Kalıplar için kesici zımba ucu geliştirilmesi
Development of a cutting punch tool for stamping dies
Yazar: BAHTİYAR TAŞKIN
Danışman: PROF. DR. KADİR ÇAVDAR
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Otomotiv, beyaz eşya gibi sektörlerde üretilen ürünlerin parçaları büyük oranda sac metal parçalardan üretilmektedirler. Çoğunlukla kompleks formlardan oluşan bu tür parçaların seri üretimi, (yıllık yüzbinlerce adet) üzerinde delme, kesme, bükme, çekme ve sıvama gibi birden fazla operasyon sac metal kalıplarında yüksek tonajlı presler altında sağlanmaktadır. Bu kalıplarda üretilen parçanın delinmesini sağlamak üzere zımbalar kullanılmaktadır. Delme zımbaları isminden de anlaşılabileceği gibi parçalar üzerinde çeşitli profillerde delikler açmakta kullanılır. Kalıplarda çok kullanılan zımbalar seri imalat esnasında yüksek tonaja tekrarlı olarak maruz kalmaları nedeniyle sıkça aşınan, ayrıca değiştirilmesi mevcut tasarımlarda hayli zor olan kalıp tertibatlarıdır. Deforme olan zımbanın değiştirilmesi için dişi kalıp ve erkek kalıbın takılı bulunduğu presten ayrılması ve sonrasında zımbanın takılı olduğu kalıp parçasının sökülmesi gerekmektedir. Bu durumun oluşması seri üretimin aksamasına, işçinin boşa çıkmasına ve yüksek maliyetlere sebep olmaktadır.
Bu çalışmada, yukarıda bahsedilen dezavantajları ortadan kaldırmak üzere yeni bir zımba tertibatı tasarımı geliştirilerek sonlu elemanlar analizleri ve deneysel çalışmalarla tasarım doğrulaması yapılmaktadır. Bu çalışmanın bir amacı, değiştirilmesi kolaylaştırılmış bir zımba tertibatı ortaya koymaktır. Zımbanın yeni tasarımı başlık ve gövde olmak üzere başlıca iki parçadan oluşmaktadır. Zımba başlığı ve gövdenin birbirinden ayrılmasını kolaylaştırmak üzere kademeli bir diş açılmış delik ve cıvatalı bağlantı bulunmaktadır. Delik dişlisinin iç çapı gövde üzerindeki bağlantı deliği iç çapından daha geniştir. Bu sayede zımba başlığının gövdeden ayrılması istendiğinde; başlık dişlisine uygun boyutta bir cıvata geçirilerek başlık deliğinde ilerletilmekte ve gövde alın yüzeyine yaslanarak zımba başlığı gövdeden kolayca ayrılabilmektedir.

Abstract:
In automotive and white good industries, the most products are made of metallic materials. In production of components generally in complex forms, mass production (annually hundred thousand pieces) is carried out with multiple operations - piercing, cutting, trimming, bending, and stretching - in sheet metal stamping dies under high tonnage presses. In dies, punches are utilized to create holes with different profiles on a part. The punches in dies are worn during mass production because they are subjected to repetitive high loads. Moreover, they are tools highly difficult to remove from the dies due to their current designs. To replace the deformed punch, it is always necessary to priorly remove the punch carrying plate as well as the upper or lower die need to be removed from the press, which results in high costs due to the longer lead time.
To avoid the above-mentioned disadvantages, a novel punch as stamping die tool shall be developed and verified by FEA and experimental studies. The study aims at bringing out an easily replicable punch tool. The novel punch consists of two main components: head and body. To ease the punch head separation from the body, the punch has a tapped hole in two different diameters and a bolted connection. The threaded hole diameter through the head is larger than that of the body. Thus, when the punch head is required to separate from the body, a proper size bolt can be inserted to the head hole, screwed ahead until it pushes against the surface of the body then the head can be easily removed.