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,