İML 401 İMALAT LABORATUVARI

İTÜ MAKİNA FAKÜLTESİ İMALAT MÜHENDİSLİĞİ PROGRAMI

CRN 11052

IML 401 İMALAT LABORATUARI – 1

LABORATUAR EL KİTABI Rev. 06-01

1

İÇİNDEKİLER BAŞLIK SAYFA NO.

PŞV-1 DENEY FÖYÜ.......................................... 3

PŞV-2 DENEY FÖYÜ.......................................... 6

KAYNAK DENEY FÖYÜ.................................. 10

TALAŞLI İMALAT DENEY FÖYÜ.................. 18

DÖKÜM DENEY FÖYÜ................................... 24

ÖLÇME-1 DENEY FÖYÜ................................. 28

ÖLÇME-2 DENEY FÖYÜ................................ 30

RAPOR YAZIM KILAVUZU.......................... 33 LABORATUARDA GÜVENLİK..................... 36

2

İML 401 İMALAT LABORATUVARI–1 DÜZLEM BİRİM ŞEKİL DEĞİŞİMİ ŞARTLARINDA BASMA DENEYİ

1. Deneyin Amacı: Plastik şekillendirme analizlerinde malzeme özelliği olarak malzemenin akma eğrisinden yararlanılır. Malzemelerin akma eğrileri tek eksenli çekme ve basma deneyleri ile elde edilebileceği gibi düzlem birim şekil değişimi şartlarının sağlandığı ve aşağıdaki şekilde şematik olarak gösterilen özel basma deneyleri ile de saptanabilmektedir. Özellikle levha şeklindeki metalik malzemelerin akma eğrisini ( εσ − ) elde etmede bu deneyden yararlanılmaktadır. Bu deneyin amacı malzemenin akma eğrisi olarak tanımladığımız eşdeğer gerilme-eşdeğer birim şekil değişimi diyagramlarını elde etmek ve bu eğriyi matematiksel olarak ifade etmek olarak özetlenebilir. 2. Deney İçin Gerekli Şartlar: Düzlem birim şekil değişimi için aşağıdaki şartların sağlanması gerekir.

a. 42 <<tb

ı

b. 6≥b

W

Kalıp

W

b: kalıp genişliği W: levha genişliği t0: levhanın başlangıç kalınlığı t: levhanın her hangi bir andaki kalınlığ

F

Deney Parçası

to

12

3F b

3

3. Teori: a. Birim Şekil Değişimleri:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

01 ln

ttε , 02 =ε

Hacim sabitliğinden

0321 =++ εεε

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=−=

013 ln

ttεε

b. Gerilmeler:

WbF.1 =σ , 03 =σ

Levy-Mises bağıntısından;

( )⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +−== 3122 2

1320 σσσλε dd

( )312 21 σσσ +=

bWF

221

12 == σσ

c. Von Mises’e göre Eşdeğer (Efektif) Gerilme: ( ) ( ) ( ) 22

132

322

21 2σσσσσσσ =−+−+−

221

2

1

2

1 221

21 σσσσ =+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

221 2

23 σσ = 12

3 σσ =

d. Von Mises’e göre Eşdeğer (Efektif) Birim Şekil Değişimi: ( ) ( ) ([ ]2

132

322

212

92 εεεεεεε −+−+−= )

( )21

21

21

2 229 εεεε −++=

21

2 629 εε =

132 εε =

4. Deney Teçhizatı ve Malzemeleri:

• 600 kN Servo-hidrolik üniversal çekme-basma Deney makinesı • Kuvvet veya ilerleme kontrollu olarak

4

• Sertleştirilmiş takım çeliğinden dar kalıplar (l= 120 mm, b = 12 mm) • Hassas kalınlık ölçümleri için mikrometre ve kumpas • Deney Parçası: metal levha • Yağlayıcı: Grafit tozu + Gres yağı • Yüzey Temizleme: Alkol + Aseton

5. Deney Prosedürü: 1. Kalıpların ve deney parçasının başlangıç boyutları ölçülecek, 2. Kalıp ve deney parçasının yüzeyleri temizlenecek ve yağlanacak,

3. Deney parçası kalıpların arasına yerleştirilecek ve uygun aralıklarla ( F ) basma kuvveti uygulanacak, 4. Her basma uygulaması sonrasında deney parçasının basılan yüzeyleri temizlenecek, yeterli sayıdaki noktada kalınlığı ölçülecek ve ortalama kalınlık ( t ) belirlenecek, 5. Bir sonraki basma öncesinde deney parçasının basılan yüzeyleri yeniden yağlanacak, 6. F kuvveti ve t kalınlığı değerleri deney verileri olarak kaydedilecek, 7. Düzlem birim şekil değişimi sınırına kadar basma kuvveti uygulaması ile kalınlık ölçümlerine devam edilerek yeterli sayıda veri toplanacak.

6. Değerlendirme ve Rapor:

Deney sonrası Deney Raporu hazırlanacak ve belirtilen tarihe kadar Laboratuar sorumlusuna teslim edilecektir. Deney raporu içermesi gereken standart formatının yanı sıra deney sonrası elde edilen aşağıdaki çıktıları da içerecektir:

a. Deney Malzemesinin akma eğrisi (eşdeğer gerilme- eşdeğer birim şekil değişimi diyagramı hem logaritmik hem de milimetrik kağıda ayrı ayrı çizilecek),

b. Eşdeğer gerilme-birim şekil değişimi eğrisinin

nKεσ =

üstel matematiksel ifadesi, (hem grafik yöntemiyle hem de sayısal olarak ayrı ayrı belirlenecek),

c. Deneyde elde edilen tüm veri seti.

7. Laboratuvar Öncesi Yapılması Gereken Hazırlıklar:

• Deney föyü ayrıntılı olarak incelenip teorik ön bilgiler çalışılacak. Bu amaçla föy dışında konu ile ilgili kitaplardan, dergilerden, internet ortamından da yararlanılması önerilir.

• Kullanılacak malzeme kalınlığı için deney parçası boyutlarının sınırları hesaplanacak. • Deney sırasında Servo-Hidrolik Deney Makinasının nasıl ayarlanacağı, uygulanacak basma

kuvvetinin hangi aralıklarla değiştirileceği, numunedeki boyut değişimlerinin kaç noktadan ve nasıl ölçüleceği, ölçülen değerlerin nasıl kaydedileceği, gerekli eğrilerin nasıl çizileceği gibi tüm ayrıntılar düşünülerek deney planlanacak.

• Deney tanıtım toplantısında talep edilen diğer hazırlıklar yapılacaktır.

5

İML 401 – İMALAT LABORATUVARI 1

SACLARDA ŞEKİLLENDİRME SINIRINI BELİRLEME DENEYİ 1. Amaç: Sac ve levha şeklindeki metal malzemelerin çok eksenli zorlanmalar altında şekillendirilebilme sınırlarının belirlenmesinde “Şekillendirme Sınır Diyagramları (ŞSD, Forming Limit Diagram: FLD)” olarak tanımlanan malzeme verilerinden yararlanılmaktadır. Bu deneyde sac malzemelerin şekillendirme sınır diyagramlarının elde edilmesi amaçlanmıştır. 2. Deney İçin Gerekli Şartlar: Sac ve levha formundaki malzemelerin plastik şekillendirilmesi ağırlıklı olarak düzlem gerilme (σkalınlık=0) şartlarına yakındır ve hesaplamalarda bu varsayımla yola çıkmak pek çok kolaylık sağlar. Bu durumda üç asal gerilmeden biri sıfır olunca diğer ikisi büyük gerilme (major stress, σmaj) ve küçük gerilme (minor stress, σmin) olarak adlandırılır. Aynı yönlerdeki birim şekil değişimi değerleri de yine büyük birim şekil değişimi, ε1 (major strain, εmaj) ve küçük birim şekil değişimi ε2 (minor strain, εmin) olarak adlandırılır. Şekillendirme sınır diyagramları metal malzemelerden ince sac ve levhaların boyun verme, yırtılma veya kırışma şeklinde hasara uğradığı çeşitli deformasyon durumlarındaki birim şekil değişimi değerlerinin analitik olarak bir düzlem (εmaj - εmin) üstünde gösterilmesiyle oluşturulmaktadır (Şekil–1). ŞSD özellikle sac şekillendirme işlemlerinin tasarımında ve sonlu elemanlar simülasyon çalışmalarının uygulanmasında ve sonuçlarının değerlendirilmesinde faydalı bir araç olarak görülmektedir. ŞSD eğrileri bir malzeme özelliği olup sınır noktaları yerel boyun vermenin hemen başladığı noktada deneysel veya tahminî bir matematik model kullanılarak yapılır. ŞSD üstündeki noktaların her biri farklı gerilme (veya daha gerçekçi olarak farklı birim şekil değişimi) durumlarını ifade etmektedirler.

e Düzlem BŞD

εmaj

Emniyetli

Basit çekm

e

bölge

Şekil 1: Tipik bir şekillendirile

6

Çift eksenli çekm

εmin

bilirlik sınır eğrisi

Bunlar arasında en önemli üçü: • Basit (tek eksenli) çekme • Düzlem birim şekil değişimi • Çift eksenli (dengeli) çekme durumlarıdır.

3. Teorik Yaklaşım: Saclarda plastik birim şekil değişiminin ölçülmesinde “grid” tekniğinden yararlanılmaktadır. Bu yöntemde başlangıçta levha üzerine (2-5 mm gibi) belirli çapta çok sayıda çember foto-kimyasal veya elektro-kimyasal bir yöntemle işlenmektedir. Kalıpta şekillendirme sonrasında bu çemberler çeşitli boyut ve oranda elipslere veya daha büyük çaplı dairelere dönüşmektedir. Bu elipslerden boyun verme hasarının üstüne veya hemen yanına denk gelenlerin büyük ve küçük eksen boyları monoküler bir büyüteç ile ölçülerek kaydedilir (Şekil-2). Ayrıca daha gelişmiş ve kare grid okuyabilen dijital ölçüm sistemleri de mevcuttur. Büyük (ε1) ve küçük (ε2) gerçek birim şekil değişimi değerleri aşağıdaki hesaplanmaktadır: D

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

Daln1ε , ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

Dbln2ε

b

a

Şekil-2: Deformasyon sonrası büyük ve küçük birim şekil değişimi

verilerinden oluşturulan tipik bir ŞSD.

7

Tek eksenli çekme durumunda:

σ1>0, σ2=0 ve σ3=0 ε1>0, ε2=−ε1/2 ve ε3=−ε1/2 (hacim sabitliği ilkesinden)

Düzlem birim şekil değişimi durumunda:

ε1>0, ε2=0 ve ε3=−ε1 (hacim sabitliği ilkesinden) σ1>0, σ3= − σ1/2 ve σ3=0 (σ3 kalınlık yönündeki gerilme)

Çift eksenli çekme durumunda:

ε1>0, ε2= ε1 ve ε3=−2ε1=−2ε2 (hacim sabitliği ilkesinden) σ1>0, σ2= σ1 ve σ3= 0 ( σ3 kalınlık yönündeki gerilme)

4. Deney Teçhizatı ve Malzemeleri:

• 600 kN Servo-hidrolik üniversal çekme-basma deney makinası • Sertleştirilmiş takım çeliğinden yarıküresel zımbalı kalıp (Şekil 3) • Hassas kalınlık ölçümleri için mikrometre ve kumpas • Optik boyut ölçümleri için ölçekli büyüteç • Deney Parçası: metal sac ve/veya levha • Optik grid işleme düzeneği, stensil, sprey, agrandizör ve banyo tertibatı • Yağlayıcı: Grafit tozu + Gres yağı • Yüzey Temizleme: Alkol + Aseton

Deney numunesi Üst kalıp

5. Deneyin

1. Tek temsparç

2. Levh

Pot çemberi

Zımba

Şekil–3: Yarıküresel zımbalı deney tertibatının şematik görünüşü

Uygulanma Şekli:

eksenli çekme durumunu temsil etmek üzere, düzlem birim şekil değişimi durumunu (ε2=0) il etmek üzere ve çift eksenli çekme durumlarını temsil etmek üzere yeteri kadar deney asının boyutları belirlenecek ve hazırlanacak, a başlangıç kalınlığı ( t0 ) ölçülecek,

8

3. Dairesel gridler foto-kimyasal yöntemle levhalar üzerine işlenecek, 4. Zımbanın ve deney parçasının kalıba temas edecek yüzeyleri temizlenecek ve yağlanacak, 5. Deney parçası basma plakalarının arasına yerleştirilerek sabitlenecek ve yarı-küresel zımbayla

saca basma kuvveti uygulanacak, 6. Basma uygulamasına levha yüzeylerinde yerel boyun verme izi görülene kadar devam edilecek, 7. Deney makinesi durdurulup basma plakaları açılacak ve deney parçası çıkarılacak, 8. Parça yüzeyi temizlenip incelenecek ve hasar bölgesine komşu en yakın bölge veya

bölgelerdeki şekil değiştirmiş gridlerin boyutları (dairesellikten sapma varsa eksen boyutları, dairesellik korunuyorsa yeni çap) ölçülüp kaydedilecek,

9. Birim şekil değiştirme değerleri hesaplanıp grafik üstünde işlenecek. 6. Değerlendirme ve Rapor: Deney sonrası Deney Raporu hazırlanacak ve belirtilen tarihe kadar Laboratuar sorumlusuna teslim edilecektir. Deney raporu standart özelliklerinin yanı sıra aşağıdaki çıktıları da içerecektir:

a. Tablo halinde tüm deneysel veriler, b. Deney sonucu elde edilen ve boyun vermeye esas olan sacın “Şekillendirme Sınır Diyagramı”.

Kaynaklar:

1. Duncan, J., Marciniak, Z. Ve Hu, S.J., Mechanics of Sheet Metal Forming, 2nd Ed., Butterworth Heinemann, 2002.

2. Hosford, W.F. ve Caddell, R.M., Metal Forming: Mechanics and Metallurgy, Prentice Hall, 1993.

3. Ozturk,F ve Lee, D., Experimental and numerical analysis of out-of-plane formability test, J. of Materials Processing Technology 170 (2005) 247–253.

4. Arcelor, Forming Limit Curves, 2005.

9

IML 401 – İMALAT LABORATUVARI 1 KAYNAK DENEYİ

1. Deneyin Amacı: Bu deneyde MIG/MAG kaynağında, tüm dünyada kaynak kalitesi kabul standardı olarak kullanılan ISO 5817’de belirtilen boyut sınırlamalarına uygun bir kaynak profilinin oluşturulması amaçlanmaktadır. 2. Deney İçin Gerekli Şartlar: ISO 5817 standardı, imalatta kabul edilebilecek yüksek kaliteli bir kaynak dikiş profilinin Şekil 1’de gösterilen boyutlarda olmasını belirtir.

Dikiş genişliği

“b”

Dikiş taşkınlığı “h”

h için sınır değer ≤ 1mm + 0,25b Şekil 1. ISO 5817’e göre yüksek kaliteli (“B” kalite) bir kaynak dikişinin boyutları

Bu amaca ulaşabilmek için, kaynak profiline etki eden üç temel kaynak parametresi olan a) Tel besleme hızı (akım şiddeti=amperaj) b) Boşta çalışma gerilim kademesi (voltaj) ve c) Kaynak hızı (ark ilerleme hızı)

farklı değerlerde seçilerek değişik kaynak profilleri elde edilecek ve ISO 5817’ye uygun kaynak profilini veren parametre değerleri belirlenmeye çalışılacaktır.

3. Teori:

3.1. Çizgisel Enerji

Ark kaynaklarında kaynak dikişini oluşturan çizgisel enerji Q, aşağıdaki formüle göre hesaplanır: U. I

Q = η . v

Burada:

Q : Çizgisel enerji (birim dikiş uzunluğu başına ark enerjisi) [KJ] η : Yöntem verimi (MIG/MAG kaynağı için 0,9 alınabilir) U: Ark gerilimi [V] I : Kaynak akımı [A] v: Kaynak hızı (ark ilerleme hızı) [m/dak]

10

3.2. Kaynak Arkının Statik Karakteristiği: Kaynak arkının statik karakteristiği Şekil 2’de gösterilen eğri ile açıklanabilir:

Şekil 2. Ark karakteristiği

Kaynak işlemlerinde, kaynak arkının kararlı olarak oluşturulabildiği, ark gerilimi ile kaynak akımının Ohm kanununa uyduğu “Ohm bölgesi” kullanılır. Ohm bölgesinde gösterilen taralı alan, “Ark Karakteristik Bölgesi” olarak adlandırılır.

3.3. Makina Karakteristiği

MIG/MAG kaynak makinalarında, makina geriliminin (Boşta Çalışma Gerilimi “BÇG”) kaynak akımı ile değişim eğrilerinin oluşturduğu bölge “Makina Karakteristiği” olarak adlandırılır (Şekil 3). Şekil 3’de gösterilen 5 farklı karakteristik eğrisinde (gerilim kademesinde), gerilimin akımla değişimi, hafifçe düşen bir yapıya sahiptir.

En yüksek makina karakteristiği (boşta çalışma gerilim kademesi)

En düşük makina karakteristiği (boşta çalışma gerilim kademesi)

Şekil 3. MIG/MAG Kaynağında “Makina Karakteristiği” bölgesi

11

Ark karakteristiği eğrisi ile Makine Karakteristiğinin kesişim bölgesi, kaynak yapılabilen bölgeyi oluşturur (Şekil 4’teki gölgeli alan).

En yüksek makina karakteristiği (boşta çalışma gerilim kademesi)

En düşük makina karakteristiği (boşta çalışma gerilim kademesi)

Şekil 4. Ark karakteristiği ile makina karakteristiğinin (gerilim kademelerinin) kesişim bölgesinin oluşturduğu kaynak bölgesi (gölgeli alan)

3.4. MIG/MAG Kaynak Makinalarının Ayarlanması: MIG/MAG kaynağında dikiş profiline etki eden üç temel kaynak parametresi bulunur:

a) Kaynak hızı (ark ilerleme hızı)

b) Boşta çalışma gerilimi (Voltaj)

c) Tel besleme hızı (aynı zamanda akım şiddeti = Amperaj)

Kaynak sırasında bu üç parametre birbirinden bağımsız olarak değiştirilebilir ve sonuçta parçaya ısı girdisi değiştirildiğinden, birbirinden farklı dikiş (erime) profilleri elde edilir. Ancak belirli bir parça kalınlığı için bu üç parametrenin seçilebilecek alt ve üst sınırları mevcuttur.

Şekil 5’te bir MIG/MAG kaynak makinasında 1, 2 ve 3 ile gösterilen boşta çalışma gerilim kademelerinin ve üç farklı ark boyu eğrilerinin (ark karakteristiklerinin) oluşturduğu çalışma (kaynak) bölgesi gösterilmiştir. Bu bölge üzerinde:

a) Aynı boşta çalışma gerilimi kademesinde tel besleme hızının (amperajın) değiştirilmesi (Örneğin B, A ve C noktalarının seçilmesi)

b) Aynı tel besleme hızında (amperajda) gerilim kademesinin değiştirilmesi (Örneğin D, A ve E noktalarının seçilmesi)

c) Aynı anda hem tel besleme hızının (amperajın) ve hem de gerilim kademesinin değiştirilmesi (Örneğin G, A ve F noktalarının seçilmesi) ve ayrıca:

d) Makinanın ayarlanabilen en düşük gerilim kademesinde, en yüksek tel besleme hızının (I noktası) ve en yüksek gerilim kademesinde, en düşük tel besleme hızının (H noktası) seçilmesi

sonucu meydana gelmesi beklenen dikiş profilleri gösterilmiştir.

12

Şekil 5. MIG/MAG kaynağında gerilim ve tel besleme hızı (akım şiddeti)’nin

dikiş profiline etkisi (şematik) 4. Deney Teçhizatı ve Malzemeleri: Bu deneyde kaynak laboratuarındaki MIG/MAG kaynak ekipmanı kullanılacaktır. Her öğrenci grubu tarafından, optimum sayıda kaynaklı numuneler oluşturulacak; daha sonra bu numunelerdeki kaynak dikişleri metalografik olarak incelenecek ve dijital fotoğraf makinası ile dikiş profillerinin fotoğrafları çekilerek fotoğraflar üzerinde boyut ölçümleri yapılacaktır. Ölçülen boyutların kaynak ayar parametreleri ile değişim eğrileri çizilerek ISO 5817’de belirtilen “B” dikiş kalitesine uygunlukları yorumlanacaktır.

Bu deneyde her öğrenci grubu için:

a) 100x30x5 mm boyutlarında yeterli sayıda alaşımsız çelik levha (Gerekli levha sayısı deney tasarımı aşamasında belirlenecektir.)

b) 1 kaba ve 1 ince zımpara c) Dijital fotoğraf makinesi

gereklidir.

5. Deney Prosedürü: Her öğrenci grubu, ISO 5817’ye uygun dikiş profilinin elde edilmesini sağlayan optimum sayıda kaynaklı parça elde etmeye çalışacaktır. Bunun için kaç adet kaynaklı parça oluşturulması gerektiği, deneyden önce yapılacak deney tasarımı aşamasında belirlenecek ve deneyler bu tasarıma uygun olarak gerçekleştirilecektir.

Deneylerde kaynak hızının (ark ilerleme hızının) değiştirilmesi, laboratuarda kaynak torcunun bağlı olduğu tezgah kafasının hızı değiştirilerek sağlanacaktır.

13

Şekil 6’da İTÜ Makina Fakültesi Kaynak Araştırma laboratuarında, kaynak deneyi için kullanılacak MIG/MAG kaynak makinası, Şekil 7’de makinede yukarıda sözü edilen üç temel kaynak parametresinden boşta çalışma gerilim kademesi ayar anahtarı ve Şekil 8’de ise aynı makinedaki akım şiddeti (tel besleme hızı) için ayar anahtarı gösterilmiştir.

Koruyucu gaz tüpü

Tel besleme ünitesi

Kaynak akım üreteci bölümü

Şekil 6. MIG/MAG Kaynak makinasının önden görünüşü

Boşta çalışma gerilim kademesi ayar anahtarı

Şekil 7. “Boşta Çalışma Gerilim Kademesi” ayar anahtarı

14

Tel besleme (amperaj) ayar anahtarı

Şekil 8. Tel besleme hızı (akım şiddeti=Amperaj) ayar anahtarı

Şekil 7 incelendiğinde, deneyde kullanılan kaynak makinasında 10 farklı boşta çalışma gerilim kademesinin seçilebileceği görülür. Şekil 8’de de, kaynak makinasında 11 farklı tel besleme hızının (veya Amperaj’ın) seçilebileceği anlaşılmaktadır. Dolayısıyla deneyde kullanılan kaynak makinasında 10x11=110 farklı çalışma noktası ile kaynak yapmak mümkündür.

Tablo 1’de, Şekil 5’te gösterilen A, B, C, D, E, F, G, H ve I noktalarının ayarlanabilmesi için Şekil 7 ve 8’te gösterilen ayar noktalarından seçilmesi gerekenler gösterilmiştir.

Tablo 1. Deneylerde kullanılabilecek ayar noktaları için kılavuz

Şekil 5’teki ayar noktaları

Şekil 7’den Gerilim Kademesi ayarı

Şekil 8’den Tel Besleme Hızı (Amperaj) ayarı

A 5 6

B 5 3

C 5 9

D 8 6

E 3 6

F 8 9

G 3 3

H 11 1

I 1 11 Şekil 9’da, metalografik numune hazırlama sonunda elde edilecek kaynaklı numunelerin görünüşü için örnekler gösterilmiştir.

15

Şekil 9. Deneyler sonunda elde edilecek kaynaklı parça örnekleri

6. Değerlendirme ve Rapor: Deney raporunun içeriği aşağıda verilmiştir:

a) Deneyi yapan öğrencilerin adı, soyadı, numarası

b) Deney adı

c) Deneyle ilgili kısa teorik bilgi

d) Deneyde seçilen parametrelerinin listesi ve ayar değerler; seçilen değerlerin seçim gerekçeleri

e) Deneyde sabit tutulan parametrelerin listesi (MIG/MAG kaynağında dikiş profiline etki eden diğer parametreler)

f) Sonuçlar

a. Yapılan deney sayısının uygunluğunun irdelenmesi

b. Seçilen parametrelerin yeterliliğinin irdelenmesi vs.

c. Elde edilen fotoğraflar (Ölçülen boyutların karşılaştırılabilmesi için, fotoğrafların aynı büyütme oranında olmasına dikkat ediniz!!)

d. Fotoğraflardan ölçülen dikiş boyutları

e. Dikiş boyutlarının ISO 5817’de belirtilen sınır değere uygunluğunun yorumlanması

f. ISO 5817’ye uygun dikiş profilini veren kaynak parametre değerlerinin belirlenmesi

g. (Dikiş boyutlarının (Şekil 1’deki “b” ve “h”) kaynak parameterleriyle (akım şiddeti (tel besleme hızı) ve gerilim) değişim eğrilerinin çizilmesi)

g) Öneriler

16



• Her öğrenci grubu, ISO 5817’ye uygun dikiş profilinin elde edilmesini sağlayan optimum sayıda kaynaklı parça elde etmeye çalışacaktır. Bunun için kaç adet kaynaklı parça oluşturulması gerektiği, deneyden önce grup tarafından gerçekleştirilecek deney tasarımı aşamasında belirlenecek ve laboratuvar öncesi onaylattırılacaktır.


17

İML 401 İMALAT LABORATUVARI–1 TALAŞLI İMALATTA YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN TAYİNİ

1. Deneyin Amacı: Bu deneyde, talaşlı imalatta yüzey pürüzlülüğüne etkiyen parametreleri seçme ve gerekli hesapları yapmak; talaşlı işlenen bir parçanın yüzey pürüzlülüğünü ölçerek farklı kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerini belirlemek amaçlanmıştır. 2. Deney İçin Gerekli Şartlar: Talaşlı imalatta yüzey pürüzlülüğü, son mamulde istenen yüzey kalitesinin sağlanması bakımından son derece önemlidir. Parçanın kullanım amacı, malzemesi, önceki imalat işlemleri (ısıl işlem vb.) son yüzey kalitesine etki eder. Her talaş kaldırma yönteminde elde edilebilecek yüzey kalitesi ve yüzey pürüzlülüğü derecesi farklıdır. Yüzey pürüzlülük değerinin doğru seçimi, malzeme, enerji ve işçilik maliyetlerine doğrudan etki eder. Hatalı seçilen bir yüzey pürüzlülük değeri, çoğu kez parçanın reddedilme gerekçesi olabilir. 3. Teori Talaşlı imalatta yüzey pürüzlülüğü aşağıdaki faktörlerden etkilenir:

• Geometrik Faktörler • İş Parçasının Etkileri • Titreşim ve Kesici Takım Etkileri

3.1 Geometrik Faktörler İmal edilmiş parçanın yüzey geometrisini talaş kaldırma parametreleri belirler. Bu parametreler;

1. Talaş kaldırma yöntemi 2. Takım geometrisi 3. İlerleme hızı

Bu faktörlere bağlı olarak yüzey geometrisi “ideal” ya da “teorik” yüzey pürüzlülüğü olarak adlandırılır. Frezeleme ve tornalama gibi imalat yöntemlerinde takım geometrisine ve takım-yüzey temas şekline bağlı olarak yüzey geometrisi farklılık gösterir. Takım geometrisi ve ilerleme hızı birlikte yüzey geometrisini oluşturur. Takım geometrisin en önemli kısmı takımın yüzeye temas eden uç kısmıdır. Tek ağızlı takımlarda bu etki Şekil–5’ te gösterilmektedir.

Şekil–5 Tek ağızlı takımlarda geometrik faktörün ideal yüzey pürüzlülüğüne etkisi:

(a)uç yarıçapının etkileri (b)ilerlemenin etkileri (c)kesme açısının etkileri

18

Aynı ilerleme hızında daha büyük uç yarıçapına sahip takımla daha pürüzsüz yüzey elde edilir. Aynı uç yarıçapına sahip takımla farklı ilerleme hızlarında talaş kaldırıldığında, büyük ilerleme hızıyla yapılan talaş kaldırmada yüzeyde oluşan kalem izleri arası mesafe daha büyük olur. Bu durumda daha iyi bir yüzey elde edilir. Kesme açısının büyük olması yüzey pürüzlülüğünü arttırır. Teoride “sıfır” kesme açısı düzgün yüzey elde etmek için en uygun değerdir. Pratikte takımdaki kusurlar, iş parçası ve talaş kaldırma işleminden kaynaklanan sorunlar kesme açısının “sıfır” olmasını engeller. Tek ağızlı kesme takımıyla yapılan talaş kaldırma işleminde elde edilen ortalama ideal yüzey pürüzlülüğünün yuvarlama yarıçapı ve ilerleme ile olan ilişkisi torna için aşağıdaki denklemde verilmiştir2:

NRfRi 32

2

=

Ri : İdeal ortalama yüzey pürüzlülüğü, mm (in) f : İlerleme, mm (in) NR : Uç yarıçapı, mm (in) Bu denklem freze için takımdaki her bir ağza düşen ilerleme olacak şekilde hesaplanır. 3.2. İş Parçasının Etkileri İş parçasının takımla olan sürtünmesinden dolayı ideal bir yüzey bitirme işlemi gerçekleştirilememektedir. Bu etkiler şöyle sıralanabilir:

1. Ağız birikintisi 2. Oluşan talaşın kıvrılıp yüzeyi çizmesi 3. Sünek malzemelerde talaş oluşumu sırasında yüzeyin yırtılması 4. Gevrek malzemelerde süreksiz talaş oluşumundan dolayı yüzey kusurları oluşması 5. İşlenmiş yüzeyle takım kesici kenarı arasındaki sürtünme

Bu faktörler kesme hızına ve kesme açısına bağlı olarak değişir. Kesme hızının ya da açısının arttırılması yüzey kalitesini arttırır. Bu faktörler oluşan gerçek yüzeyin ideal yüzeyden daha pürüzlü olmasına sebep olur. Bu faktörler göz önünde tutularak ideal ve gerçek yüzey pürüzlülükleri arasında bir düzeltme faktörü geliştirilebilir. Şekil–6’ da gerçek yüzey pürüzlülüğü ve ideal yüzey pürüzlülüğü arasındaki düzeltme faktörü gösterilmektedir. İdeal yüzey pürüzlülüğüne bağlı olarak gerçek yüzey pürüzlülüğü aşağıdaki denklemle ifade edilir:

iaia RrR ×=

Ra : Gerçek yüzey pürüzlülüğü (actual) rai : Düzeltme faktörü Ri : İdeal yüzey pürüzlülüğü

19

Şekil–6 Yüzey pürüzlülüğü düzeltme faktörü

3.3. Titreşim ve Kesici Takım Etkileri Bu faktörler kesici takıma ve işlemin kurulum aşamalarına bağlıdır. Bu hatalar tezgâhtaki ya da takımdaki titreşimlerden kaynaklanabileceği gibi tutturma tertibatlarından da kaynaklanabilir. Bu titreşimler yüzeyin dalgalı olmasına neden olurlar. Oluşan titreşimleri minimuma indirmek için ilerleme hızını ve derinliği azaltılarak kesme kuvvetleri azaltılabilir. 3.4. Yüzey Pürüzlülüğünün Ölçümü Yüzey pürüzlülüğü ölçmekte kullanılan en yaygın cihaz yüzey pürüzlülük ölçme aletidir (Şekil–1). Cihaz bir izleyici kafa ve bir sinyal yükseltici/kuvvetlendiriciden oluşur. İzleyici kafada uç yarıçapı 0.013 mm (0,0005 in) olan bir elmas iğne vardır. Yüzeyde izleyici kafa otomatik olarak gezdirilir. Yüzeydeki pürüzlülükten kaynaklanan iğne hareketleri izleyici kafa tarafından elektrik dalgalarına çevrilir. Bu sinyaller yükseltici tarafından büyütülür ve cihaza kaydedilir. Göstergedeki değerler referans çizgisine göre yüzey pürüzlülüğünün aritmetik ortalamasını (Ra) veya düzeltilmiş yüzey pürüzlülük değerlerini (Rq) (ortalamanın karekökü) verir.

Şekil–1 Yüzey pürüzlülük ölçme aleti

20

Şekil–2 de Ra ve Rq değerlerinin hesaplanması gösterilmiştir. Rq pürüzlülük ölçmede büyük sapmaları hesaba kattığı için gerçeğe daha yakın olmakla beraber Ra daha pratiktir.

Şekil–2 Ra ve Rq değerlerinin hesaplanması

Yüzey pürüzlülüğü ve karakteristiğini göstermekte kullanılan semboller Şekil–3 te gösterilmiştir.

Şekil–3 Yüzey karakteristiği ve sembolleri

Aşağıdaki işaretler kalem/takım izinin yönünü göstermektedir (Şekil–4).

|| kenar çizgisine paralel ⊥ kenar çizgisine dik

21

Χ iki yönde ve çapraz Μ çok yönlü C dairesel R radyal

Şekil–4 Yüzey sembolleri

Pürüzlülük Derecesi

N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12

Ra (µm) 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 Simge

Not: ISO sitemine göre Ra değerleri N ile simgelenmiştir. Tablo–1 Ra ile yüzey kalite simgesi arasındaki bağıntı

4. Deney Teçhizatı ve Malzeme Bu deneyde, İTÜ Makina Fakültesi CAD-CAM laboratuarındaki CNC torna ve freze tezgahı kullanılacaktır. Her öğrenci yeteri kadar parça hazırlayacaktır. 5. Deney Prosedürü:

1. Tornalama ve frezeleme için deney planlarının hazırlanması. 2. Torna için ve freze için kesici takımların (dolayısıyla takım uç kavislerinin) seçilmesi (takım

değiştirilmeyeceğinden bu parametre pürüzlülüğe sabit olarak etkiyecektir) 3. Tornalama ve frezeleme için uygun parça geometrisinin ve ölçülerinin seçilmesi, adet ve/veya

yüzeylerin belirlenmesi 4. Parçanın malzemesinin önceden bilinmemesi halinde sertlik ölçülerek malzeme cinsi hakkında

fikir edinme 5. İstenen kaliteyi/pürüzlülüğü temin için gerekli diğer parametrelerin (kesme hızı, ilerleme ve

talaş derinliği) hesap ve/veya seçilmesi 6. Talaş kaldırma işlemleri 7. Kesilen yüzeylerin pürüzlülüklerinin ölçülmesi 8. Yüzey pürüzlülüklerinin hesaplanması 9. Farklı kesme parametrelerinin pürüzlülüğe ayrı ayrı etki durumunun yorumlanması, ölçülen ve

hesaplanan pürüzlülük değerlerinin karşılaştırılması ve yorumlanması 10. Yararlanılan kaynakların verilmesi

22

6. Değerlendirme ve Rapor Deney sonrası Deney Raporu hazırlanacak ve belirtilen tarihe kadar Laboratuar sorumlusuna teslim edilecektir. Deney raporu standart özelliklerinin yanı sıra aşağıdaki çıktıları da içerecektir:

1. Farklı kesme parametrelerinin pürüzlülüğe etkilerinin ayrı ayrı yorumlanması, 2. Ölçülen ve hesaplanan pürüzlülük değerlerinin karşılaştırılması ve yorumlanması 3. Yararlanılan kaynakların verilmesi


• Deney föyü ayrıntılı olarak incelenip, daha önceki döküm ders notları da dikkate alınarak teorik ön bilgiler çalışılacak. Bu amaçla a) Yüzey pürüzlülüğünün anlamı, önemi, gösterimi, ölçümü ve hesaplanması b) Yüzey pürüzlülüğünün ölçümünde kullanılan ekipmanlar ve çalışma prensipleri c) Talaşlı imalatta yüzey pürüzlülüğünü etkileyen faktörler konularının araştırılması gerekmektedir. Bu amaçla konu ile ilgili kitaplardan, dergilerden, internet ortamından da yararlanılmalıdır.

• Aşağıdaki hususların laboratuvar deneyine gelmeden önce grup tarafından tartışılmış ve belirlenmiş olması gereklidir:

o Tornalama ve frezeleme için deney planları o Torna için ve freze için kesici takımların (dolayısıyla takım uç kavislerinin) seçilmesi

(takım değiştirilmeyeceğinden bu parametre pürüzlülüğe sabit olarak etkiyecektir) o Tornalama ve frezeleme için uygun parça geometrisinin ve ölçülerinin seçilmesi, adet

ve/veya yüzeylerin belirlenmesi o Parçanın malzemesinin önceden bilinmemesi halinde sertlik ölçülerek malzeme cinsi

hakkında fikir edinme o İstenen kaliteyi/pürüzlülüğü temin için gerekli diğer parametrelerin (kesme hızı,

ilerleme ve talaş derinliği) hesap ve/veya seçilmesi • Bunlar dışında deney tanıtım toplantısında talep edilen diğer hazırlıklar yapılacaktır.

23

İML 401 İMALAT LABORATUVARI–1 Tam Dolu Döküm İçin Spiral Akıcılık Deneyi

1. Amaç:

Döküm işleminden önce kullanılacak erimiş metalin yeterli akıcılığa sahip olup olmadığını farklı sıcaklıklarda spiral döküm yaparak belirlemek bu deneyin başlıca amacını oluşturur. Spiral Akıcılık Deneyi için kullanılan örnek bir katı model Şekil 1. de gösterilmiştir. Döküm işleminde dökülen malzemenin akışkanlığını ya da dökülebilirliğini etkileyen başlıca parametreler:

- Döküm sıcaklığı - Katılaşma ısısı - Eriyiğin ısı içeriği - Eriyiğin bileşimi - Katılaşma türü ve aralığı - Yolluk sistemi - Kalıbın ısı iletme kabiliyeti - Kalıp malzemesinin ıslanma özelliği - Besleyici ve çıkıcılardır.

Döküm işleminde kullanılacak kum, kalıp, yolluk sistemi, ve alüminyum malzemeler tüm deneyler için aynı olacağından yukarıdaki parametrelerden sadece döküm sıcaklığı, akıcılığa büyük oranda etki edecektir Bu yüzdende deneyde ana parametre döküm sıcaklığı olarak alınacak ve diğer parametreler etkisiz kabul edilecektir.

Şekil 1 Spiral Akıcılık Deneyi için kullanılan örnek bir katı model 2 . Deney İçin Gerekli Şartlar Spiral, dökümde kullanılan model kalıptan kolayca çıkabilmeli ve tam akıcılık testinin başarıyla gerçekleştirilebilmesi amacıyla belirli bir geometriye sahip olmalıdır. Şekil 2 de bu geometri şematik olarak gösterilmektedir. Modelin üzerine belirli aralıklarla bırakılan işaretler sayesinde erimiş metalin döküm içinde aldığı mesafe kolayca ölçülebilir.

24

Şekil 2 Deneyde üretilecek olan döküm spirali

3 . Teori :

Döküm işleminde en sık rastlanan hatalardan biri, kalıbın erimiş metalle dolmamasıdır. Erimiş metal, kalıp boşluğu tam olarak dolmadan önce aşırı soğur ve katılaşır. Isı transferinin çok yüksek olması ve serbest yüzeydeki oksit tabakasının yüzey gerilimi akışı sınırlar. Bu yüzden erimiş metalin döküm öncesinde yeterli akıcılığa sahip olup olmadığını belirlemek için “Spiral Akıcılık Deneyi” yapılır.

Şekilli döküm yöntemlerinde metal, kalıba bir veya daha fazla sayıda ara yolluk vasıtasıyla girer. Yolluktaki metal katılaşmadan önce kalıp boşluğu doldurulamazsa, metal kâfi derecede akıcı değildir denir. Dökümcü bu özelliği çeşitli akıcılık deneylerinden biriyle ölçer. Genel tipte spiral ve vakum yöntemi olmak üzere iki tip akıcılık testi kullanılır. Bu deneylerde sıcak metal kesiti küçük olan uzun bir kanal içine akıtılır (kanal oda sıcaklığındadır) . Akışın katılaşma dolayısıyla durmasından

25

önce metalin aldığı mesafe akıcılığın ölçüsüdür. Şekil 3’de yapılacak deneyden farklı olarak, yolluğun spiralin dışında olduğu bir örnek için, metalin kalıbı doldurma yüzdesi şematik olarak verilmiştir.

Şekil 3 Yolluğun spiralin dışında olduğu bir örnek için, metalin kalıbı doldurma yüzdeleri.

4 . Deney Teçhizatı ve Malzemeleri :

Ticari saf alüminyum kütle, bir pota içerisinde eritildikten sonra farklı sıcaklıklara (döküm başlangıç sıcaklıklarına) çıkarılacak ve spiral kalıba dökülecektir. Döküm başlangıç sıcaklığının farklı oluşu, sıvı metalin katılaşana kadar spiral kalıp içinde farklı mesafelere ulaşmasını sağlayacaktır. Deneyde üç farklı döküm başlangıç sıcaklığı uygulanacak ve döküm işleminden sonra spiral yüzeyi incelenerek fotoğrafları çekilecektir. Elde edilen sonuçlar, döküm başlangıç sıcaklığı – spiral mesafesi eğrisi halinde çizilerek yorumlanacaktır. Deney için gerekli malzeme Her öğrenci için ;

a) 1 kg ticari saflıkta ( % 99,95) Alüminyum b) Erimiş metalin sıcaklığını ölçmek için termokupl c) Spiral kalıp d) Isıya dayanıklı dökümcü eldiveni ve önlüğü e) Koruyucu ayakkabı

5. Deney Prosedürü :

1. Alt dereceye yerleştirilen model üstüne önce ince taneli kum yerleştirilip sıkıştırılır onun üstüne de kaba taneli kum sıkıştırılır. (Kum elle dövme yöntemiyle sıkıştırılır)

2. Daha sonra alt derece ters çevrilip bölüm ayıracı kalıbın üstüne serpiştirilir 3. Üst derece pimlerinden alt dereceye geçirilir 4. Yolluk sistemi spiralin merkezine gelecek şekilde önce ince taneli sonra kaba taneli kumla üst

derece sıkıştırılır. 5. Yolluk sistemi üst dereceden çıkarılır 6. Üst derece alt dereceden çıkarılır 7. Model çok dikkatli bir biçimde alt dereceden, kalıp zarar görmeden çıkarılır 8. Üst derece tekrar alt dereceye monte edilir ve kalıp döküme hazır hale gelir 9. Her grup aynı şekilde kendi kum kalıbını hazırladıktan sonra sıra döküme gelir 10. Aluminyum malzeme, fırında eritildikten sonra ana potadan her bir grubun potasına dökülür

26

11. Termometre ile her bir pota için sıvı haldeki aluminyumun sıcaklıkları ölçülür ve not edilir 12. Gruplar aynı anda erimiş haldeki aluminyumu kum kalıbın içine yolluktan boşaltır 13. Kum kalıp açılıp parça çıkarılır 14. Parça yüzeyi incelenir 15. Her bir grupta sıvının kalıpta ne kadar yol aldığı ölçülür

6. Değerlendirme ve Rapor:

1. Her grup deneyde ölçtükleri sıcaklıklara karşılık gelen akma mesafelerini grafik halinde raporunda sunacak.

2. Grafik yorumlanıp sıcaklığın akıcılıkla olan ilişkisi açıklanacak. 3. Grupların aynı sıcaklıklarda farklı sonuçlar elde etmesi durumunda nedenleri öğrenciler

tarafından araştırılıp raporda sunulacak . 7. Referanslar

1. Metal Döküm Teknolojisi Prof. Dr. Ahmet ARAN 2. Döküm ve Katılaşma Tekniği Merton C. FLEMINGS


• Deney föyü ayrıntılı olarak incelenip, daha önceki döküm ders notları da dikkate alınarak teorik ön bilgiler çalışılacak. Bu amaçla konu ile ilgili kitaplardan, dergilerden, internet ortamından yararlanılarak, metallerin dökülebilme kabiliyetleri ve etkileyen faktörler, kum döküm işleminde kullanılan donanımlar ve sıvı metalin sıcaklığının ölçümünde kullanılan donanımların çalışma prensiplerinin önceden araştırılması gerekmektedir.

• Ayrıca her döküm için kalıp kumunun başlangıç ve kalıp içindeki sıkıştırılmış haldeki şartlarının aynı olmasının nasıl sağlanacağı ve dökülmüş spirallerin ölçüm tekniği konularında ön hazırlık yapılması gerekir.

• Bunlar dışında deney tanıtım toplantısında talep edilen diğer hazırlıklar yapılacaktır.

27

İML 401 İMALAT LABORATUVARI–1 ÖLÇME-1 (SCHLESINGER) DENEYİ

1. Amaç: Ölçme yapılan tezgah ve özellikleri (marka , model, tip, yaş, yapılmışsa eski test tarihleri ve ilgili değerler), yapılan ölçmeler sonucu tespit edilen hata değerleri ve bu sonuçların yorumlanması.

2. Deney İçin Gerekli Şartlar: Takım tezgahına ait sapmalar (hatalar) işleme kalitesini etkileyen faktörlerden biridir. Tezgaha ait hatalar, tezgah hassasiyeti de denilen tezgah kalitesini (doğruluğunu) belirler.

3. Teori:

Tezgahların kalitesi, normlarda gösterilen ilkelere göre ölçme yoluyla belirlenir. Bu deneyde bir torna tezgahının kızak yüzeylerinin paralelliği, kızak yüzeylerinin iş mili eksenine paralelliği ve iş milindeki salgının tespiti Schlesinger esaslarına göre belirlenmektedir.

4. Deney Teçhizatı ve Malzemeler: Tüm ölçme işlemlerinde silindirik ölçme kısmı 300 mm boyunda olan silindirik bir ölçme malafası kullanılır. No Ölçme

şeması Müsaade edilen hata Tespit edilen

Hata a) 100 mm de 0.04 1 Şekil.1 b) 100 mm de 0.04 c) 100 mm de 0.04 2 Şekil.2 a) 300 mm boyda 0-0.02 mm uç kısımda yüksek b) 300 mm boyda 0-0.02 mm uç kısım öne doğru 3 Şekil.3 a) 0.02 mm b) 0.02 mm

5. Deney Prosedürü: Torna tezgahı için 1. Kızak yüzeylerinin kontrolü : Bunun için tezgah kızakları üzerine su terazisi oturtularak yataydaki

sapmalar belirlenir.

a) Araba dişli kutusu tarafındaki kızağın boyuna düzgünlüğü

b) Karşı kızağın boyuna düzgünlüğü c) Bankonun enine yönde düzgünlüğü

Şekil.1

28

2. Fener mili (iş mili) ekseninin bankoya paralelliği :

a) Düşey düzlemde b) Yatay düzlemde

Şekil.2

3. Fener mili (iş mili) eksenel salgısı :

a) Malafanın iş miline yakın ucunda b) Malafanın iş miline uzak ucunda

Şekil.3

6. Değerlendirme ve Rapor: 1. Deney raporları, standart formatta belirtildiği şekilde yazılacaktır. 2. Kılavuzda belirtilenlere ek olarak yukarıda 5. maddede yapılan ölçümler ve bunlarla ilgili grafikler

verilecektir. 7. Deney Öncesi Yapılması Gereken Hazırlıklar:


• Deneyde kullanılacak tezgahlar ve ölçme aletleri incelenerek nasıl kullanılacakları öğrenilecektir.


29

İML 401 İMALAT LABORATUARI-1 ÖLÇME-2 DENEYİ

1. Deneyin amacı:

Bu deneyde genelde imalatta kalite kontrol birimlerince yapılan boyutsal ölçme/kontrol yöntemleri kullanılarak bir parti parçanın numune kabul kontrolu yapılacak ve bazı boyutsal ölçme yöntemleri kullanılarak parçaların boyutları ölçülecektir. 2. Deney İçin Gerekli Şartlar: Bir firma tarafından fason olarak başka bir imalatçıda talaşlı işleme yöntemiyle şekillendirilen resimdeki parçadan belirli aralıklarla, işlenmiş olarak partiler halinde gelmektedir. Belirli sayıda aynı parçadan oluşan bu partilerden anlamlı sayıda numune alınıp, bunların tümü üzerinde kabul ve ret kontrolu yaparak partiler kabul edilmektedir. Numunedeki kusurlu birey sayısı kabul sayısına eşit ve daha az ise parti kabul edilmekte, red sayısına eşit veya daha fazla ise red edilmektedir. Sözkonusu kontrol için bir numune planlaması yaparak gelen partinin kabul veya red kontrolunu yapınız. Ayrıca numunelerden birinin tam ölçüsünü ölçme belirsizliği ile bulunuz. 3. Teori: 3.1. Kabul Kriterleri: Kalite Kontrol alanında uygulanan kontrol yöntemlerinden biri olan Kabul ve ret kontrolü ile ürünlerin tolerans ve spesifikasyonlara uyup uymadıkları kontrol edilmesi amaçlanmaktadır. Kabul ve ret kontrolleri %100 veya numune üzerinde yapılabilir. Birincinin herzanaman uygulanamaması ve pahalı olması nedeniyle çoğu kez numune kontrolü yöntemleri uygulanır. Bu yöntemde belirli bir partiden belirli sayıda bireylerden oluşan bir numune alınır ve bunun tüm bireyleri kontrol edilir. Numune kontrolü , numune planlaması denilen ve basitten karmaşık olana göre tek, çift, çok veya ardarda uygulanabilen belirli bir planlama sistemine göre yapılır. Bu sistem Parti büyüklüğü, numune büyüklüğü , kabul sayısı ve ret sayısından meydana gelir. Kabul kalite seviyesi numune kabulu için yeterli sayılan maksimum kusurlu oranı veya yüzdesidir. Numune kabul planlama çeşitleri standartlaştırılmıştır. En çok kullanılan standartlar MIL-STD-105D ve buna göre oluşturulan ANSI Z1.4-1981 ve ISO-2859 dur. Bu standartlar numune sayısı ve kabul kalite seviyesine göre kabul ve ret sayılarını veren tablolar şeklinde düzenlenmişlerdir. Ret edilen partiler % 100 kontrolden geçirildikten sonra kusurlu bireyleri ayıklanarak veya tamir edildikten sonra kabul edilebilir. 3.2. Ölçme Belirsizliği: Ölçüm sonucu elde edilen her değerin içinde kaçınılamayan bir hata payı vardır. Dolayısıyla bir büyüklüğün gerçek değeri hiçbir zaman tam olarak bilinemez. Yapılan ölçümlerde gerçek değer hakkında tahmini bir değer elde edilir. Ölçme belirsizliği gerçek değerin hangi değerler arasında bulunduğunu ifade eden tahmini değerdir. Ölçme hataları sistametik ve rasgele olmak üzere iki tip olup, ölçümlerde bunlar ayrı ayrı işlemlere tabi tutulurlar. Bir ölçü aletiyle tekrar şartları altında yapılacak ölçümlerde elde edilen değerler bu değerlerin aritmetik ortalaması etrafında dağılırlar. Tekrar yeterli sayıda olduğunda elde edilen değerler bir Normal Dağılım meydana getirir.

30

Şekil 1. Normal dağılım

Tekrar şartlarında elde edilen değerler beklenen değer µ’nün etrafında dağılır. Tekrar sayısı x arttıkça değerler µ’ye yaklaşır. Grafikte tek bir ölçüm değeri olan x gerçek değerden rasgele ve sistematik hata ların toplamı kadar farklıdır. Bilinen sistematik hata (kalibrasyon hatası) zıt işaretli olarak x ile toplandığında düzeltilmiş değer xE elde edilir. Bu değer gerçek değerden rasgele ve bilinmeyen sistematik hata kadar farklıdır. Toplam ölçme belirsizliği u ve ölçüm sonucu M ile ifade edildiğinde herhangi bir ölçüm sonucunun tam olarak gösterimi şu şekilde olabilir. X= M ± u u = k * s k=2 (~%95 güvenirlilik seviyesi) Deneysel standart sapma s için en az 10 sıra ölçüm yapılmalıdır ve toplam ölçme belirsizliğinin belirlenmesinde ayrı belirsizlik komponentleri şu işlemle toplanabilir s= 4. Deney Teçhizatı ve Malzemeler:

Malzeme : Çelik Parti büyüklüğü: ………adet Kabul Kalite Seviyesi : % 0,2-2 (……..) Numune Planlama tipi: tek-çift

31

Öçme Laboratuarında gerçekleştirilecek kontroller için lab imkanları şu şekilde sıralanabilir. Teknik resmi verilen parçada fonksiyonel olması açısından önemli olan özellik çap ölçüleri olup çap ölçümü;

1) Verniyeli kumpas kullanılarak(1/20 hassasiyetli) 2) Mikrometre kullanılarak (1/100 hassasiyetli) 3) Komparator saati kullanılarak (1/100 hassasiyetli) 4) Sabit mastar kullanılarak yapılabilir. (<1/100 hassasiyetli)

Bu ölçüm cihazlarından en uygun olanı seçilerek kontroller yapılacaktır. 5. Deney Prosedürü

a) Numune büyüklüğünün tayin edilmesi b) Kontrol kabul seviyesinin belirlenmesi, c) Bu iki faktöre bağlı olarak ilgili ANSI yada ISO standartlarında verilen tabloları kullanarak

kabul :A ve Red: R sayılarının tayin edilmesi, d) Numune bireylerinin kontrol edilmesi e) Bulunan kusurlu sayısının A ve R sayılarıyla karşılaştırarak parti hakkında karar verilmesi

Bu işlemlerde kullanılmak üzere ilgili standartlarda bulunan tablolar ve gerekli teorik bilgiler referansta verilen kaynaklardan alınabilir. Ayrıca yukarıda sıralanan ölçüm cihazlardan biri kullanılarak numune içinden rasgele seçilen bir parçanın çap ölçüsü (biri) ölçüm belirsizliği ile birlikte tam olarak bulunacaktır. Bunun için ölçümün yapıldığı cihazın bir önceki kalibrasyon raporunda belirtilmiş sistematik hatası ile ölçüm anında yapılan sistematik ve rasgele hatalar gözönüne alınarak yapılacak hesaplama (belirsizlik bilanço tablosu) ile ölçüm belirsizliğini de içeren ölçüm değeri bulunacaktır. 6. Değerlendirme ve Rapor Deneyden sonra deney raporu hazırlanacak ve deneyi takip eden hafta içinde teslim edilecektir. Deney raporu standart formata ek olarak aşağıdaki bilgileri içerecektir:

a) Deneyde verilen parametreler listesi. b) Deneyde seçilen ve varsayılan parametrelerin listesi ve seçim gerekçeleri

Deney raporları deneyi takip eden hafta teslim edilecektir. Geç getirilen raporlar değerlendirilmeyecektir. 7. Laboratuar Öncesi Yapılması Gerekli Hazırlıklar


• Kalite Kontrol (Excel Destekli) (yazan: Prof. Dr. Mustafa AKKURT ) adlı kitabın 183-197 sayfaları arasında bulunan Numune Kabul Kontrolü adlı bölüm ile 506- sayfalarında bulunan Ölçme ve Kontrol Teknikleri adlı bölümlerin okunacaktır.

• Deneyde seçilen ve varsayılan parametrelerin seçim kriterleri tespit edilecektir. • Verniyeli kumpas, Mikrometre, Komparator saati ve Sabit mastarın nasıl kullanıldığı

öğrenilecek/hatırlanacaktır. • Deney tanıtım toplantısında talep edilen diğer hazırlıklar yapılacaktır.

32

DENEY RAPORU YAZMA VE SUNMA Genel Açıklamalar

Üçüncü tekil şahıs kullanın (pasif) Üçüncü tekil şahıs: Yukarıda tartışıldığı gibi, verilerin sınırlamalarıyla ilgili son korelasyon için

Denklem (5) önerilir. Birinci tekil şahıs: Yukarıdaki tartışmamızda sunulan verilerin sınırlamalarıyla ilgili son

korelasyon için Denklem (5)’i öneririz. Belirli (kesin) olun

Deneysel verilerin analizi, teorik değerlerden ortalama sapmanın yüzde 1’den daha küçük olduğunu göstermektedir.

Deneysel veriler, teorik gelişmeyle iyi bir uyum içindedir (??? Ne kadar iyi ???) Bir raporun içeriği

Ön kapak Özet Sunuş Konunun geçmişi ve önceki çalışmalar Teorik sunuş(lar) Deney tesisatı ve prosedürü Deneylerin sonuçları Sonuçların Yorumlanması Sonuçların Değerlendirilmesi ve Öneriler Teşekkürler bölümü Referanslar ve Kaynakça Ek Materyaller

Ön Kapak

Başlık sayfası, (Yazarların görevleriyle birlikte) Rapor çalışmasının destekleyicisi (varsa) İçindekiler Semboller listesi Şekiller listesi Önsöz (varsa) Gerekirse gönderim mektubu

Özet

Özet, matematiksel formülasyonlar olmadan, çok kısa bir formda, ilk amacı vurgulamalıdır Çalışmada ne yapıldığını ve çıkarılan sonuç ve değerlendirmeleri içermelidir

Sunuş

Sunuşun amacı, raporun genel bütünü içinde daha ayrıntılı tartışmalar için temel çalışmayı vurgulamaktır.

Çalışmanın gerçekleştirilmesi için motivasyonu açıkça belirtmek, yani problemi tanımlamak için kullanılır

33

Konunun Geçmişi ve Önceki Çalışmalar Literatüre (konuyla ilgili önceki çalışmalara) bir bakış Genellikle sunuş bölümünün bir parçasıdır Hem önceki çalışmalara atıf yapar hem de mevcut çalışmaya ihtiyacı vurgular.

Teorik Sunuş(lar)

Teorik bilginin geliştirilmesine yönelik geniş bir bölümdür. Okuyucunun deneysel çalışmanın önemini anlamasına yardımcı olur. Çok uzun detaylı çıkarımları Ekler bölümüne bırakın.

Deney Tesisatı ve Prosedürü

Tesisat ve deney prosedürü hakkında yeterli bilgi. Eğer sonuçlar, araştırma ve yeni sonuçlarla ilgiliyse, detaylı bilgi verin. Detaylı bilgi vermeden, standart test prosedürlerine atıf yapın (ASME, ASTM, vs.).

Deneylerin Sonuçları

Hedef okuyucunun beklentileriyle tutarlı olun. Tablo ve grafik sunumlar. Verilerin önemli kısımlarına odaklanın

Sonuçların Yorumlanması

Geçmiş bilgi, teorik sunum ve deneysel sonuçlar, okuyucuyu çalışmanın sonçlarının yorumuna götürür.

Sonuçlar bazen başkalarına hitap eder. Sonuçların Değerlendirilmesi ve Öneriler

Tüm önemli sonuçları ve yorumlarını açık bir özet formunda toplayın. Genellikle çoğu okuyucu, sadece özet ve/veya sonuçların değerlendirilmesi bölümlerini okur. Gelecek çalışmalar için öneriler de eklenebilir.

Teşekkür(ler) Bölümü

Listelenen yazarların dışında kalan, çalışmanın tamamlanmasına katkı yapan kişi ve kuruluşları belirtin.

Referanslar ve Kaynakça

Referanslara, bir çalışmanın raporun yazımında kullanılması halinde atıf yapılmalıdır.

[1] Davis, C.L., Sadeghi, F., Krousgrill, C.M., 2000, “A Simplified Approach to Modeling Thermal Effects in Wet Clutch Engagement: Analytical and Experimental Comparison”, ASME Journal of Tribology, Vol. 122, pp. 110-118. [2] ….

Ek Materyaller

Detaylı matematik çıkarımlar Ham deneysel verilerin tabloları Kalibrasyon bilgileri Belirsizlik analizi Malzeme özelliklerinin tabloları Diğer kaynaklardan elde edilen hesaplamalar

34

Detyalı bilgisayar programları Sözlü Sunumlar

Hedef izleyicileri belirleyin Paylaşılan zamanı belirleyin Slayt ve tepegözle sunulan grafikleri kullanın Karmaşık matematiksel ifadelerin kullanımından kaçının Sonuçları açık ifadelerle özetleyin Herkesin duyabileceği şekilde yüksek sesle konuşun Sunuşun kapanışında nazik bir “Teşekkür ederim” deyin

35

LABORATUAR GÜVENLİĞİ Laboratuardaki kişisel güvenliğiniz büyük oranda size bağlıdır!

Acil Durum Kılavuzu 1. Acil bir durumda güvenlik ve yangın alarm uyarılarını okumak ve talimatları izlemek kendi

sorumluluğunuzdadır. 2. Laboratuardaki yangın söndürücülerin ve diğer güvenlik ekipmanlarının bulunduğu yerleri

ve nasıl kullanıldıklarını öğreniniz. 3. Herhangi bir yaralanma, yangın, patlama veya parçalanma durumunda öğretim

görevlisine haber veriniz. 4. Bina tahliye yöntemini öğreniniz.

Ortak Duyarlılık Bir laboratuarda güvenlik için iyi bir ortak duyarlılığa ihtiyaç vardır. Her öğrenci, ortak duyarlılıkla ve sorumluluk duygusuyla hareket etmelidir. Eğer belirli bir durumda nasıl davranılması gerektiğini bilmiyorsanız, deney asistanına veya öğretim görevlisine danışınız. ÇALIŞMA KURALLARINI BİLMEDİĞİNİZ HERHANGİ BİR CİHAZA DOKUNMAYINIZ!!! Kendinize veya cihaza zarar verme riskini göze almaktansa, soru sormak her zaman daha iyi bir yöntemdir.

Kişisel ve Genel Laboratuar Güvenliği 1. Laboratuarda çalışırken, hiçbir şey yemeyiniz, içmeyiniz veya sigara kullanmayınız. 2. Uyarıları dikkatle okuyunuz. 3. Eğitilmediğiniz ve danışman tarafından kullanmanıza izin verilmeyen hiçbir cihazı

kullanmayınız. 4. Tehlikeli malzeme ve/veya ekipmanla çalışırken emniyet gözlüklerini ve yüz koruma

maskelerini giyiniz. 5. Tehlikeli veya zehirleyici maddeleri kullanırken eldiven giyiniz. 6. Kıyafet: Tehlikeli maddeleri taşırken, eldiven, laboratuar kıyafeti ve emniyet gözlüklerini

giyiniz. Kısa pantolonlar ve terlikler laboratuarda hiçbir zaman giyilmemelidir. Makine atölyelerinde çalışırken ayakkabı giyilmelidir.

7. Saçlarınız uzunsa ve bol elbise giyiyorsanız, saçlarınızı ve elbiselerinizi topladığınızdan emin olun.

8. Çalışma alanında deney için gerekli malzemeler dışında herhangi bir malzeme bulundurmayınız. Çıkarılan elbiseler koridora veya dolaba asılmalıdır. İlave kitaplar, çantalar, gelişigüzel bırakılmamalı, hava akımı gerektiren cihazlardan uzak tutulmalıdır.

9. Atık uzaklaştırma – Öğrenciler, kullanılmış malzemelerin uygun şekilde uzaklaştırılmasından ve atılmasından sorumludur.

10. Ekipman hasarı – Eğer bir ekipman çalışırken bozulursa, hemen laboratuar asistanına veya öğretim görevlisine haber veriniz. Kendinize zarar vermemek için sorunu asla kendiniz çözmeye çalışmayın.

11. Eğer laboratuarı en son terk ediyorsanız, tüm cihazları kapatınız ve kapıları kilitleyiniz. 12. Laboratuardaki hiçbir sıvıyı tatmayınız. 13. Laboratuarı terk etmeden önce çalışma alanınızı temizleyiniz. 14. Laboratuarı terk etmeden ve herhangi bir şey yemeden önce ellerinizi mutlaka yıkayınız.

Elektrik Güvenliği 1. Bir yüksek gerilim cihazını çalıştırmadan önce izin alınız. 2. Elektrik panolarını izinsiz açmayınız. 3. Kablo çekme veya diğer elektrik tadilatları için sorumlu elektrik teknisyenine veya bina

idari sorumlusuna başvurulmalıdır.

36

4. Uzatma kablolarını kullanmaktan kaçınınız. Eğer kullanmanız mutlaka gerekiyorsa, topraklı ve sigortalı olanlarını kullanınız. Uzatma kabloları, kapıların altından, pencerelerden geçirilmemeli, tavana asılmalı veya diğer uzatma kablolarına takılmalıdır.

5. Yüksek gerilim cihazlarında hiçbir değişiklik, tadilat yapmayınız. 6. Bir yüksek gerilim cihazını ayarlarken SADECE TEK ELİNİZİ KULLANIN. Diğer eliniz

cebinizde veya arkanızda olmalıdır. Bu prosedür, yüksek gerilimin bir kolunuzdan vücudunuza ve diğer kolunuza akmasını engeller.

Mekanik Güvenlik 1. Basınçlı hava ile çalışırken sadece izin verilen hava tabancalarını kullanınız ve hiç

kimseye doğrudan yönlendirmeyiniz. 2. Çalıştırma sırasında makinaların koruyucu kapakları kapalı olmalıdır. 3. Hidrolik ve pnömatik tahrikli cihazlarla veya bunların yakınında çalışırken emniyet provası

yapınız. Ani veya beklenmeyen hareketler, ciddi yaralanmalara neden olabilir. Kimyasal Güvenlik

1. Her kimyasal maddeyi, tehlikeli olduğunu varsayarak kullanınız. 2. Tüm kimyasal maddelerin açıkça ve güncellenmiş olarak, adını, içeriğini, tarihini ve

sorumlu kişinin adını içerecek şekilde etiketlenmiş olduğundan emin olunuz. 3. Artan kimyasalı şişesine geri boşaltmayın (Gereken kadar almaya çalışın ve fazlasını

başkasıyla paylaşmayın.) 4. Depolama miktarı, onaylanmış kap türü, uygun etiketleme vs. konularında yangın

talimatlarına uyun. Eğer talimatları anlayamazsanız, bina idari yöneticisine başvurun. 5. Buharlaşan ve yanabilen bileşikleri, sadece davlumbaz altında kullanın. Zararlı maddelerin

teneffüsünü önlemek için aerosol üreten prosedürler, davlumbaz altında uygulanmalıdır. 6. Bir çözücü maddenin cildinizle temasını engelleyin. Daima eldiven kullanın. 7. Bir çözücüyü asla solumayın!! Bileşiğini anlamak için çözücü şişesindeki etiketi okuyun. 8. Kırık veya atık cam kapları uygun çöp kutularına atın. 9. Kullandığınız ekipmanları hemen temizleyin. 10. Laboratuarda yiyecek bulundurmayın.

İlave Güvenlik Kuralları 1. Yetkili olmadığınız deneyleri yapmayın. 2. Laboratuarda asla yalnız çalışmayın. 3. Laboratuar ortamınızı düzgün ve düzenli tutun. 4. Çalışan ekipmanı terk etmeyin. 5. Eğer bir termometre kırarsanız hemen öğretim görevlisine haber verin. Cıva’yı kendiniz

temizlemeye kalkışmayın!! 6. Hiçbir şeyi tatmayın. Hiçbir pipeti ağzınıza sürmeyin; bir pompa kullanın. 7. Yönergede yazılmayan açık alevleri laboratuar ortamında kullanmayın. 8. Cam kapları kullanmadan önce çatlak olup olmadığı bakımından kontrol edin. Çatlak

aparatlar kullanım sırasında kırılabilir ve ciddi yaralanmalara yol açabilir. 9. Laboratuarda, tüm çıkışlara, yangın söndürücülere, el ve göz temizleyici lavabolara

ulaşımı engelleyen cisimleri uzaklaştırın. 10. Koridorları depolama veya çalışma alanı olarak kullanmayın. 11. Ağır cisimleri belirtilen yüksekliğin üzerinde depolamayın. Tüm yangın söndürücülerin

etrafında 1 m’lik bir mesafenin açık bırakılması gerekir. 12. Ağır nesneleri kaldırırken dikkatli olun. Forklift ve krenleri sadece atölye personeli

kullanabilir. 13. Laboratuarı terk etmeden önce laboratuar tezgahını ve ekipmanları temizleyin ve kapıları

kilitleyin.

37

Documents

İML 401 İMALAT LABORATUVARI