Makaralarla şekillendirme
Roll forming, aynı zamanda makaralarla şekillendirme veya rollform şekillendirme denir ve (uzun sac şeridinin (genellikle çelik rulo sac kullanılır) istenen kesite haddeleme ile sürekli bükülmesidir. Şerit, istenen enine kesit (profil) elde edilene kadar, her biri bükümün yalnızca artan kısmını gerçekleştiren ardışık stantlara yerleştirilmiş makara gruplarından geçer. Rollformla şekillendirme, uzun ve büyük miktarlarda sabit profilli parçaların üretimi için idealdir.
Özet[değiştir | kaynağı değiştir]
Çeşitli enine kesit profilleri üretilebilir, ancak her profil özenle hazırlanmış bir dizi makara gerektirir. Makaraların tasarımı, her rulo standı için bir profil olan profil kesitleri dizisi çiçek deseni ile başlar. Makara çevreleri daha sonra çiçek deseni profillerinden türetilir. Makara setlerinin yüksek maliyeti nedeniyle, bilgisayar simülasyonu genellikle makara tasarımlarını geliştirmek veya doğrulamak ve nihai üründeki stand sayısını ve malzeme gerilimlerini en aza indirgemek için şekillendirme sürecini optimize etmede kullanılır.
Makara biçimli kesitler, benzer şekillerdeki ekstrüzyon'lara göre avantajları vardır. Makarayla şekillendirilmiş parçalar, ekstrüzyon işlemine göre daha ince duvarlarla çok daha hafif ve soğuk halde işlenerek sertleştirilmiş olduğundan daha mukavemetlidir. Parçalar cilalı veya önceden boyanmış yapılabilir. Ayrıca, makarayla şekillendirme işlemi ekstrüzyona göre daha hızlıdır ve daha az enerji harcar.[1][2]
Aynı ruloları kullanarak farklı ebat ve malzeme kalınlıklarında şekiller üreten rollform makineleri mevcuttur. Elle ayarlama veya bilgisayarlı kontroller ile rulolar arasındaki mesafeler değişken hale getirilerek, hızlı değişime izin verilerek ölçüler değiştirilebilir. Bu özel rollform makineleri standart profil ve kalınlıklarda metal saplamaların ve rayların kullanıldığı ince profil sanayiinde yaygındır. Örneğin tek rollform makinesiyle, metal saplamalar (örn. 3-5/8" ila 14 inç arası), flanşlar (örn. 1-3/8" ila 2-1/2") ve farklı ölçülerde dudaklar (ör. 3/8" ila 5/8"), farklı ölçülerde galvanizli çelik saclar (örneğin 20 ila 12 GA) yapabilir.
Rulo şekillendirme hatları, sürekli bir operasyonda parçaları delmek ve kesmek için çoklu konfigürasyonlarla kurulabilir. Bir parçayı boyuna kesmek için hatlar, tek bir ham parçanın merdaneden geçtiği önceden kesilmiş bir kalıp veya merdane oluşturma işleminden sonra profilin kesildiği bir son kesim kalıbı kullanacak şekilde ayarlanabilir. Özellikler, bir rulo şekillendirme hattında zımbalanarak bir delik, çentik, kabartma veya kesme biçiminde eklenebilir. Bu parça özellikleri, bir ön zımbalama uygulamasında (rulo şekillendirme başlamadan önce), bir orta hat zımbalama uygulamasında (bir rulo şekillendirme hattının/prosesinin ortasında) veya bir zımbalama sonrası uygulamada (rulo şekillendirme yapıldıktan sonra) yapılabilir. . Bazı rulo şekillendirme hatları, yukarıdaki zımbalama veya kesme uygulamalarından yalnızca birini içerir, diğerleri ise uygulamaların bir kısmını veya tamamını bir seferde kapsar.
Süreç[değiştir | kaynağı değiştir]
Rulo şekillendirme, üretim süreçleri arasında en basitlerinden biridir. Rulo açıcı üzerinde desteklenen genellikle genişliği 1 inç (2,5 cm) ile 20 inç (51 cm) arasında ve 0.004 inç (100 mm) ve 0.125 inç (3.200 mm) kalınlığıkları arasında büyük rulo sac ile başlar.
Şerit, makinanın merdanelerinden geçerken malzemeyi düzgün bir şekilde hizalamak için giriş kılavuzundan verilir ve her merdane seti, malzeme istenen şekle ulaşana kadar bir bükme yapar. Makara setleri genelde, ayak(lar) tarafından desteklenen bir çift yatay paralel mil üzerine birbiri üzerine yerleştirilmiştir. Daha çok hassasiyet ve esneklik sağlamak ve malzeme streslerini sınırlamak için yan makaralar ve küme makaraları da kullanılabilir. Şekillendirilmiş şeritler, rollform makinesinin önünde, makaralar arasında veya rollform hattının sonunda istenen uzunlukta kesilebilir.
Geometrik olasılıklar[değiştir | kaynağı değiştir]
Geometrik olasılıklar çok geniş olabilir ve hatta enine kesit tekdüze olduğu sürece kapalı şekilleri içerebilir. Genel sac kalınlıkları 0.004 inç (100 mm) ile 0.125 inç (3.200 mm) arasında değişir ancak bunu aşabilirler. Uzunluk haddeleme işleminden neredeyse etkilenmez. Parça genişlikleri genellikle 1 inç (2,5 cm)'den küçük değildir ancak bunlar 20 inç (51 cm)'yi aşabilir. Birincil sınırlama yuvarlanma-kaynaklı gerilimler ve derinlikle artan yüzey hız farkları nedeniyle genellikle 4 inç (10 cm) ile sınırlı ve nadiren 6 inç (15 cm)'den daha büyük profil derinliğidir.
- Toleranslar genelde enine kesit formun genişliği için ±0.015 inç (380 mm) ve derinliği için ±0.060 inç (1.500 mm) içinde tutulabilir.[3]
Üretim hızları[değiştir | kaynağı değiştir]
Üretim hızı büyük ölçüde malzeme kalınlığına ve bükülme yarıçapına bağlıdır; bununla birlikte, gerekli istasyon veya adım sayısından da etkilenir. Düşük karbonlu bir çeliğin 07 inç (180 mm) malzeme kalınlığının 50 katı bükülme yarıçapı için, 85 fit/dakika (26 m/min) hızında sekiz istasyonla 55 fit/dakika (17 m/min)07 inç (180 mm) olabilir. 12 istasyona|veya 22 istasyona 50 fit/dakika (15 m/min) dönüştürün.
Bir ürünün şekil alma süresi basit bir fonksiyonla temsil edilebilir: t = (L + n⋅d) / V, burada L parçanın uzunluğudur n, oluşturan standların sayısıdır, d standlar arasındaki mesafe ve V, şeridin rulolardaki hızıdır.[3]
Genelde rulo şekillendirme hatları uygulamaya göre 5 ila 500 fit/dakika (1,5 ila 152,4 m/min) veya daha yüksek hızlı olabilir. Bazı durumlarda sınırlayıcı faktör zımbalama veya kesme uygulamalarıdır.
Diğer hususlar[değiştir | kaynağı değiştir]
İmalatla uğraşırken, örneğin yağlama, sürecin malzeme özellikleri, maliyet ve tabii ki güvenlik üzerindeki etkisi dikkate alınması gereken hususlardır.
Yağlama, merdane kalıpları ile iş parçası yüzeyi arasında önemli bir bariyer sağlar. Takım aşınmasını azaltmaya yardımcı olur ve işlerin daha hızlı ilerlemesini sağlar. Bu tablo, farklı yağlayıcı türlerini, uygulamalarını ve bunları kullanmak için ideal metalleri gösterir.
| İş malzemesi | Rulo yağlayıcılar | Uygulama |
|---|---|---|
| Demir dışı | Klorlu yağlar veya mumlar, mineral yağlar | Sprey, silindiri silme |
| Demir içeren | Suda çözünür yağlar | Silme, damlama, püskürtme |
| Paslanmaz çelikler | Klorlu yağlar veya mumlar | Silindiri silme |
| cilalı yüzeyler | Plastik film | Merdaneleme, kaplama, püskürtme |
| Önceden kaplanmış malzemeler | Film veya cebri hava |
İşlemin malzemenin özellikleri üzerindeki etkileri minimumdur. Fiziksel ve kimyasal özellikler hemen hemen değişmez, ancak işlem malzemenin mekanik özellikleri tartışılırken iş-sertleşme, mikro çatlaklar veya kıvrımlarda incelmeye neden olabilir.
Rulo şekillendirmenin maliyeti nispeten düşüktür. Proses maliyeti hesaplanırken kurulum süresi, ekipman ve alet maliyetleri, yükleme/boşaltma süresi, direkt işçilik oranı, genel gider oranı, ekipman ve aletlerin amortismanı gibi hususlar dikkate alınmalıdır.Güvenlik de bu süreçle ilgili bir sorundur. Dikkate alınması gereken ana tehlikeler, hareketli iş parçaları (800 fit/dakika (240 m/min)'ya kadar), yüksek basınç makaralar veya keskin, kesilmiş metal kenarlarla uğraşmaktır.[3]
Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]
Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]
- ^ Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), Manufacturing Processes Reference Guide, Industrial Press Inc., ss. 300-304, ISBN 0-8311-3049-0, 6 Aralık 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 20 Nisan 2022.
- ^ Groover, Mikell P. (2010). Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems. John Wiley & Sons. s. 472. ISBN 9780470467008. 6 Temmuz 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Temmuz 2022.
- ^ a b c Manufacturing Processes Reference Guide, Industrial Press Inc., 1994.
