Metal şekillendirme ve derin çekme işlemleri, uzun presleme mesafeleri nedeniyle büyük miktarlarda pres enerjisi tüketebilir. Örneğin, 50 tonluk bir mekanik pres ile 10 mm boyunca şekillendirme yapmak, 5 kJ enerji gerektirir. Öte yandan, 50 ton kuvvet ile aynı malzemeye 30 mm boyunca derin çekme yapmak, 15 kJ enerji gerektirir. Ayrıca, 1.4016 paslanmaz malzeme 750 MPa akma dayanımına sahipken DX53D malzeme 380 MPa akma dayanımına sahiptir, aynı kalıpta paslanmaz malzemeye geçildiği zaman ihtiyaç duyulacak pres kuvveti doğal olarak pres enerjisi de 2 katına çıkacaktır.
Bu noktada “otomatik modda pres hızı”, pres nominal kuvveti ve enerji kapasitesi barındıran bir tablo pres imalatçısı tarafından paylaşılmalıdır. Pek çok presleme işi yapan firma, kalıpçı ile iletişim kurarken, pres tonajını kolayca paylaşsa da, enerji kapasitesini spesifikasyonlarına dahil etmez. Pres enerji kapasitesinin ihmal edilmesi, özellikle derin çekme uygulamaları için yanlış pres seçimine neden olabilir.
Mukayese edecek olursak ara redüksiyonu olan mekanik pres, volanın daha hızlı döndürülmesine imkan sağladığından dolayı ve volanda depolanan enerji, volan açısal hızının karesi ile orantılı olduğundan dolayı, daha yüksek enerji kapasitesine sahip presler olacaklardır. Tam tersi şekilde ara redüksiyonu, dişli tertibatı bulunmayan preslerde volan hızları daha düşün olmak zorunda olduğundan dolayı daha düşük enerji kapasitesi olan presler olacaklardır.
Derin çekme uygulamalarına yönelik mekanik presler, tek veya çift dişli redüksiyonlarla birleştirilmiş tek veya çift tahrik düzeninde dişli takımları kullanır. Bir dişli takımının eklenmesi, torkta (pres enerjisi) bir artış sağlar. Grafikte de görebileceğiniz gibi volan hızı 75 dev/dk’dan 150 dev/dk’ya çıktığında depolanan volan enerjisi 4 kat artmıştır.
Yumuşak çeliklere kıyasla daha yüksek mukavemetli çeliklerin preslenmesi, çok daha yüksek boşluk tutma ve zımba kuvvetleri gerektirir, bu da sürtünme kuvvetlerinin ve arayüz sıcaklıklarının artmasına neden olur. Arayüz sıcaklığı kritik bir noktaya ulaştığında, yağlama arızası ve diğer şekillendirme ve kalıpla ilgili problemler ortaya çıkabilir.
Bir üretim sırasında, proses çalışma sıcaklıklarını düşürmek ve ısıyla ilgili şekillendirme problemlerini önlemek için pres hızının düşürülmesi alışılmadık bir durum değildir. Ancak pres hızı kritik bir noktanın altına düştüğünde, mevcut enerji hızla azalabilir.
Gelin yukarıdaki enerji kapasitesi grafiğinde bu durumu inceleyelim;
1) Gri çizgi motorumuzun strok başına volanımıza aktarabileceği enerjiyi göstermektedir.
2) Kırmızı çizgi ise volanımızın %20 hız düşümü sonrası koç ile kalıba aktarabileceği enerjiyi göstermektedir.
3) Turuncu ve sarı çizgiler ise farklı 2 kalıbın strok başı ihtiyaç duydukları enerjiyi göstermektedir.
39 strok/dk hız değerini örnek alacak olursak kalıp 1 sıkıntısız bir şekilde çalışacaktır, çünkü volan enerji kapasitesi 32 kJ seviyelerindedir ve kalıp 30 kJ/strok enerji istemektedir. Aynı hızda kalıp 2 sıkıntı yaşayacaktır çünkü 36 kJ/strok enerjiye ihtiyaç duymaktadır. Kalıp 2 ‘yi sağlıklı bir şekilde çalıştırabilmek için pres hızının 42 strok/dk ve üstü bir değere çıkarılması gerekmektedir.
Son olarak 3. bir kalıbımız olsaydı ve ihtiyaç duyduğu enerji 39 kJ/strok olsaydı. Pres hızımız ne olursa olsun, otomatik modda çalışırken, motorumuz ihtiyaç duyulan enerjiyi volana veremediğinden dolayı volanımız her strok sonrası daha da yavaşlayıp en sonunda çalışamaz hale gelecekti. Bu her iki duruma da genel olarak pres baydı ifadesi kullanılmaktadır ve teknik açıklaması yukarıdaki gibidir.
mekanik pres, enerji kapasitesi, derin çekme
Emrah Demirezen
Metal Şekillendirme Uzmanı- Pres Tasarımcısı
Comments