et kalnlna gre, baz katlama zamanlar aada Tablo
3.1de gsterilmitir. Belirlenmi bir aralkta yer alan ok ksa sreler; alam tipi,
giriteki metalin s koullar ve dier ilem parametreleri gibi farkl faktrlere
bamldr.
Tablo 3.1 Et kalnlklarna gre doldurma zaman
S (mm) Tf (ms)
1.5 1030
1.8 2040
2. 2060
2.3 3070
2.5 4090
3. 50100
3.8 50120
5 60200
35
Braket parasnn federler dndaki min et kalnl 3 mm dir. Buna gre doldurma
zaman 50-100 ms arasndadr. Bu sreyi daha net bulabilmek iin tablo 3.2de ki
sorular yaklak olarak cevaplanmaldr.
Tablo 3.2 Doldurma zaman hesaplamalar
Doldurma Zaman
No
Duvar Kalnl
s=3 mm Hzl (50ms) Yava(100ms)
En ince etkalnl yolluk giriine uzak
X
1 En ince etkalnl yolluk
giriine yakn X
Malzeme 230 X 2
Malzeme 226 X
Parada girinti-kntlar fazla
ve ykseklikleri fark byk ise X
3 Parada girinti knt says az
ve bunlarn ykseklik farklar az
ise
X
Kalp scakl hesaplanan deerlerden dk ise
X
4 Kalp scakl hesaplanan deerlerden yksek ise
X
Yolluk uzun ve paraya birden
ok yerden giri yaplyorsa X
5 Yolluk ksa ve tek bir yerden
giri yaplyorsa X
36
Cevap1: Braket parasnda en ince duvar kalnlnn olduu blge parann orta
blgesindedir.O halde taslak yolluk dizaynna gre doldurma zaman orta deer yani
65 ms alnabilir.
Cevap2: Braket paras malzemesi; AlSi9Cu3 (226) dr. O halde Tf burda 90 ms
alnabilir.
Cevap3: Paradaki girinti kntlar fazla olamasna ramen yksekli farklar ok
deildir bu nedenle hzl bir doldurma beklenebilir. Tf deeri 60 ms dir.
Cevap4: Kalpta istenen scaklk kalp kapal halde iken 300-350 Co olan scakln
kalp aldnda 180-200 oC a drlmesidir. Bunu salamak iin kalba sprey ile
soutma yapld gibi kalbn kendi iinde soutma kanallar alarak da bu
salanabilir. Kalp iin gerekli s transferini salayacak sistem daha sonra
hesaplanacaktr. Bu nedenle soutmay tam yapp kalp scakln istenilen llerde
tutulduu varsaylrsa; Tf=70 ms alnabilir.
Cevap5: Taslak dizaynda da grlecei gibi paraya birden ok noktadan girmenin
paray doldurmak iin daha etkili olduunu dnlmtr. O halde Tf deeri 50 ms
alnabilir.
Tm bu sorular sonucunda ortaya kan zamanlarn ortalamas alnrsa, teorik
doldurma zaman bulunur.
msTf 675
3355
5070609065 ==++++=
olarak hesaplanr. Bulunan deerler yerine konulur ve kap giri kesiti hesaplanrsa;
deerine ulalr. Yani para bana enaz 340 mm2 yolluk girii yaplmaldr. Braket
parasnn tam olarak doldurulabilmesi iin feder yaps incelemeli ve kap giri
kesitlerini bu federlerin aka destek verebilecei noktalardan girilmelidir. Kap giri
kesiti ykseklii dkm yapldktan sonra yolluun paradan kolayca kesilebilmesi ve
22 68585.61.067355.2)2601750(2
1.0****mmcmxxx
xTfVmap
mTfVma
VASa A ==+===
37
negatif koparma yapmamas iin 1.5-3 mm arasnda seilmelidir. ekil 3.2de braket
paras iin kap giri kesitleri gsterilmitir.
ekil 3.2 Braket paras kap giri yerleri ve kesitleri
3.2 Ana Yolluk Kesitleri Hesab ve Tasarm
Ana yolluk dizayn tm kap giri kesitlerini besleyecek ve trblans yaratmadan
malzemenin istenilen hzda ilerlemesini salayacak ekilde dizayn edilmelidir. Kap
giri kesiti uzunluu 3-5 mm olmal bylece bu blge trimlemede paray yolluktan
kolayca kesmek iin gerekli uzunluk salam olur. Daha sonrada giri kesitini
besleyecek ve gerekli hz salayacak ekilde arka blge dizayn edilmelidir. Ana
yolluk dizayn iin uygulanacak yntemler ekil 3.3de gsterilmitir.
38
ekil 3.3 Kap giri kesiti ve besleyici blgenin hesaplanmas
Sa= 340 mm2 olduuna gre besleme kesiti kap giri kesitinin 1.8~2.5 kat
alnabilir. Buna gre kesit boyutu hesaplanr.
S2=Sa x 2 = CB x CT CT2 x Tan 100
CB= 1.5~2 x CT olmaldr. O halde;
S2= 1.5~2 x CT2- CT2 x Tan 102
)3.1...8.1
2( SaxCT =
Yolluk giri kesitlerine gre hesaplanrsa;
1. Blge Sa = 100 mm2 olarak hesaplanmt. O halde S2 =200 mm olarak
alnabilir. Yolluk kesitleri;
mmxCB
mmxCT
SaxCT
4.175.16.11
6.115.1
2100
)3.1...8.1
2(
====
=
olarak hesaplanr.
39
2. Blge Sa=50 mm olarak hesaplanmt. O halde 2. blge iin S2=100 mm
alnabilir. Yolluk kesitleri;
mmxCB
mmxCT
SaxCT
3.125.12.8
2.85.1250
)3.1...8.1
2(
====
=
olarak hesaplanr.
3. Blge Sa=90 mm olarak hesaplanmt. O Halde 3. blge iin S2=180 mm
alnabilir. Yolluk kesitleri;
mmxCB
mmxCT
SaxCT
35.165.19.10
9.105.1290
)3.1...8.1
2(
====
=
olarak hesaplanr.
4. Blge Sa=100 mm hesaplanmt. O Halde 4. blge iin S2=200 mm alnabilir.
Yolluk kesitleri;
mmxCB
mmxCT
SaxCT
4.175.16.11
6.115.1
2100
)3.1...8.1
2(
====
=
.
olarak hesaplanr.
S2 kesitlerinden sonra ara yolluklar ana yollua balanr. Bunun iin ise ekil
3.4de gsterilen koullar uygulanmaya allr.
40
ekil 3.4 Ani dnlerde meydana gelen yapmalar
Sv alam yn ok ani bir ekilde deitirildiinde, hava ve gaz cepleri
olumaktadr. Bunlar, metal tarafndan yeniden emilme eilimindedirler. Sv metal
basncnn etkisi ile bu kk gaz birikimleri nedeniyle, byk bir enerji aa
kmaktadr. Bunlar, koruma tabakalarn krmakta ve yapma oluturarak kalp
eliine ulamaktadrlar. te bu noktada kalp yalamasnn nemi ortaya kar nk
kalp ayrc yalar sayesinde bunlar nlenebilmektedir. Ancak yolluk dizayn
aamasnda da; ekil 3.5de gsterildii gibi daha geni dnlerle bu karanlk
blgelerin olumas engellenebilir.
ekil 3.5 Daha byk radsler ile dnler
Metal ak yn deitirdiinde besleme sistemi iindeki metal ak boluklarn
ortadan kaldrmak iin, dkm kanalndaki przllk ve dn asna gre ilgili
blge kesiti, % 10 ila % 30 arasnda azaltlmaktadr(ekil 3.6).
41
ekil 3.6 Dnlerde kesitlerde yaplacak byltmeler.
42
ekil 3.7 Kap giri kesitleri ve ana yolluk hesaplamalar
S3= 340 x 1.2 x 2 = 816 mm olarak hesaplanr.
mmxCB
mmCT
SCT
5.345.123
235.1
816
)3.1...8.1
3(
====
=
43
BLM 4
ISIL DAILIM
4.1 Giri
Enjeksiyon scaklnn da, metalin katlamas zerinde bir etkisi bulunmaktadr.
Akkanl yeterince uzun muhafaza etmek iin, sv metal mmkn olduunca
yksek bir scaklkta bulunmaldr. Al-Si ve Al-Si-Cu grubundan sk kullanlan
alamlar iin, enjeksiyon scakl minimum 620 oC ila maksimum 700 oC arasnda
deimektedir. Birok durumda, enjeksiyon scakl 640 660 oCdir. Bu scaklkta
dklen parann kalp iinde katlaana kadar geirdii srede kalp ile s al verii
olur. Bu scaklk alverii uygun scakla dene kadar devam etmelidir. Kalp
tarafndan emilen bu snn da soutma kanallar ile kalptan uzaklatrlmas
gerekmektedir. Bir kalptaki scaklk dalm; parann kalitesine, ekme oranna,
para da meydana gelebilecek bzlmelere, yolluk ve parada scak metalin
akkanlna, doldurma zamanna ve kalbn evrim sresinde etkilidir.
Yksek kalp scaklklarnda;
- Zayf enjeksiyon sonucu kalpta deformasyon ve yapma problemleri
- Daha uzun kalp evrim sresi
- Parann zor bir ekilde kalptan kartlmas
- Kalpta oluan i gerilmelerin artmas ve kalp mrnn azalmas
- Porozite ve bzlme boluklarnda art,
44
- Parann boyutsal deerlerinde kayp ( kalp scaklndaki byk blgesel
deiikliklerden kaynaklanabilen tolerans farklar ),
Dk Kalp Scaklklarnda
- Yetersiz scaklk nedeniyle dzgn olmayan ak ve kalitesiz para
- Hzl souma nedeniyle parada yapma problemleri
- lsel dorulukta azalma
- Gzle grlr ekilde para zerinde ak izleri
- Parann zor bir ekilde kalptan kartlmas
- Yalayc etkinliklerinin azalmas,
- Tam dolmayan gz sonucu hatal para elde edilmesi gibi sorunlarla
karlalr.
Is alverii, kalptan geen saatteki alam miktar ile verilmektedir. Bu etkiyle ve
yaylan s miktar ile orantl olarak, kalp scakl belli bir s dengesini yakalayana
kadar artmaktadr. Is denge noktas, belirli bir s rejimi ve kalp dalm kapasitesine
gre belli bir scaklkta stabil hale gelmektedir.
4.2 Kalpta Isl Dalm
Kalpta sl dalm; tezgah plakas ile iletim yaparak, aplikte oluturulan soutma
kanallar, aplik yzeyine pskrtlen soutucu ve ya ile s transferi yaparak, son
olarak da ortamda bulunan havaya ma ile olmaktadr. Yksek basnl enjeksiyon
kalplarnda, alminyum ve magnezyum alaml dkmlerde her bir baskda ortaya
kan enerji 607 kj/kg dr. Bu enerjinin kalptan uzaklatrlmas iin dizayn olarak
yapabilecek olan ise aplikte soutma kanallar dolatrarak bu enerjiyi almaktr.
Alan bu kanallarda paraya ve alama gre su veya ya dolatrlr. Youn
soutmada ( hissedilir seviyede yksek s ), su, halen kalp i soutmas iin en ok
kullanlan akkandr. Su ile soutmadan ileri gelebilecek s oklarnn ortadan
kaldrlmas ok byk bir nem tamaktadr. Blgesel olarak soutma ok youn
olduunda ve sl ok ok yksek olduunda, atlaklara yol aabilen ve hatta kalp
45
bloklarnda krlmalara neden olabilen elik direncini aacak ekilde ok kuvvetli i
gerilmeler ortaya kmaktadr. Tablo 4.1de enjeksiyon paralarnda en ok kullanlan
malzemelerin sl zellikleri verilmitir.
Tablo 4.1 Yksek basnl dkmde kullanlan baz alminyum alamlarnn 1
kg alam iin sl zellikleri
DIN ALAIMI 226 230/231 239
ZGL AIRLIK kg/dm3 2,72 2,67 2,65
ISI LETKENL kcal/cm2/cm/sn/oC 0,25 0,33 0,32
ZGL ISI kcal/kg/ oC 0,23 0,23 0,23
GZL ERGME SICAKLII kcal/kg/ oC 93 93 93
ST ERGME NOKTASI oC 588 580 577
ALT ERGME NOKTASI oC 521 525 -
KATILAMA ARALII oC 67 55 -
MAKSMUM DKM SICAKLII
oC 710 730 700
LGL ISI MKTARI kcal/kg 256 261 254
PARANIN KALIPTAN IKARTILMA SICAKLII
oC 350 350 350
KALIBA AKTARILAN SICAKLIK kcal/kg 176 180 173
MNMUM DKM SICAKLII
oC 630 650 640
LGL ISI MKTARI kcal/kg 238 242 240
PARANIN KALIPTAN IKARTILMA SICAKLII
oC 250 250 250
KALIBA AKTARILAN SICAKLIK kcal/kg 180 185 183
46
Kalptaki s alverii aklanrsa:
680 oCde enjekte edilen AlSi9Cu3 ( DIN226) 1750 gramlk braket paras iin.
Para 300 oCde kalptan kartlacak ve saatte 70 para retimi yaplabilir kabul
edilirse, kalba giren s miktar;
xMCTMxCxQ g+= forml ile hesaplanr.
Toplam Para Arl;
Para arl1.75 kg
Gz says 2
Hava cebi 0.26 kg
Yolluk arl 0.875 gr olarak belirlenmiti. Yani toplam arlk M= 4.02 kg dr.
- 1 kg alamn s miktar;
(93 + ( 680 300 ).0,23 = 180,4 kcal
Braket paras iin s miktar 180,4 kcal x 4.02 = 725.2 kcal dir
Parann kalba ilettii s; saateki retim miktar ve iletilen sya baldr.
725.2 x 70 = 50764 kcal / saat
Tek bir evrim sresi esnasnda, giren snn younluunun, evrimin kendi fazlar
fonksiyonunda nasl etkilendii incelenirse;
Enjeksiyon faz:
- Alam scakl : 680 oC
- Alamn st ergime noktasnn scaklk d : 580 oC
- Aktarlan s : 92.4 kcal
47
Katlama faz:
- Alamn alt ergime noktas scaklnn d : 525 oC
- Aktarlan s : 425 kcal
Souma faz
- Komple parann kalptan karlma scaklnn d : 300 oC
- Aktarlan s : 207 kcal.
Is ak younluundaki bu deiimin, normal bir evrim boyunca, apliklerin yzey
scaklklarnda bir deiime neden olduu anlalmtr. Bununla ilgili olarak, 1
kilogramlk alam iin 1 oClik bir d elde etmek iin iletilen s, saf alminyum
iin ortalama olarak yledir:
Qs = 0,22 ( kcal / kg. oC ).1 kg.1 oC
Ayn element iin, gizli s ( 1 oC civarnda ) u deere eittir:
Ql = ( 93 / 420 ). ( kcal / kg ). 1
ki miktar arasndaki oran: Ql = 400 Qs
Buna gre soutma sistemi hesaplanrsa, soutucu akkanlar, kanal kesiti (ap),
akkann kinematik viskozitesi ve hz, debi ve hareket tipini belirlemektedir.
Bu ilikiler, ekil 4.1de Reynolds ( Re ) says ( boyutsal byklk ) ile ifade
edilen akkan rejimlerini belirlemektedir.
Reynolds saysna gre farkl rejim tipleri bulunmaktadr:
Re 0 ila 2000 arasnda : Yapraks rejim ( laminar )
Re 2000 ila 3000 arasnda : Kark rejim ( kritik blge )
Re 3000 ila 10000 arasnda : Trblansl rejim
48
Reynolds saylar, soutucu ett iin ok byk bir nem tamaktadr. nk, s
transfer kapasitesi, direkt olarak buna baldr.
Minimum s transfer kapasitesi, 0 ila 2000 arasnda deien Reynolds saylarna
karlk gelmektedir. Maksimum s transfer kapasitesi 3000 ve daha fazla olan
Reynolds saylarna ( trblansl rejim ) karlk gelmektedir.
Yksek basnl dkm kalplar iin soutucu devrelerdeki akkan rejimi, kalp
normal retimde olduunda genellikle trblansl tiptedir. Laminar rejim koullar,
anlk kesintilere uradnda kullanlmaktadr Trblansl ak rejimi sz konusu
olduunda, akkann yeniden snmas ( giri scakl ile k scakl arasndaki
fark ) genellikle dktr. Laminer rejim sz konusu olduunda, akkann yeniden
snmas yksektir. Akkann scakl girie gre olduka artmtr ve baz
durumlarda kaynama olabilmektedir ve su kullanldnda buharlama
gerekleebilmektedir.
Kalplarn soutucu devreleri, giri ve klarda, musluk ve vanalarla
donatlmlardr. Bu musluk ve vanalar ile oynanarak akkan debisi ayarlanabilmekte,
bylece de istenen ak rejimi ve hz elde edilebilmektedir. (ekil 4.1)
Reynolds Saylarnn hesaplanmas iin forml:
Re = D.V /
D = Devre ap ( m )
V = Akkann ortalama hz ( m/sn )
= Kinematik viskozite ( m2 / sn)
49
ekil 4.1 Ak tipleri
V = Ortalama hz
U = Noktasal hz
V max / U = 0,5 laminer ak iin
V max / U = 0,8 trblansl ak iin gerekleen hz deerleridir.
Soutma sistemi iinde kullanlan akkann zelliklerini ayrntl incelenirse;
Akkann devrelerin iinde akt hz, akkann kendi basnc ile belirlenmektedir.
xgxHV 2= ( m/sn )
g = yer ekimi ivmesi ( 9,81 m/sn2 )
H = Akkann hidrometrik ykseklii ( m )
1 atmosfer basnta su kullanldnda H = 10 mdir.
Uygulamada; devrelerde bu ekilde hesaplanan hz, devrenin kendisinden
kaynaklanan harekete kar diren nedeniyle llemez. Ancak daha dk hzlar
llebilir. Bu diren, bir basn dne neden olmaktadr. Hz, uzunluk,
przllk, yn deiiklikleri gibi devrenin yapsal zellikleri ile belirlenmektedir.
smxxV /141081.92 ==
50
Eer devrede 12 mm soutma kanallar kullanrsa, akkann soutucu
devrelerinin iinde akarken sahip olduu hza gre ve fiziksel boyutlarna gre, birim
zamanda, devreden geen soutucu akkan (Qd),
Qd = V (cm / sn) x So(cm2)
4
2.11402xxQd = = 140 x 1.133 = 158.25 cm3/sn = 570.6 l/saat
Kalbn emmesi gereken snn byk bir ksm, apliklerin scakln arttrmaya yol
amaktadr. Scakln artmas, katlama sresini uzatmaktadr. Bu sre, parann
kalptan kartlmasndaki optimum scakla kadar soutmak iin, parann ihtiya
gsterdii sredir. Kalp scaklnn artmasndan ileri gelen katlama zamanndaki
art, parann diren ve dayanm kalitesine bal olan tane irilemesine yol
amaktadr. Sonu olarak, parann kalitesinde bir azalma olacaktr. Verimlilii
arttrmak iin, yapabilek tek ey soutmay arttrmaktr. Soutma sistemi
hesaplarnda; soutucu akkan su olduunda, devre yzeyi, para yzeyine eit
olacak ekilde ayarlanmaldr. Soutucu akkan olarak ya kullanldnda, kanallarn
yzeyi, para yzeyinin 2 ya da 3 kat olmaldr. nemli noktalardan biride soutucu
devrelerinin apdr. Yksek basnl dkm tezgahlar zerindeki tertibatlar
basitletirmek iin, tm kalplar iin standart bir l kullanlmaktadr. Is taransferi
asndan sras ile; 8 mmlik aplar, r1/8 lsndeki tpler ile balant iin
uyarlanmaktadr. Bu boyut iyi bir s transfer kontrolu salamaktadr. 11 mm aplar
r1/8 lsndeki tpler ile balant iin uyarlanmaktadr ve s transferi bakmndan
daha etkindirler. 15-12 mm, r3/8 lsndeki tpler ile balant iin
uyarlanmaktadr ve s transferi bakmndan ok fazla etkin deildirler. Byk apl
soutma kanallar, soutucu akkan olarak ya kullanldnda ve byk kalplar sz
konusu olduunda daha ok kullanlmaktadr. Braket kalb da byk kalp snfna
girmektedir.
Buna gre; braket paras iin daha nce hesaplanan para, hava cebi, yolluk ve
topuk projeksiyon yani yzey alan; 1092 cm dir. 12 mm apl devre iinde su ak
ile soutma salanr ise 1092 cm2 yzey alan ile devrenin uzunluunun ne olaca
belirlenebilir.
51
- Birim yzey alan; 1.2 cm x 3.14 = 3.768 cm2
- Devrelerin uzunluu; ( 1092 cm2 / 3.76 cm2 ) = 290.43 cm
Para termik ya ile soutulursa- ki bu tasarm yaplan braket paras kalb iin
daha uygundur- soutma devrelerinin yzeyi, para yzeyinin 2 ya da 3 kat olarak
hesaplanmaldr.
- Devrelerin uzunluu: ( 1092 cm2 / 3.76 cm2 ) x 3 = 871 cmlik bir uzunlua
ihtiya duyulmaktadr.
Kalp soutucu mekanizmasnn boyutsal yaklamn gsteren bu hipotez, tam
olarak kesin deildir. nk, retilecek parann aln yzeyi ve kalbn muhafaza
etmesi gereken soutucu mekanizmas yzeyini karlatrmaktadr. Daha nce de
belirtildii gibi sistemde oluan basn, hz ve debi snn kalptan uzaklatrlmasn
salar. Nekadar iyi yerletirilmi bir soutma sistemi olursa olsun sistemdeki yetersiz
debi sonucu uzaklatrlacak sda yetersiz olacandan soutma sistemi tam olarak
ilevini yerine getiremez. Bununla beraber soutma sisteminin, para yzey alanna
uzaklda nemli etkenlerdendir.
Soutucu akkan ile s alveriinin etkinlii bal olan devre eperlerinin
scakl, aplik yzeyi tarafndan giren s ak deeri ve ayn yzeye oranla devrenin
bulunduu mesafe ile belirlenmektedir. Deneysel veriler, 10 20 kcal/h/cm2 giri s
ak ile, scaklk, yzeyin kendisi ile her milimetre mesafe iin, yaklak 2-3 oC
azalmaktadr. ki deer arasndaki ortalama alnarak scakln 2,5 oC / mm azald
kabul edilmektedir. Aplik yzey scaklnn 300 oC olduunu dnelim, devre 40
mm mesafededir. eper scakl u ekilde hesaplanmaktadr:
-Mesafe
40 mm x 2,5 oC/mm = 100 oC
-Aplik scakl
300 100 = 150 oC
52
Devre eperinin scakl, 200 oCdir. En nemli noktalardan biri de; devre eperi,
soutucu akkan ile temas halindedir ve scakl, akkann buharlamasna yol
aabilecek bir deerde olmamaldr. Sistem iinde laminer rejimde akan (Re < 2000)
su sz konusu olduunda, devre eperinin scakl, 90 95 oCi gememelidir. Eer
su, trblansl bir rejimde akyor ise, (Re > 3000), eper scakl, 150-200 oCi
gememelidir. Soutucu akkan olarak ya kullanldnda, ya daha yksek
kaynama noktasna sahiptir, eper scakl daha yksek gerekleebilmekte ve
soutucu devre, aplik yzeyine daha yakn olabilmektedir. Sistemin paraya olan
uzaklklar ve alternatif soutma ekilleri incelenirse;
Dk b aralkl kanallar, yksek aralkl kanallara gre daha iyi transfer salar
ancak bu seferde basn kayplarnn da artaca mutlak olarak gz nnde
bulundurulmaldr (ekil 4.2). yi bir s transferi iin aplara gre seilebilecek olan
boru eperleri, Tablo 4.2de grlmektedir.
Tablo 4.2 Boru aplarna gre eper kalnlklar
eper kalnl Boru ap
2mm 8-10 mm
4mm 10-12 mm
6mm 12-15 mm olmaldr.
Ayrca parada gerekli grlen blgelerde, yani et kalnlnn olduu ve parada
scak kalaca ve porozite oluaca dnlen blgelerde veya soutma kanallarnn
rahata dolatrlamayaca blgelerde soutma tpleri kullanlabilir (ekil 4.3).
ekil 4.2 Soutma sisteminin yerleimi
53
ekil 4.3 a Lamelli Soutma Tpleri; ya kullanlan sistemlerde C= 35-40, su
kullanlan sistemlerde C= 50-60 mm olmaldr.
54
ekil 4.3 b Helzon Soutma Tpleri; ya kullanlan sistemlerde C= 35-40, su
kullanlan sistemlerde C= 50-60 mm olmaldr.
zellikle yaplan analizler sonucunda ortaya kan poroziteli blgelerde bu tip
noktasal soutma yaplarak s transferi younlatrlr ve bu blgelerde ekinti
nlenebilir.
55
BLM 5
DZAYNIN GZDEN GERLMES VE ANALZ
5.1 Braket Parasnn Yolluk ve Doldurma Analizi
Analiz yntemi olarak kullanlan pek ok program bulunmaktadr. Bunlardan
yksek basnl enjeksiyon kalb dizaynnda geree en yakn sonu verenlerinden
biride Magma Soft programdr. Programda; parann, yolluun ve eer istenir ise
hava cebi, soutma kanallar 3 boyutlu olarak modellenir. stenilen tezgah
parametreleri girilerek; yolluun doldurma analizi, parada katlama, porozite oran
gibi pek ok bilgiye ulalr. Braket paras modellendikten sonra aadaki verilere
uygun olarak analizi yaplmtr.
Para arl: 1750gr
Para projeksiyon alan: 390 cm
Toplam projeksiyon alan: 1092 cm
Kovan boyu: 700 mm
Aktif kovan boyu: 633 mm
Piston ap: 100 mm
Doldurma zaman: 67 ms
Kap giri hz: 35 m/s
Kap giri kesiti: 340 mm2
56
ekil 5.1 Para, yolluk modellerinin Magma Soft programnda
boyutlandrlmas
Parann 3 boyutlu olarak modellenmesi ve verilerin girilmesi sonucu oluan
dkm similasyon sonular;
57
ekil 5.2 Doldurma zaman
58
ekil 5.3 Scak birleme yzeyleri
59
ekil 5.4 Katlama zaman
60
ekil 5.5 Porozite blgeleri
61
ekil 5.6 Parada poroziteli blgeler
ekil 5.7 Parada poroziteli blgeler
62
ekil 5.8 Porozitelerin derinliklerinin incelenmesi
ekil 5.9 Porozitelerin derinliklerinin incelenmesi
Parada kalp ayrma yzeyine yakn blgelerde oluan poroziteler hava cebi
konularak, daha ieride kalan poroziteler ise bu blgelerin noktasal olarak soutulmas
sonucu giderilebilir.
63
BLM 6
KALIBIN DZAYNI
6.1 Para Ayrma Dzlemleri
Kalp ierisinde parann ve arakesitin farkl yerletirilmesi, kalp tasarm ve
imalatnda kkl deiikliklere yol aabilmektedir. Bu seim, estetik, mekanik,
boyutsal, yapsal zellikler zerinde, fini ilemlerinde ve zellikle kalp maliyeti ve
sonu olarak da para maliyeti zerinde belirleyici bir etkiye sahip olabilmektedir.
Braket parasnn kalp ayrma yzeyleri ekil 6.1de gsterilmitir.
ekil 6.1 Braket paras kalp ayrma izgisi
Maa arakesiti
64
Tasarm; diren, ilenebilirlik ve bileenlerin minimum anmasn garanti etmek
zorundadr. Kalp bileenlerinin maruz kald kuvvetler dikkate alnarak tasarmda
titiz davranlmaldr. Krlma ve atlamalara ve erken anmaya neden olan esnemeye
de dikkat edilmelidir. Bunlar dkm esnasnda zellikle parann iticilerle karlmas
aamasnda sorunlara neden olmaktadr. Aada, kalp elii reticilerinin kalp
boyutlar iin sunduklar baz pratik tavsiyeler yer almaktadr:
6.2 Aplik Boyutlar
Aplik ve d yzey arasndaki mesafe, 70 mmnin altnda olmamaldr. Bylece
kalpta basma yzeyi artrlarak esneme engellenir. Maal paralarda, maa ekline
ve maa yataklama mesafesine gre gzn d yzeye olan mesafesi byk
tutulur(ekil 6.2). Braket paras iin; A= 90 mm ( maa alma yzeyi) B= 70 mm
olarak alnabilir.
ekil 6.2 Aplik boyutlarnn belirlenmesi
65
D ykseklii ise parann motifli blgesinden sonra kalp pimlerinin
yataklanabilecei ve soutma sisteminin dizayn iin yeterli yer kalacak lde
olmaldr. 30 mm aralkl ift katl bir soutma sistemi iin; aplikteki motif sonras
ykseklik 110 mm olmaldr. Parann aplik gzndeki en derin noktas 45 mm ise
aplik ykseklii minimum E= 155 mm olmaldr. Kalp ayrma izgisine gre
apliklerin modellenmesi yaplnca tam net l oluacaktr.
ekil 6.3 Hareketli apliin 3D modellenmesi
6.3 Blok Boyutlar
Kalp tasarmnda ana gvdeyi oluturan blok tasarmnda dikkat edilmesi gereken
baz noktalar;
- Kalbn, kolonlar arasndan kolaylkla geebilecek ekilde, herhangi bir paras
sklmeksizin tezgaha monte edilmesidir.
- Kalp, mmkn olduu taktirde tezgah eksenlerine dik olarak ancak zellikle
tezgahn merkez ksmna yerletirilmelidir.
66
- Hareketli ve sabit kalplar arasnda yer alan drt merkezleme pimlerinden bir
tanesi, kalp montaj hatalarn ortadan kaldrmak iin asimetrik olarak
yerletirilmelidir ( tici plakalarna ait drt pim iin de bu geerlidir ).
- Bloklar ile merkezlemenin yan sra aplik zerinde merkezlemelerin bulunmas
daha salkldr.
- Ana gvde ve maa tayc arasndaki birleme, basn etkisi ile yer deiimi
engellenecek ekilde tasarlanmaldr.
- Kalp ara kesitinin, kalbn kapanmasn engelleyen ve yatay maa tayclarn
kurs sonlarnn kt ilemesine neden olan kirlilik ve apak birikimlerine yol aan
vida balarn iermemesi gerekmektedir. Bu nedenle tm tasarmda civata kafalar
paralarn iine gmlecek ekilde dizayn edilmelidir.
- Mmkn olduunca, aplik btnn ittiren merkezin tezgah plakas merkezi ile
uyumlu olmas gerekmektedir.
Sktrma faz olan 3. fazda kalplar ar derecede zorlanmaya tabidirler.
Malzemenin teknolojik zelliklerine gre kalp yzeylerinin gvenlii iin zel
dkm adetlerinde gerilim giderme tavlamasnn yaplmasna ihtiya duyulmaktadr
Genel olarak aplik derinlii ve kalp kalnl arasndaki oran 1/3n altnda
olmamaldr.zellikle hareketli blokta kmeler sonucu parada boyutsal deiiklikler
ve apaklanmalar oluur.Blok krlmasna yol aabilecek olas kme kuvvetleri iin,
nerilen maksimum limitler u ekildedir:
200 kN kapatma kuvveti olan tezgahlar iin 0,02 mm ( hassas paralar ),
4000 kN kapatma kuvveti olan tezgahlar iin 0,04 mm,
4000 kNden byk kapatma kuvveti olan tezgahlar iin 0,06 mm.
Sktrma ve bklme kuvvetlerine daha fazla maruz kalan ksmlar, aplik blounu
tayan hamilin yan eperleri ve itici plakann almas iin hamilde alan
boaltmada olan kmedir. Bu ksmlarn, tezgahn kapatma kuvvetine diren
gstermesi gerekmektedir. Ayrca kalp tasarmnda, kalbn taklaca yksek basnl
dkm tezgahda dikkate alnmaldr. zellikle, plakalarn boyutlarnda, enjeksiyon
67
eksenleri pozisyonlarna gre itici pimlerinin gei deliklerinin pozisyonlarna dikkat
edilmelidir. Tasarm, tezgah iin verilen minimum kalp boyutlarndan byk olmal,
kalp montaj srasnda kilitleme takozlarnn balanabilecei mesafe braklmal ve
tabi ki maa taycsnn strok boyuna uygun uzunlukta yaplmaldr. Para
projeksiyon alan kullanlarak hesaplanan tezgah ama kuvetinden daha byk
deerde kilitleme kuvvetine sahip olan Italpress 1350 tonluk tezgah daha nce
seilmiti. ekil 6.4de bu tezgaha ait tabla lleri verilmitir.
ekil 6.4 ItalPress 1350 ton tezgah plakas lleri
Tezgah boyutlarna gre hareketli ve sabit blok tasarm yaplrken dikkate edilmesi
gerekli olan noktalardan biri de kalbn tezgah tablasna balanabilmesi, kolonlar
arasndan rahatlkla geebilmesi ve uygun kovan ykseklii bulunarak bu noktaya
gre bloun ekillendirilmesidir. Italpress 1350 ton tezgahnda sabit tarafta bulunan
Hareketli Taraf
Sabit Taraf
68
kovan balama delikleri iin ekil 6.4de de grlecei gibi 3 olaslk mevcuttur.
Kalp boyutlarna gre bu 3 eksenden en uygun olan seilebilir. Braket kalb tasarm
parann bykl de gz nne alnarak -250mmlik eksenden balanacak ekilde
yaplacaktr. Sabit hamil ykseklii; 1350 tonluk tezgahn piston strouna gre
belirlenir. Eer blok kalnlnn piston stroundan daha uzun yaplmas gerekiyor ise
yolluk ile piston strounun biti noktas arasndaki mesafeye topuk yolluk yaplr.
1350 ton tezgah iin piston stou 290 mm olmaktadr. Daha ncede aplik boy 155mm
olarak hesaplanmt. Ohalde blok kalnl 290-155= 135 mm olmaktadr.
ekil 6.5 Hareketli blok lleri
Hareketli hamil ykseklii = 3 x aplik ykseklii = 3 x 155 = 465 mm
69
ekil 6.6 tici plaka alma blgesinde, blokta oluan deformasyon ve dzgn
yayl yke sahip bir kirite deformasyon
malat gerekliklerinden dolay, direnli yzeyler snrldr. ( H ) Ykseklii, gerekli
itici kursu ile belirlenmektedir. tici kursu parann kalptan rahata kabilecei ve
robot kol veya alann alabilecei ekilde paray yerinden oynatmaldr.
Hamilde H ykseklii hesaplanabilir. Blokta en uzun boaltmann olduu blge
referans alnabilir. Deformasyon hesabn kolaylatrmak iin bu blge, yayl yke
maruz bir kiri olarak kabul edilebilir. Kiriteki maksimum deformasyon 0,6 mmdir.
Dzgn yayl yke maruz bir kiriteki maksimum deformasyon ekil 6.6'da
gsterilmitir.
fd(mm)= Deformasyon, W (N/m)= Yayl yk, Lh=Toplam Boy(m), a(m)=Yke
olan mesafe(m), b = Lh/ a , E=Elastite Modl=190 GPa = 190x109 N/m
70
)16245()21(384
423
bbxbEI
WxLhf += forml ile hesaplanr.
W = FLN olarak alnr. Yani 1350 tonluk tezgah iin maksimum 13500 KN yk
uygulanacaktr.
Lh= 0.66 m
b= a/Lh = 0.26/ 1.18 = 0.22 dir.
ekil 6.7de grld gibi blok; 5 basit dikdrtgene blnerek atalet momenti
hesaplanr.
ekil 6.7 Atalet momentinin hesaplanmas
3169.01105.005472.00252.0
)225.017.065.0(2)292.018.0304.0(2)07.014.0018( =++++= xxxxxxxxy m2
)2469.00252.012
14.018.0(2 23
1 xxxI += = 0.003115 m4
)0249.005472.012
304.018.0(2 23
2 xxxI += = 0.00097 m4
71
)0919.01105.012
17.065.0( 23
3 xxI += = 0.00119
I= I1+I2+I3 = 0.005275 m4 olarak hesaplanr.
00039.0)22.01622.0245()22.021(005275.010190384
18.11013500 429
33
=+= xxxxxxxxxxf m
yani parada 0.39 mm kme olumaktadr.
6.4 Soutma Sistemi
Aplik ve soutma kanallar arasndaki mesafe, ya ile soutmada 35-40 mmnin
altnda olmamaldr. Daha nceki blmde de hesapland gibi 871 cm uzunluunda
soutma kullanlmaldr. Ayrca Magma soft program ile yaplan analiz sonucu ortaya
kan poroziteli blgelerde noktasal soutmalar yaparak poroziteyi engellenmelidir.
ekil 6.7 ve 6.8de grlecei gibi sabit aplik ve hareketli aplikte 871/ 2 = 436 cm
uzunluunda 2 katl soutma sistemleri dizayn yaplabilir.
72
ekil 6.8 Hareketli aplikte soutma sistemi
73
ekil 6.9 Sabit aplikte soutma sistemi
6.5 Maann Boyutlar
Maa dizaynnda uygulanan eitli yntemler vardr. Parada karlmas gerekli
yzeyin olutulmasndan sonra maann paradaki konumuna gre mmkn
olduunca maa yan yzeylerine a verilmelidir. Bylece maann aplik ierisinde
merkezlemesi daha salkl olacaktr. Braket paras maa dizaynnda ekil 6.9da
74
grlecei gibi, maa ayrm yzeyinden 45 mm uzakla kadar 3 ynde 2 derece a
verilmitir. Ayrca maada uygulanacak soutma sistemi de grlmektedir.
ekil 6.10 Maann aplikte yataklanmas iin (2-30) a verilmesi ve soutma
sistemi
6.6 Maa Taycs Boyutlar
Maa tacsnn dizayn iin nemli faktrler; maann ekli, boyutlar, maann
mekanik veya hidrolik sistemle almasdr.
75
ekil 6.11 Maa taycs, kilitleme kamas ve boynuz milinin konumu
Mekanik sistem; Kalplarda hareketli bloun hareketi ile ve al bir milin maa
taycsn istenilen kurs mesafesinde ileri ve geri hareketi yapmasn salamasdr.
Kullanlan al milin as, maa kilitleme asndan 2-30 daha kk olmaldr. ekil
6.10da da grlecei gibi, 210 kilitleme asna sahip maa taycnda boynuz as
180 olmaldr.
Avantajlar: Tezgahn kapanma ve alma evrim sresi, gerekten ok uzun
deildir. malat, snrl bir maliyete sahiptir.
Sakncalar: Kurslar, 30 50 mm ile snrlanmtr. Maa tayclarn boyutu ve
pozisyonlarnn hassasiyeti nem kazanmaktadr.
Hidrolik sistem; maa ve yanal maa tayclar iin, zel elektrovalfler tezgahn
hidrolik sistemi tarafndan beslenen ve kalbn yan tarafna monte edilmi hidrolik
76
silindirlerden faydalanmaktadr. Yanal maa tayclarn ve maalarn hareketi,
tezgahn kapanma ve alma hareketi ile kazandrlmaktadr.
Avantajlar: Hareketlerin sras, para geometrisi ile belirlenen gerekliliklere gre
programlanabilmektedir. Kurs boyu iin bir snrlama yoktur.
Sakncalar: maliyeti arttrr. Hidrolik sistemde meydana gelebilecek bir arzada,
gereksiz durular yaratacaktr.
Maa taycs boyutsal dizayn iin;
ekil 6.11de maann maa taycsna merkezlenmesi iin yaplan boaltma
grlmektedir. ekil 6.12de ise 222 hbld ++= forml ile bloktaki boaltma miktarlar belirlenmektedir. B ve h lleri maann boyutlarna gre olumakta ve
l(min)= 1.5 x h olmaldr. ekil 6.13de maa ve maa taycsnn 3 boyutlu
modellenmesi tamamlanmtr. ekil 6.14de oluturulan maa taycs
llendirilmi olarak grlmektedir.
ekil 6.12 Maann yataklanmas iin maa taycnda boaltma yaplr.
77
ekil 6.13 Maa taycsnn boyutlandrlmas
ekil 6.14 Maann ve maa taycsnn montajl hali
ekil 6.15 Maa taycsnn lleri
78
Maa taycs, ekil 6.15de belirtilen toleranslar dahilinde gsterilen kzaklar
zerinde hareket etmekte ve bu toleranslara uygun olarak blokta boaltmalar
yaplmaktadr. ekil 6.16, ekil 6.17, ekil 6.18, ekil 6.19da maa taycs, maa,
kzaklarn bloktaki yerleimleri grlmektedir. ekil 6.20de ise maa taycsnn
hareket mekanizmas elemanlar yani boynuz mili ve kitleme kamas grlmektedir.
A D8
B h6
C D8
D h6
E H7/h6
L H7/h6
F H7/h6
A-2B h7
ekil 6.16 Blokta, maa taycsnn yerleimi
79
ekil 6.17 Hareketli blokta maa taycs ve kzak yuvalar
ekil 6.18 Maa taycsn, merkezleme ve yataklama grevi yapan kzaklar
80
ekil 6.19 Maa ve kzaklarn konumu
ekil 6.20 Maa taycsnn, hareketli blokta yerleimi
81
ekil 6.21 Maa taycs, maa, kilitleme takozu ve boynuz mili
6.7 Eksenleme Sistemi
Hareketli ve sabit kalp paralar arasnda istenen karlkl pozisyon, genellikle
aplik zerinde eksenleme iin konulan pim veya kalp arakesitine uygun olarak
kelerden merkezleme takozlar ile salanmaktadr. Bloklar zerinde ise; hareketli
kalp zerinde burlar ve sabit kalp zerindeki kolonlar ile elde edilmektedir(ekil
6.21 ve ekil 6.22).
Kolonlar ve burlar arasndaki boluk, kalp imalat safhasnda kesin ve hassas bir
ekilde belirlenmektedir. Ancak bu boluk, her iki kalp parasnn dkm esnasnda
birleebilmesi iin bir miktar arttrlmaldr. Kalp scaklklarnda deiiklikler sz
konusu olduunda, kalp paralarnn karlkl pozisyonu deiebilmekte ve buna
bal olarak ta sonuta parada boyutsal deiiklikler sz konusu olabilmektedir.
Bu hareketleri snrlamak yada ortadan kaldrmak iin, iki kalp paras arasnda X
ve Y eksenlerinde yer alan merkezleme takozlar yerletirilmektedir. Bunlarn saylar
ve yerleri, kalp yapsna baldr.
ekil 6.23de grlecei gibi, ana ama hareketli blok ile sabit bloun
merkezlemesini salamaktr. Ayrca mekanik maal sistemlerde; boynuz milinin,
Maa Kitleme
Takozu
Boynuz Mili
Maa
Tayc
82
maa taycsna temasndan nce merkezleme yaparak kilitlemenin salkl olmasn
ve boynuzlara yk binmesini engellemektir.
ekil 6.22 Kalp eksenleme mili
ekil 6.23 Kalp eksenleme burcu
83
ekil 6.24 Kalp eksenleme mili ve burcu
Tablo 6.1 de para yzey alanna bal tavsiye edilen kolon aplar grlmektedir,
Kolon ile bur arasndaki yataklama mesafesinin, aptan byk tutulmas tavsiye
edilmektedir.
Tablo 6.1 Para yzey alanlarna gre kolon aplar
Kalp paralarnn yzeyleri Kolon ap
( mm ) 300e kadar 12 300 ila 600 20 600 ila 1200 22 1200 ila 1800 25 1800 ila 2400 30 2400 ila 4500 35 4500 ila 6500 40 6500 ila 10 000 65
84
6.8 tici sistemi
Parann dkm yapldktan sonra, Hareketli tarafta kalan parann aplik
yzeyinden ayrlmas oparatrn veya robot kolun paray rahat alabilmesi iin
uygulanmaktadr. Haraketini tezgahtan otomatik olarak veya aplik zerine
yerletirilen geri dn pimlerinden almaktadr. ekil 6.23de iticinin yerleimi ve
iticinin rahat alabilmesi iin gerekli toleranslar grlmektedir. Tablo 6.2de ise
standart itici lleri grlmektedir.
nemli olan, iticilerin para zerinde yeterli sayda ve dengeli bir dalma sahip
olmasdr.
ekil 6.25 ticilerin ve itici deliklerinin llendirilmesi ve gsterilmesi
D= tici ap
DAplik= Gei delii ap= D + 0,05 veya +0,10 (boluk)
Hareketli
ksm
Aplik
tici
plakas
85
F= Klavuz (yataklama) boyu
D boluu ile uzunluk : D = 8 mm iin F = 30 mm
D boluu ile uzunluk : D > 8 mm iin F = 40 mm
N= Para zerindeki itici izleri 0 ile +0,5mm olmaldr.
C= D + 1,5 mm
H= tici pim kafas ap
Y= H + 1mm veya 2 mm
T= tici kursu; Parann hareket edebilmesi iin uygun mesafede olmaldr.
Tablo 6.2 tici pim standart lleri ( DME)
d1 g6(mm)
k 0,05
d2 0,2 r L
3 3 6 0,3 100 500 4 3 8 0,3 100 500 5 3 10 0,3 100 800 6 5 12,5 0,5 100 800 8 5 14 0,5 100 1250 9 5 14 0,5 100 630 10 5 16 0,5 100 1600 11 5 17 0,5 100 630 12 7 20 0,8 100 1600 14 7 22 0,8 100 1600 16 7 22 0,8 100 1000 18 7 24 0,8 100 2000 20 8 26 0,8 125 2000
6.9 Hava Cepleri ve Hava Tahliye Kanallar
Kalpta dkm srasnda kalp gz ierisindeki havann, su buharnn ve kalp
ayrc yalarn ayrmasndan kan gaz rnlerinin kna imkan salamaldr.
Bunun iin parada belli noktalara hava cebi ve hava firarlar konulmaktadr. Bylece
gz iinde skan hava bu ceplere dolmakta ve parann ana gvdesinde porozite
86
olumasn engellemektedir. Dikkat edilecek nokta scak metalin, aplik gznde en
son ulaaca yani havann skaca blgelere hava cebi konulmas gerekliliidir.
Skan havann ilerlemesi ve tekrar aplik iine dnmesini engellemek iin hava
ceplerinin arkasna hava firar kanallar almaldr.
ekil 6.26 Hava cebi ve firar tasarm
Hava cebi says; para arl 1 kgmn zerinde ise, para alnn %20_30u
kadar olmaldr. Para arl 1 kgmn altnda ise para arlnn %15-20si kadar
alnabilir. Braket parasnn arl 1.75 kg olduuna gre; toplam hava cebi arl:
Toplam Hava Cebi Arl = 1.75 x 0.2 = 0.35 kg olmaldr.
Hava firar kanallar ise havann gemesine izin vermeli ancak alimnyumun
gemesine izin vermemelidir. Bunun iin hava firar kanallar malzemenin cinsine gre
0.1 ile 0.5 mm kalnlkta almaldr. Hatrlanmaldr ki; basnl alimnyumun
ulat her dzlem projeksiyon alann bytmekte bu da kalp ama kuvvetini
arttrmaktadr.
87
BLM 7
SONULAR
7.1 Sonu
Bu almada yksek basnl alminyumun enjeksiyon kalplarnn tasarmn
etkileyen faktrler zerinde durulmutur. Kalp tasarm etkileyen; para boyutu ve
paradan istenen zellikler, paraya uygun tezgah seimi, yolluk tasarm, kalpta sl
dalm, aplik ve blok boyutlarnn hesaplanmas zerinde durulmutur. Bu hesaplar
yaplrken kullanlan yntemler incelenmi ve bu hesaplar etkileyen faktrler
zerinde durulmutur.
Tm bu hesaplamalar sonucu ortaya kan yolluk ve para dizayn modellenmi ve
Magma Soft program vastasyla, para katlama, souma, porozite ve yolluk
doldurma analizleri yaplm. Bu analizler sonucu yolluk dizayn dorulanmtr.
Ancak analiz sonucu, parada belli blgelerde grlen porozite sonucu bunu gidermek
iin gerekli olan sl dalm ve hava cepleri hesaplanmtr.
Elde edilen sonulara gre; Catia V5 program ile 3 boyutlu olarak aplik, blok,
maa, maa taycs gibi ana paralarda dahil olmak zere tm kalp modellenmitir.
alma sonucunda; bir parann yksek basnl dkm kalb tasarmnn
yaplmas iin, gnmzde uygulanan tasarm koullar belirlenmitir.
88
KAYNAKLAR
Andreoni, L.,Case,M., Pomesano, G. (1994). Quadern Della Colata A Pressone Delle
Leghe D Alumno Il Processo Della Pressofusone. Milan: Edmit Spa
Andreoni, L.,Case,M., Pomesano, G. (1996). The Pressure Die-Casting Process.
Milan: Edmit Spa
Andreoni, L.,Case,M.,Pomesano,G.(1994). Lo Stampo Diesgno- Calcolo-
Costruzione. Milan: Edmit
Brunhuber,E. (1991). Praxis Der Druckgussfertigung.(4th ed.). Berlin: Schiele& Schn
Bhler Druckguss (1990). Die Casting Metrology And Gating Technique. Uzwil:
Bhler AG
Bhler Druckguss (1998). Die Engineering. Uzwil: Bhler AG
Bhler Druckguss (2000). Process Optimization. Uzwil: Bhler AG
Bhler Druckguss (2002). Die Casting Process. Uzwil: Bhler AG
Dennis, L. (1986). Cad/Cam: Fantasy or fact, Die Casting Engineer,30, 34-35
Faura, F., Lopez, J. (2001). On the optimum plunger acceleration law in the slow shot
phase of pressure die casting machines. Internationel Journal of Machine Tools &
Manufacture, 41, 173-191
Frech GmbH+Co. (1999). Seminar On Die Casting. taly: Oskar Frech Gmbh
Garber L.W. (1982). Theoretical analysis and experimental observation of air
entrapment during cold chamber filling, Die Casting Engineer,22, 14-22
89
Gordon, A., Meszaros, G., Naizer, J., Gangasani, P., and Mobley, C. (1991).
Comparison of Methods for Characterizing Porosity in Die Castings, The Ohio
State University Engineering Research Center
Groeneveld, T.P., Kaiser,W.D. (1979).Effectss of metal velocity and die temperature
on metal-flow distance and casting quality, Die Casting Eng., 23, 44-49
Henry, H., Chen, F., Xiang, C., Cheng, P. (2004). Effect of cooling water flow rates
on local temperatures and heat transfer of casting dies, Journal of Materials
Processing Technology,
Top Related