Metot

Bükme işlemi sac metal kalıpçılığın en önemli uygulama alanlarından bir tanesidir. Sac metal şekillendirme işlemlerinde zımba sac malzeme bükme deformasyon bölgesinden kaldırıldığında, elastik geri dönüşten dolayı sac malzeme özelliklerine bağlı olarak geri ve ileri esneme davranışı meydana gelmektedir. Gerçekleştirilen bu çalışmada, V dip bükme tekniğinde, farklı kalınlıklara sahip 16Mo3 sac malzemelerin (ısıl işlemsiz (II), normalize (NI) ve menevişlenmiş (MI)) farklı bükme parametrelerinde şekillendirilebilirliği esnasında meydana gelen geri ve ileri esneme davranışları araştırılmıştır.

Deneysel çalışmada, dört farklı kalınlıktaki (3, 4, 5 ve 6 mm) 16Mo3 sac malzemeler üç farklı bükme açısında; 4,5 mm zımba uç radyüsünde, zımba sac malzeme üzerinde bekletilmeden bükme işlemini yaptıktan hemen sonra üzerindeki yük kaldırılarak ve zımbanın sac malzeme bükme bölgesinde 30 s bekletilerek bükme deneyleri gerçekleştirilmiştir.

Bükme işlemlerinde, farklı zımba uç radyüsünün geri ve ileri esneme davranışına etkisini araştırmak amacıyla, 4 mm kalınlığa sahip II, NI ve MI uygulanmış 16Mo3 numuneler kullanılmıştır. Numuneler üzerine 90º bükme işlemi uygulanarak, zımbanın numune üzerinde bekletilmeden direk kaldırıldığı ve zımbanın numune büküm bölgesinde 30 s bekleyerek yapılan bükme işleminde zımba uç yarıçapının etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Bükme işlemi esnasında, zımba ve kalıp arasına sac malzeme kalınlığı kadar boşluk verilmiştir.

Bükme işlemleri esnasında, zımba ve kalıp arasına sac kalınlığı kadar boşluk bırakılarak numunenin kesit alanının ezilmesine izin verilmemiştir. Böylece, numunenin ezilerek ileri ve geri esnemeye olan etkisi engellenmiştir. Deneyler, serbest bükme kuvvetinde ve zımba inme hızı 20 m/s de gerçekleştirilmiştir. Deney serilerinde, 30x60 mm ebatlarında 1020 adet numune II, NI ve MI uygulanarak bükülmüştür. Her deney 10 kez tekrarlanmıştır. Ayrıca, deney serilerinden çıkan sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. II, NI ve MI sonrasında, zımbanın sac malzeme üzerinde bekletilmeden ve 30 s bekletildikten sonra kaldırıldığı deneyler gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan bükme parametreleri Çizelge 7.7’ de gösterilmektedir. Deneysel çalışmada tekrarlanan değerlerin aritmetik ortalamaları alınarak ileri ve geri esneme grafikleri oluşturulmuştur. Bunun yanısıra, deney serilerinden çıkan sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Yapılan deneylerde elde edilen sonuçlar için sac malzemelerin geri ve ileri esneme grafikleri oluşturulmuştur. Son olarak, bükme parametrelerinin geri ve ileri esneme üzerindeki etkileri istatistiksel olarak ayrı ayrı ele alınmıştır. Böylece, geri ve ileri esneme üzerinde en etkin parametrelerin belirlenmesine çalışılmıştır.

Çizelge 7.7. Deneysel çalışmada kullanılan bükme parametreleri Malzeme Bükme Parametreleri Zımba bekleme süresi, s S, mm Zımba Açısı,º Zımba uç yarıçapı, Rm Deney Sayısı 16Mo3 (1.5415) II NI MI Direk 30 s bek 3 mm 150 120 90 4,5 mm 180 4 mm 180 5 mm 180 6 mm 180 4 mm 90 2 mm 60 3 mm 60 4 mm 60 5 mm 60 6 mm 60

Çalışmada yapılan toplam deney sayısı 1020

Bükme işlemleri sonucunda elde edilen numuneler, açıölçerle ön bir ölçme işlemine tabi tutulmuş ve daha sonra her bir parça CMM cihazı kullanılarak hassas olarak ölçülmüştür. Bükme işlemleri neticesinde, numune içyapılarında deformasyona bağlı olarak mikro yapı oluşumlarını incelemek amacıyla, numune deformasyon bölgesinden tel erozyon tezgâhı ile parça kesilerek, malzeme mikro yapısal karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaç için optik ve elektron mikroskop kullanılarak, özellikle bükme bölgesi malzeme deformasyonu açısından değerlendirilmiştir.

7.7. Sayısal Modelleme

Bükme açısı, malzeme özellikleri, bekleme süresi, sac malzeme kalınlığı ve zımba uç radyüsü parametrelerinin “girdi” parametreleri olarak değerlendirildiği deneysel çalışmalar neticesinde, “çıktı” parametreleri olarak; geri ve ileri esneme değerleri ortaya konulmuştur.

Çoklu varyans analizi için, Minitab 15 paket programı kullanılmıştır. Genelde varyans analizi; bağımlı değişkendeki değişimi açıklayabilmek; diğer faktörlerin etkisi olmaksızın, bağımlı değişkene etkilerinin tahminini yapabilmek; bağımlı değişkene ilişkin ortalama değerlerin bulunması amacıyla kullanılmaktadır. Böyle bir varyans modelinde bağımlı

değişkendeki değişim, bağımsız değişkenler ile açıklanılmaya çalışılmaktadır. Korelâsyon katsayısının karesi (R²) olarak bilinen bağımsız değişkenlerin bağımlı değişkeni açıklama oranı ise, varyans modelindeki açıklama miktarının açıklanmayan miktara olan oranıdır. Varyans katsayısı ise, ilgili bağımsız değişkendeki bir birimlik artışın değişkende oluşturacağı değişim miktarıdır. Bu bilgiler sonucunda, çoklu varyans analizi, bükme açısı, malzeme özellikleri, bekleme süresi, sac malzeme kalınlığı ve zımba uç radyüsü değişkenleri ile bükme parametrelerinin geri ve ileri esneme değerlerine etkisinin belirlenmesini sağlamaktadır.

Deney sonuçlarına, çoklu varyans analizi uygulanırken bu analizde bağımlı değişkenler bükme açısı (D), malzeme özellikleri (I), bekleme süresi (B) ve sac malzeme kalınlığı (K) ve zımba uç radyüsü (R) alınırken; bağımsız değişkenler ise, geri ve ileri esneme değerleri olarak alınmıştır. Gerçekleştirilen analizler neticesinde, bükme parametrelerinin ayrı ayrı ve bir birleri ile olan etkileşimleri ve parametreler arasındaki etkileşim incelenmiştir.

Bükme parametreleri arasında etkili olmayan faktörler çıkartılarak yeniden analiz yapılmıştır. Analiz neticesinde anlamlı olmayan etkileşimler ve parametrelere anlamlılık kazandırılmaya çalışılmıştır. Minitab programında Tukey analizi kullanılarak her bir bükme parametresinin etkisi ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Daha sonra, faktör parametreleri arasındaki ilişki matematiksel olarak modellenerek açıklanmaya çalışılmıştır.