Birinci Bölüm: Metal damgalama kalıbı nedir?

Metal presleme kalıbı, metal şerit (boş levha veya takım çeliği olarak bilinir) ile başlayan soğuk şekillendirme işlemidir. Bu yöntem, bir veya birden fazla kalıp kullanılarak metalin kesilmesi ve şekillendirilmesiyle istenen sac veya profil şeklini elde etmeyi sağlar. Boş levhaya uygulanan kuvvet, geometrisini değiştirerek, iş parçasını karmaşık şekillere bükmeye veya şekillendirmeye uygun hale getiren bir gerilim oluşturur. Bu yöntemle üretilen presleme parçaları, özel uygulamaya bağlı olarak, son derece küçükten son derece büyüğe kadar büyük boyutlarda olabilir.

Metal damgalama, diğer adıyla presleme, delme, kalıplama, madeni para basma ve diğer birçok işlemi içeren çeşitli teknikleri kapsar. Her bir zımbanın optimum kaliteye ulaşmasını sağlamak için tasarımda hassasiyet şarttır.

Kalıp preslemede kullanılan kalıplar, basit günlük eşyalardan karmaşık bilgisayar bileşenlerine kadar belirli tasarımları üretmek için özel olarak tasarlanmış aletlerdir. Tek işlevli işlemler için veya aşamalar halinde gerçekleştirilen ardışık bir dizi işlevin parçası olarak tasarlanabilirler. Dört tip metal presleme kalıbı vardır: tek zımbalı kalıplar, ilerlemeli kalıplar, bileşik kalıplar ve transfer kalıpları.

Bir pres kalıbı tasarlamaya başlarken, aşağıdaki çelik ve malzemelere dikkat edin:

Eğer preslenecek malzeme paslanmaz çelik gibi yüksek sertliğe sahipse, pres kalıbında Cr12MoV gibi iyi aşınma direncine sahip bir çelik malzeme kullanılmalıdır.

1.2 Yumuşak malzemeler için, Alüminyum gibi malzemelerde, pres kalıbının aşınma direnci gereksinimi biraz daha düşüktür, ancak malzemenin kalıba yapışmasını önlemek için malzemenin yapışkanlığı dikkate alınmalıdır. İyi yapışmazlık özelliklerine sahip bir kalıp çeliği seçebilirsiniz.

Otomotiv sektöründe kullanılan büyük kapaklar için pres kalıpları gibi, çalışma sırasında büyük darbe yüklerine maruz kalan kalıplar için malzemenin yüksek tokluğa sahip olması gerekir ve SKD11 gibi çelikler tercih edilebilir.

Kalıp üretim ortamında nemli ortam gibi korozyon riski varsa, paslanmaz çelik gibi korozyona dayanıklı bir kalıp çeliği seçmelisiniz.

Küçük partiler için, kalıp malzemesinin performans gereksinimleri uygun şekilde azaltılabilir ve 45 çelik gibi daha düşük fiyatlı malzemeler seçilebilir ve performansı artırmak için uygun ısıl işlem uygulanabilir.

Büyük miktarlarda üretim için, yüksek performanslı, yüksek aşınma dirençli ve uzun ömürlü kalıp çeliği seçmelisiniz. Seri üretim için pres kalıplarında sertleştirilmiş karbür gibi malzemeler kullanılabilir.

Yüksek hassasiyetli kalıplar, CrWMn çeliği gibi küçük malzeme deformasyonuna ihtiyaç duyar; bu çelik, düşük su verme deformasyonuna sahiptir ve yüksek hassasiyetli pres kalıplarının üretimi için uygundur.

Performans gereksinimlerini karşılama öncülüğünde, kalıp çeliği fiyatı, işleme maliyeti vb. hususlar kapsamlı bir şekilde değerlendirilir. Örneğin, bazı yeni kalıp çelikleri iyi performansa sahip ancak yüksek fiyatlıdır ve maliyet-fayda dengesi gözetilmelidir.

Tek bir zımba kalıbı veya zımbalama kalıbı, içbükey bir kalıp ve bir zımbalama kalıbından veya birden fazla içbükey kalıp ve birden fazla zımbalama kalıbından oluşur. Her zımba, yapısı ve işlevi sabit olduğundan ve belirli bir işlem için tasarlandığından, yalnızca bir kez delik veya şekil oluşturma işlemini tamamlar. Metal imalatında kullanılır ve diğer işlemlere uygulanamaz. Genellikle küçük veya orta ölçekli üretim için, özellikle zımbalama pozisyonunun veya şeklinin sık sık değiştirilmesi gereken durumlarda kullanılır. Üretim sürecinde esnek bir şekilde ayarlanabilir ve değiştirilebilir ve tek zımbalama kalıbının maliyeti düşüktür. Nispeten basit işlemlerle küçük partiler halinde metal damgalama üretimi için uygundur.

Öncelikle, delinecek metal plakayı tek zımbalı kalıbın çalışma alanına yerleştirin. Damgalama işlemi sırasında stabiliteyi sağlamak için iş parçası genellikle sıkıştırılır. Tek zımbalı kalıbın zımbası aşağı iner ve metal iş parçasına darbe kuvveti uygular. İstenilen deliği veya şekli oluşturur. Darbe tamamlandıktan sonra, zımba bir sonraki damgalama için hazırlanmak üzere iş parçasından kaldırılır. Ardından iş parçasını elle çıkarın ve yukarıdaki işlemi tekrarlayın.

2.1 Daha hızlı üretim – Birden fazla kalıptan çok sayıda kesim yapılabilir.

2.2 İş parçasının konumlandırılması – İş parçasının yüklenmesi ve yeniden konumlandırılması kolaydır. Çok az çaba ile döndürülebilir, çevrilebilir ve kaydırılabilir.

2.3 Karmaşık geometriler – Özel hesaplamalara veya ayarlamalara gerek kalmadan karmaşık geometriler üretir.

2.4 Kalıpların kullanımı – Kalıplar daha hafiftir ve kullanımı daha ucuzdur.

2.5 Takım Tezgahları – Takım tezgahları daha küçük ve kolayca erişilebilir durumdadır.

İlerlemeli kalıp, sürekli kalıp veya kalıp olarak da adlandırılır, şerit şeklindeki ham maddeleri tek bir kalıplama işleminde kullanan ve bir kalıp seti üzerinde aynı anda birden fazla kalıplama işlemini tamamlamak için birkaç farklı istasyon kullanan soğuk bir kalıplama yöntemidir. Kalıbın her bir kalıplama işlemi tamamlandıktan sonra, malzeme bandı sabit bir mesafede hareket eder ve kesme parçaları sürekli kalıpta kademeli olarak şekillendirilir. Sürekli şekillendirme, yoğunlaştırılmış işlemlere sahip bir işlem yöntemidir; kesme, oyma, oluk açma, delme, plastik deformasyon, kesme gibi işlemlerin tek bir kalıpta tamamlanması kolaydır.

İlerlemeli kalıp, tek bir beslemede birden fazla işlemi tamamlayabilir. İlerlemeli bir kalıbın tipik iş akışı aşağıdaki gibidir:

(1) Metal levha veya şerit, bir makara şeklinde ilerlemeli kalıba beslenir. Besleme sistemi, metal malzemenin kalıpta doğru konumlandırılmasını sağlamak için metal malzemeyi yönlendirir.

(2) Sistem, metal şeridi kalıba yönlendirir, sıkıştırma sistemi metal şeridin tüm damgalama işlemi boyunca sabit kalmasını sağlar ve yönlendirme sistemi metal şeridin doğru konumlandırılmasını sağlar.

(3) Birinci işlem damgalama: İlerlemeli kalıbın birinci işleminde, metal şerit, delme, kesme veya şekillendirme vb. olabilen birinci damgalama işlemini tamamlamak için birinci zımba ve kalıptan geçer.

(4) Metal kayış, ilk işlemi tamamlamış olan iş parçasını hareketli sistem aracılığıyla bir sonraki işlemin yapılacağı yere yönlendirir.

(5) İkinci işlem damgalama: İkinci işlemde, metal şerit ikinci işlemi tamamlamak için tekrar başka bir dizi zımba ve kalıptan geçer. Bu işlem kalıp boyunca tekrarlanır ve her işlem sürekli bir metal şerit üzerinde tamamlanır.

(6) İş parçası tasarlanan tüm işlemlerden geçene kadar devam edin.

(7) Boşaltma: Tüm işlemler tamamlandıktan sonra, iş parçası bir sonraki işlem için, örneğin montaj veya sonraki işleme için kalıptan boşaltılır.

3.1 Aşamalı kalıplar, tekrarlayan şekillere ve düzgün özelliklere sahip, basit ila orta derecede karmaşık parçaların üretimi için idealdir.

3.2 Malzemenin sürekli beslenmesi için son derece verimlidirler ve minimum operatör müdahalesi gerektirirler.

3.3 Aşamalı kalıplar, tutarlı parça tasarımıyla uzun üretim süreçleri için oldukça uygundur.

3.4 Kalıptaki her bir istasyon, şerit ilerledikçe kesme, bükme, delme veya şekillendirme gibi belirli bir işlemi gerçekleştirmekten sorumludur.

Bileşik kalıp, iç delik ve dış şekil işlemlerini aynı anda kalıbın aynı istasyonunda tamamlayan (tek bir vuruşta birden fazla damgalama işlemini aynı anda gerçekleştirebilen) bir damgalama kalıbıdır. Birden fazla işlem tek bir damgalama işleminde tamamlanabilir; bunlar arasında birden fazla delik açma veya şekil oluşturma yer alır. Çoklu işlem tasarımı, tek delikli kalıpların ve kademeli kalıpların avantajlarını bir ölçüde birleştirir.

Bileşik kalıplar birçok metal damgalama işleminde kullanılabilir. Metal damgalama parçasının birden fazla özelliğinin damgalanması gerektiğinde ve bu işlemlerin birbirinden bağımsız olarak yürütülebileceği durumlarda bileşik kalıp kullanılabilir. Bileşik kalıplar, presin her vuruşunda birden fazla metal damgalama özelliği sağlar. Ayrıca, bileşik kalıplar mükemmel parça düzlüğü sağlar.

4.1 Verimlilik - Bileşik kalıplar, birden fazla kalıba ihtiyaç duyulmasını ortadan kaldırarak karmaşık parçaları tek bir işlemde keser.

4.2 Maliyet Etkinliği - Bileşik kalıp presleme yöntemi, parçaların hızlı bir şekilde üretilmesini sağlayarak zamandan ve paradan tasarruf sağlar.

4.3 Hız - Bileşik kalıp presleme yöntemiyle parçalar saniyeler içinde üretilir ve saatte 1000'den fazla parça üretilebilir.

4.4 Tekrarlanabilirlik - Bileşik kalıp preslemede tek bir kalıp kullanılması, her parçanın aynı boyutlara ve konfigürasyona sahip olmasını sağlar.

İşlenecek ham maddeler, otomatik veya manuel cihazlar aracılığıyla belirlenen konuma yerleştirilir. Pres sürgüsünün etkisiyle üst kalıp aşağı indiğinde, üst kalıptaki kalıp, boşaltıcı ve zımba önce şeritle temas eder ve basınç uygulanmaya devam eder; ardından zımbanın dış kenarları ve içbükey kalıp, kalıp ve zımba üzerinde etki ederek tümsekler ve çukurlar oluşturur. Kalıbın iç deliği aynı anda kesilerek ve zımbalanarak parça şeritten ayrılır.

Ham maddeler, kompozit kalıp tarafından preslendikten sonra doğrudan şekillendirilir.

Transfer kalıp presleme, ilerlemeli kalıp preslemeye benzer, ancak parçalar mekanik bir transfer sistemi aracılığıyla bir istasyondan diğerine aktarılır. Esas olarak, işlemlerin serbest halde gerçekleştirilebilmesi için parçaların şeritten çıkarılması gerektiğinde kullanılır. Transfer kalıbı tek bir kalıp veya bir üretim hattı oluşturmak üzere sıralı olarak düzenlenmiş birden fazla kalıp veya makine olabilir. Genellikle, her iş istasyonunun delme, bükme, germe ve daha fazlası gibi farklı işlemleri gerçekleştirebildiği daha karmaşık parçaların üretiminde kullanılır.

5.1 Transfer kalıpları, birden fazla işlem ve hassas konumlandırma gerektiren karmaşık parçalar için uygundur.

5.2 Hassas toleranslara sahip karmaşık parçalar üretebilme kapasitesine sahiptirler.

5.3 Transfer kalıpları, verimlilikleri ve otomasyon yetenekleri nedeniyle genellikle yüksek hacimli üretim süreçlerinde kullanılır.

5.4 İş parçası istasyonlar arasında hareket eder ve her istasyon kesme, bükme, delme veya madeni para basma gibi işlemler gerçekleştirebilir.

Transfer kalıp presleme, iş parçasını aktarmak için bir iletim cihazı kullanır. Her istasyonda presleme işlemi tamamlandıktan sonra, iş parçası presleme işlemi için mekanik veya manuel olarak bir sonraki istasyona taşınır. Transfer kalıp presleme sistemleri, birden fazla tek ve ayrı kalıptan veya bir dizi kalıptan oluşabilir.

Genellikle çelik, alüminyum, bakır, paslanmaz çelik ve pirinç, presleme hammaddesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

6.1 Tek zımbalı kalıp basit ve esnektir, ancak hızı yavaştır.

6.2 Aşamalı kalıp presleme yöntemi, karmaşık geometrilere sahip parçaları hızlı, uygun maliyetli ve yüksek tekrarlanabilirlik ile üretebilir.

6.3 Kompozit kalıp presleme tek adımda gerçekleştirilir, bu nedenle nispeten basit yapıya sahip parçalar için uygundur.

6.4 Transfer kalıbı, tek bir işlemde birden fazla işlemin tamamlanması gereken durumlar için uygundur.

Bakım

Her kullanımdan sonra veya düzenli aralıklarla kalıptan metal talaşlarını, artıkları ve yağ kalıntılarını temizleyin. Kalıp yüzeyini temiz tutmak için fırçalar, hava üfleyiciler veya (kalıp malzemesine uygun) temizleme çözücüleri kullanın. Örneğin, otomotiv parçalarının yüksek hacimli presleme işleminde, kalıbın günlük olarak temizlenmesi gerekebilir.

Kalıbın hareketli parçaları arasındaki sürtünmeyi azaltmak için uygun yağlayıcıyı düzenli olarak uygulayın. Yüksek kaliteli presleme yağları veya gresleri aşınmayı ve aşırı ısınmayı önleyebilir. Yağlama sıklığı presleme hızına ve yüke bağlıdır; orta derecede kullanılan bir kalıp için haftada bir kez yağlama gerekebilir.

Zımba ve kalıplarda aşınma izleri, çatlaklar veya deformasyon gibi aşınma belirtilerini düzenli olarak kontrol edin. Görsel inceleme, büyüteç veya manyetik parçacık incelemesi gibi tahribatsız test yöntemleri kullanın. Örneğin, her birkaç bin damgalama döngüsünde kesme kalıplarının kesici kenarlarında matlaşma belirtileri olup olmadığını kontrol edin.

Zımba ve Kalıpların Bileylenmesi veya Değiştirilmesi

Zımba ve kalıpların kesici kenarları körelirse, kesme yeteneklerini geri kazandırmak için bilenirler. Aşınmanın şiddetli olduğu durumlarda, aşınmış parçaların değiştirilmesi gerekir. Örneğin, delik açmak için kullanılan bir zımbanın, temiz delik kenarlarını korumak için belirli sayıda kullanımdan sonra bilenmesi gerekebilir.

Kalıp gövdesindeki küçük çatlaklar veya hasarlı bölgeler için kaynak, uygulanabilir bir onarım seçeneği olabilir. Bununla birlikte, onarılan bölgenin orijinal malzemeye benzer özelliklere sahip olmasını sağlamak için, kalıp malzemesine uygun bir kaynak işlemi ve dolgu malzemesi kullanmak çok önemlidir. Kaynak işleminden sonra, onarılan parçanın şeklini ve boyutlarını geri kazanması için genellikle ısıl işlem ve işleme tabi tutulması gerekir.

Damgalama işlemi sırasında titreşim veya darbe nedeniyle kalıp bileşenleri hizadan çıkarsa, hizalamanın ayarlanması gerekir. Bu, zımbaları ve kalıpları yeniden hizalamak için ara parçalar kullanmayı veya hassas ayarlama mekanizmalarını kullanmayı içerebilir. Örneğin, kademeli bir damgalama kalıbında, hizadan çıkma, parçanın doğru şekilde oluşmamasına yol açabilir ve istasyonların yeniden hizalanması bu sorunu düzeltebilir.

Metal pres kalıbı, imalat sürecinde kullanılan özel bir alettir. Metal levhaları kesmek, şekillendirmek veya istenen belirli şekil ve bileşenlere dönüştürmek için tasarlanmıştır.

- Genellikle kalıp seti (üst ve alt kalıp yarıları dahil), zımbalar ve oyuklar gibi birden fazla parçadan oluşur. Zımbalar, metali deforme etmek veya kesmek için kuvvet uygulamak amacıyla kullanılır.

- Yaptıkları işlemlere göre 4 çeşit kalıplama kalıbı vardır: daha büyük bir levhadan şekiller kesmek için kullanılan kesme kalıpları, delik açmak için kullanılan delme kalıpları ve metali katlamak için kullanılan bükme kalıpları.

- Kalıplar, presleme işlemi sırasında yüksek basınca ve tekrarlanan darbelere dayanabilen takım çeliği gibi malzemelerden yapılır.

- Tasarım ve üretimde hassasiyet, damgalanmış parçaların doğruluğunu ve kalitesini belirlediği için çok önemlidir. Endüstriyel üretim ortamlarında tutarlı performans ve uzun hizmet ömrü sağlamak için düzgün bir şekilde bakımları yapılmalıdır; bu ortamlarda metal bileşenlerin verimli bir şekilde seri üretiminde kilit rol oynarlar.