dovme hidrolik mekanik presler

1

IML 451İmalat Makinaları

1.1Dövme Makinaları Eylül 2007

Dövme Makinaları:Hidrolik ve Mekanik Presler



Bu bilgilerin yararı şunlardır:

Dövme Makinaları Bilgileri

• Mevcut makina parkını daha verimli kullanılmasını sağlar• Mevcut makina parkının kapasitesinin hassas tanımını

sağlar• Makine üreticileri ile daha iyi iletişimi ve onlardan daha

yüksek kapasiteli makina isteklerini sağlar• Şirket içi makina geliştirilmesini sağlar

2



PŞV’de Makinalar ve Takım Tezgâhları(Teçhizat, Equipment)

DDöövmevme DDöövme Presi, vme Presi, ŞŞahmerdan (ahmerdan (ÇÇekiekiçç), Kafa ), Kafa ŞŞiişşirmeli Pres, irmeli Pres, RadyalRadyal ve ve OrbitalOrbitalddöövme tezgahlarvme tezgahlarıı

Derin Derin ÇÇekmeekme Mekanik veya hidrolik presMekanik veya hidrolik pres

İİncelterek ncelterek ççekme ekme ÖÖzel (yatay) incelterek zel (yatay) incelterek ççekme presiekme presi

Hidroform Hidroform İşİşlemilemi Hidroform presi, Boru hidroform presiHidroform presi, Boru hidroform presi

Sac KesmeSac Kesme Mekanik Presler, Giyotin Makas, Taretli PresMekanik Presler, Giyotin Makas, Taretli Pres

Sac DilmeSac Dilme Dilme tezgahDilme tezgahıı

Sac BSac Büükmekme Apkant Pres, Apkant Pres, ÇÇeeşşitli presler, Taretli Pres, itli presler, Taretli Pres, ÖÖzel tezgahlar, zel tezgahlar, rollroll--form tezgahform tezgahıı

SSııvamavama SSııvama tornasvama tornasıı

HaddelemeHaddeleme HaddeHadde

DikiDikişşsiz borusiz boru MannesmanMannesman haddesihaddesi

EkstrEkstrüüzyonzyon EkstrEkstrüüzyon Presizyon Presi

ÇÇekmeekme ÇÇekme Tezgahekme Tezgahıı veya hattveya hattıı



Dövme makinalarının özellikleri prosesi şöyle etkiler:

Proses ile Makina İlişkisi

• İş-parçasının akma gerilmesini ve şekillendirilebilirliğini (deformasyon hızı ve temas süresi)

• Sıcaklıkları (özellikle sıcak dövmede)• Kuvvet ve enerji ihtiyacı• Dövme toleranslarını• Dövme üretim hacmini

3



Sıcaklık-Proses İlişkisi



KAYMA HIZI, Vp

TEMAS SÜRESİ, tp

KATILIK, C

BOŞLUK, DÜZLÜK,

ve PARALLELİK

MAKİNA YÜKÜ, LM

MAKİNA ENERJİSİ, EM

VURUŞ/DK, no(BOŞTA)

VURUŞ/DK, no(YÜK ALTINDA)

GENLEME HIZI

KALIP SICAKLIĞI

SICAKLIK, θ

ÜRÜN AKMA GERİLMESİ

SÜRTÜNME, YAĞLAMA

PARÇA GEOMETRİSİ

HAM PARÇANIN AĞIRLIK ve SICAKLIK OYNAMASI

PARÇA TOLERANSI

DÖVME KUVVETİ, LpDÖVME ENERJİSİ, EP

Makina ParametreleriProses Parametreleri

ALAN/HACİM ORANI

Proses ile Makina Etkileşimi

T. Altan

4



Kuv

vet

Yol

Bazıİşlemlerin Kuvvet-

StrokEğrileri

Çapaklı dövme Çapaksız dövme

İleriye ve geriye akıtma Bükme

Para basmaKesme



5



Koç Hızları ve Yol-Kuvvet Özellikleri

Stroke

Stroke

Stroke

Dövme Makinası ft/saniye m/saniye

Hidrolik Pres 0.2 - 1.0 (a) 0.06 - .30 (a)

Mekanik Pres 0.2 - 5.0 0.06 - 1.5

Vidalı Pres 2.0 - 4.0 0.6 - 1.2

Çekiç (ağırlık düşmeli) 12.0 - 16.0 3.6 - 4.8

Çekiç (güç düşmeli) 10.0 - 30.0 3.0 - 9.0

Şahmerdan (Karşı vurmalı) 15.0 - 30.0 4.5 - 9.0

HERF Makinası 20.0 - 80.0 6.0 - 24.0Düşük Hızlı Petroforge 8.0 - 20.0 2.4 - 6.0

Hız Aralığı

Yol

Yol

Yol

Hız

Hız

Hız



Dövme Teçhizatının Sınıflandırılması• Yük (kuvvet) ve enerji özellikleri• Zaman (ve hızla) ilgili özellikler• Hassaslıkla ilgili özellikler

Verimlilik:

EM: makinanın verebildiği enerjiET: toplam tüketilen enerji

(elektrik motorundaki, yatak ve kızaklardaki sürtünmeden dolayı ve makinanın esnemesinden dolayı oluşan kayıplar dahil enerji)

M

T

EE

η =

6



FM ≥ Fp koçun hareketi süresinceEM ≥ Ep koçun bir hareketi için(Fp = proses için gerekli kuvvet)(Ep = proses için gerekli enerji)

Kuvvet ve Enerji Özelikleri

• Makinanın mevcut enerjisi: EM• Makinanın mevcut kuvveti: FM (koçun hareketi

sırasında)• Verimlilik katsayısı (elektrik motorlarındaki,

rulmanlardaki, kolonlardaki ve elastik genlemelerden dolayı oluşan kayıplar)



Yük altındaki makina özellikleri:• Dakikadaki koç hareketi, n• Basınç altındaki temas süresi, tp• Şekillendirme sırasındaki ve basınç altındaki hız, vp

Zamana Bağlı Özellikler

7



• Kızaklardaki boşluklar• Alt ve üst yatakların paralelliği• Alt ve üst yatakların yataylığı• Koçun alt çalışma yüzeylerine göre dik kayma hareketi• Kalıp ve hamillerin merkezden kaçıklığı

Rijitlik:C = Yük (LM) / Sehim (d)

Eğilme Enerjisi:

Hassaslıkla İlgili Özellikler

2

2 2M M

ddL LE

C= =



• Merkezden kaçık yükler altında koçun yana yatması (koç ve yapı esnemeleri)

• Katılık şunları etkiler:a. Ürün hassasiyetinib. Basınç altındaki temas süresini

Hassasiyet Verisi:Yüklü Durumda

8



Pres Esnemesi

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1Toplam Pres Esnemesi (in)

Pres

Yük

ü (to

n)Katılık = 250 Tons/0.043 in = 5800 Ton/in

250Tons

0.043 in



Kranklı Eksantrik Mafsallı Külbitör Kollu

Vidalı, friksiyonlu Hidrolik

Pres TahrikMekanizmaları

9



Hidrolik Presler



Yüksek TonajlıHidrolik Presler

Pres Tonajı: 50,000 ton

Parça: Boeing 747 iniştakımı ana kirişi

Malzeme: Ti-6Al-4V

Parça Uzunluğu: ~7 m

Parça Ağırlığı: 1,8 ton

10



Hidrolik Pres Şeması

Kaynak: Schuler Inc.



Hidrolik Pres

Tahriki

11



Direkt Hidrolik Tahrikli Pres:Yığma Sırasında Kuvvet-Yol Eğrisi

(1) yığma başlaması, (2) başlangıç beklemesi, (3) yığma bitişi(4) yük boşaltması öncesi bekleme (5) koçun çekilişi

zaman, saniye

yol,

inch

kuvv

et, t

on



Akümülatörlü Hidrolik Tahrikli Pres:Yığma Sırasında Kuvvet-Yol Eğrisi

12


1.23Dövme Makinaları Eylül 2007Üstten İtmeli Tahrik Alttan Çekmeli Tahrik



Hidrolik Pres Tasarımı:Paralellik

Mekanizması


13



Hidrolik Presler: Kalıp Değiştirme Kolu




Çok İstasyonlu Hidrolik Pres

(nominal pres kuvveti2.000 ton, dört istasyon, yükleme sistemi, transfer sistemi ve kalıp değiştirme desteği)


Hidrolik Pres: Dik Tasarım

14



Endüstrideki Hidrolik Presler Hk.Hidrolik presler:Hidrolik presler:• İlave tahriklerin eklenmesine uygun• En yüksek tonajlı presler• Azami yük emniyeti iyi• Çalışma hızı daha yavaş• Titreşim sorunları çok daha az• Enerji verimliliği daha düşük• Sızdırma ile ilgili bakım sorunları• Hidrolik parçaların ömrü sınırlı ve maliyeti yüksek• İşletme maliyetleri yüksek



Mekanik Presler

15



Eksantrik Tahrikli

Mekanik Pres

eksantrik mili

volan

biyel kolu

tabla

koç (kızak)

gövde



16



S = Strok (yol)

BDC = Alt ölü nokta

α = BDC’den önceki krank açısı

LM = Makina kuvveti

Krank-Biyel Tahrikli Mekanik Pres

Tork M



LM = Mevcut makina kuvvetiM = Kavrama (debriyaj) torkuS = Strok = 2rn = Volan devri (rpm)

2 cos 2sin( ) sin

BDC'den mesafe, (1 cos )2

, sin 160 30

MM ML

S SSh

S n n SKoç Hızı V hh

βα β α

α

π πα

= ≈+

= −

= = −

Krank-Biyel Mekanizmasının Kinematiği

17



Eksantrik Presler: Sürekli Yol Ayarı


eksantrik yatak

biyel kolu

basınçlı sıvıiçin çentikler

basınçlı sıvı için merkezi delik

eksantrik

eğimli dış çember

eğimli iç çembersıkıştırma vidası



Krank Açısına Bağlı Olarak Azami Eksantrik Pres Kuvveti


18



Krank Açısına α Karşılık Makina Kuvveti LM

TorkKuvvet

Krank açısıÜst Ölü Nokta

(TDC)Alt Ölü Nokta (BDC)

Aşırı Yük EmniyetiNominal Yük



S = 2r

Krank Açısı α Cinsinden Yol (h) ve Hız (V)

Krank Açısı

Yol

Hız

19



( ) ( )

22

22 2 2 2

1 0 1

2Mevcut Makina Kuvveti,sin

Toplam Volan Enerjisi

2 2 30

Her Vuruşta Kullanılan Enerji:

12 2 30

M

FT

s o

MLS

I I nE

IE I n n

α

ω π

πω ω

≈

⎛ ⎞= = ⎜ ⎟⎝ ⎠

⎛ ⎞= − = −⎜ ⎟⎝ ⎠

Mekanik Preslerde Kuvvet ve Enerji



Zaman, saniye

Yük

Yol

vola

n ya

vaşl

aması,

RPM

Yük,

ton

Yol,

inch

Yol,

inch

Koç hareketinden ötürü

Volan Yavaşlaması

Volan Hızına DönüşZamanı: 3.24 saniyeYüksüz RPM: 237

Koç hareketinden+ Dövme Enerjisi+ Elastik Esnemeler’den ötürü

Koç hareketinden+ Ataletten ötürü

Vola

n Ya

vaşl

aması,

Yol v

e Yığm

a K

uvve

ti

20



500 tonluk pres

Vuruş/Dakika’ya Karşılık Mevcut Enerji

Yığma İşlemi için Kullanılan Enerji, inch-ton

Dak

ikad

aki V

uruş

Sayı

sı



Rijitlik

21



Hassaslık için: Çoklu Eksantrikli Presler



Yüksek kapasitede iyi stabilite

Angrenajlı(Pinyon Dişlisi ile

Tahrik Edilen)Mekanik Pres

tahrik motoru

volan

frendebriyaj

Biyel (pitman)

kolu

dişli sistemi

krank şaft

koç

tabla

22



Mafsallı Pres(Toggle veya

KnucklePres)



23



Alttan Tahrikli Mafsallı Pres


pres yapısı

kafes

krank şaftbiyel kolu

volan

diz uzvu

sabit pres yatağı



GeliştirilmişMafsallı Pres


tahrik şaftıvolan

eksantrik tahrik sistemi

pres kızağı

B noktasınınyolu

kaymaayarı

24



Mafsallı(Önden Geriye Eksantrik Milli) Mekanik Pres

Koç-Pitman (Biyel) Grubu



Sabit

Dört Çubuk Mekanik Pres

TembelUzuv

Krank

Çekici Uzuv

Kızak

25



Dört-Çubuk ve Kranklı Preslerinin Kuvvet-Yol Eğrileri

Tona

j

Krank MekanizmasıTork Kapazitesi: 1700 ton-in.1500 ton pres yapı ağırlığı

Tork Kapazitesi: 600 ton-in.750 ton pres yapı ağırlığı

Dört-Çubuk Mekanizması

BDC’den Uzaklık (inch)




Mekanik Soğuk Dövme PreslerindeKayma Hızı Eğrileri

26



Scotch-YokeTipi Tahrik



The advantages compared to a standard crankshaft and connecting rod setup are:

• High torque output with a small cylinder size.• Fewer moving parts.• Smoother operation.• Higher percentage of the time spent at top dead center (dwell)

improving engine efficiency.• Higher percentage of the time spent at bottom dead center to

scavenge exhaust gases in 2-stroke engine design.• In an engine application, elimination of joint typically served by a

wrist pin, and near elimination of piston skirt and cylinder scuffing, as side loading of piston due to sine of connecting rod angle iseliminated.

The disadvantages are:• Rapid wear of the slot in the yoke caused by sliding friction.

27



Preslerde Gelişmeler: Ayarlanabilir Kafalar

Kaynak: Sakamura

Zımba

Takos

Zımba Tutucu

Koç

Yedek Yol Verici

Kuvvet Ölçer

Uzaktan kumandalıotomatik zımba konumlandırıcısı



Preslerde Gelişmeler: Çok-Etki-KalıplıKafalar

Kaynak: Sakamura

Dakikada 120 dişli üretimi

Zımba

KO Sıyırıcı

2nci KO

KO pini

Kapatılmış çentikli yüzük (dört yollu çentik)

28



Preslerde Gelişmeler: Soğuk Dövme için Çok Koçlu Pres

Kaynak: AIDA



Aida MF-7500 multi-slide forging press’de üretilen helizdişli çanak.

Courtesy Aida Engineering

Preslerde Gelişmeler: Soğuk Dövme için Çok Koçlu Pres

29



b) Helical gear forming dies.

c) Helical gear.

a) Multi-action forming press. Courtesy Aida Engineering, Japan.

Preslerde Gelişmeler: Çok Etkili Pres



6300 kN nominal pres kuvveti, dört istasyon,

transferli

Preslerde Gelişmeler:

mafsallı Alttan Tahrikli Mekanik

Pres


30



Özellikle telden üretilen bağlantı elemanlarının üretimine uygun

Yatay Çok-İstasyonlu Mekanik Presler

Kaynak:

Schuler Inc.



Pres Konstrüksiyon Tipleri

C Pres Düz yanlı Pres Boynuz PresKavisli Pres

31



25 ton Hidrolik0,5 ton Hidrolik



Doğru Pres Seçimi• Gerekli Üretim Debisi• Dövülecek Malzemenin Özellikleri• Alaşımın Sıcaklığa, Genlemeye ve Genleme

Hızına Bağımlılığı• Koç Hızı ve Temas Süresi• Şekil ve Çapak Boyutları• Tahmini Kuvvet• Hamil ve Kalıp Konuları (büyüklük, karmaşıklık)• Presin Fiyatı• İtici Gerekli mi?

T. Altan

dovme hidrolik mekanik presler

Documents