Kalıp yüzeylerinin ve proses sırasındaki değişimlerinin geometrik mamul şartları temelinde incelenmesi ve modellenmesi
Investigation and modeling of mould surfaces and the alterations during the process on the basis of geometrical product specifications
Yazar: ANIL NOMAK AKDOĞAN
Danışman: PROF.DR. M. NUMAN DURAKBAŞA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
KALIP YÜZEYLERİNİN VE PROSES SIRASINDAKİ DEĞİŞİMLERİNİNGEOMETRİK MAMUL ŞARTLARI TEMELİNDE İNCELENMESİ VEMODELLENMESİAnıl NOMAK AKDOĞANMakina Mühendisliği, Doktora TeziBir şekillendirme elemanının yüzey pürüzlülüğünün, şekillendirilen mamulün doğasını etkilediğibilinen bir gerçektir. Bu bilimsel gerçek ışığında, cam mamul imalatı için kullanılan kalıpların,mamul imalatı sırasında uğradıkları yüzey pürüzlülük değişimlerinin takibi ile bu değişimin kalıpperformansı ve cam mamul uygunluğu üzerindeki etkilerinin araştırılması büyük önemtaşımaktadır. Yüzey pürüzlülüğü tıpkı şekil, boyut, konum ve istikamet toleransları gibi?Geometrik Mamul Şartları? standartları çerçevesinde değerlendirilmesi gereken uygunluktur.Bu çalışmada, cam ev eşyası üretiminde sıkça kullanılan paslanmaz çelik malzeme DIN 1.2787çeliğinden hazırlanmış bir numunenin yanı sıra, DIN 1.2080 çeliğinden hazırlanmış bir başkanumune ile aynı çelikten hazırlanmış yüzeyin borlama işlemine tabi tutulmuş hali testnumunelerini oluşturmaktadır. Bu numuneler laboratuar ortamında şekillendirme sıcaklığındakicamla temasa tabi tutulmuş ve bu sırada değişen yüzey pürüzlülük parametreleri hassas ölçmeteknikleri ile takip edilmiştir. Yapılan karşılaştırma ve değerlendirme işlemleri sonunda, özellikleborlanmış 1.2080 çeliğinin cam mamul imalat kalıbı olarak kullanılmasının en önemlişartlarından biri olan yüzey pürüzlülük karakteristiklerinden bazıları diğer numunelere göre dahayüksek değerlerde gözlenirken bazı parametrelerde de imalat sırasında kalıp performansınıarttıracak olumlu değerler tespit edilmiştir. Elde edilen ölçme verileri SPSS 13.0 paket programıkullanılarak istatistiksel olarak değerlendirilmiş, Ra (Aritmetik Ortalama Pürüzlülük) parametredeğerinin kalıp malzemesi ısıl özellikleri ve imal edeceği cam mamul sayısı ile değişimini verenbirinci dereceden matemetiksel model kurulmuştur.Bu çalışmada ayrıca, pürüzlülük gelişiminde gerilmelerin ve gerilme periyodunun etkili olduğugösterilmiştir. Tam bir termomekanik çevrimi tanımlayan ve deneylerle uyuşan bir ısı transferimodellemesi gerçekleştirilmiştir. Ortaya konan ısı transferi modellemesi aynı tür etkilere maruzkalan tüm malzemelere uygulanabilir niteliktedir. Malzemenin maruz kaldığı gerilmelerinhesaplanmasında kullanılan formül içerisine, sıcaklık değişiminin hata fonksiyonu çözümüyerleştirilmiştir. Elde edilen bu denklemle, yüzeyi herhangi bir sıcaklığa maruz kalmış herhangibir malzemenin, herhangi bir noktasındaki gerilmeyi bulmak mümkündür.Anahtar Kelimeler: Yüzey pürüzlülüğü, Geometrik Mamul Şartlar (GMS), hassas ölçme, camşekillendirme kalıpları, ısıl çevrim.JÜRİ:Prof. Dr. M. Numan DURAKBAŞA (Danışman) Kabul Tarihi:03.03.2006Prof. Dr. Murat DİNÇMEN Sayfa Sayısı: 217Prof. Dr. Nurullah GÜLTEKİNProf. Dr. Talha DİNİBÜTÜNProf. Dr. Bülent DURMUŞOĞLU

Abstract:
INVESTIGATION AND MODELING OF MOULD SURFACES AND THEALTERATIONS DURING THE PROCESS ON THE BASIS OF GEOMETRICALPRODUCT SPECIFICATIONSAnıl NOMAK AKDOĞANMechanical Engineering, Ph.D. ThesisSurface Roughness is a suitability state that must be pursued closely for forming componentswhich work under severe conditions. It is a fact that forming component?s surface roughnessaffects the product?s nature that is being formed. In this scientific perspective, monitoring thesurface roughness diversities that the moulds used for manufacturing the glass product encounterduring manufacturing and the effects of these diversities on mould performance and glass productsuitability has a significant importance. Surface Roughness is an important relevance conditionhas to be evaluated in the frame of ?Geometric Product Specifications? standards like form,dimension, direction and location tolerances.In this study, test specimens consist of DIN 1.2787 stainless steel that is widely used inmanufacturing glass household goods, DIN 1.2080 stainless steel specimen and the specimen ofthe same material that was surface boronized. In laboratory conditions, these specimens aresubjected to glass that was in forming temperature and the changing surface roughnessparameters have been monitored with precise measuring techniques. At the end of thecomparison and the evaluation processes, using the boronized 1.2080 steel as a glassmanufacturing mould, it was observed that some of the surface roughness parameters were higherthan the other specimens. Contrary to this, in some parameters, affirmative values that increaseperformance have been monitored. The data that were obtained have been evaluated by usingSPSS 13.0 (Statistical Package for Social Science) and a mathematical model that gives Ra(Arithmetical Average Roughness) parameter against some thermal specifications of material andN (number of cycling) value has been established.In this study also, the effect of the stresses and the stress periods on surface roughness areproved. A heat transfer model is developed which identifies a thermomechanical cycling andagree with the tests. That model could apply the materials which are exposed to the similareffects. The created stress formula has the ?Gaussian Probability Function? solution in it. Withthat model is it possible to find the stresses at any point of any material which subjected to anytemperature degree.Keywords: Surface roughness, Geometric Product Specifications (GPS), precision measurement,glass forming moulds, thermal cycling.JURY:Prof. Dr. M. Numan DURAKBAŞA (Supervisor) Date:03.03.2006Prof. Dr. Murat DİNÇMEN Page: 217Prof. Dr. Nurullah GÜLTEKİNProf. Dr. Talha DİNİBÜTÜNProf. Dr. Bülent DURMUŞOĞLU