OTEKON’14
7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi
26-27 Mayıs 2014, BURSA
TRANSFER PRES KALIPLARI İÇİN TAŞIYICI SİSTEMLER VE
BİRLEŞTİRİCİ PLAKA GELİŞTİRİLMESİ
Gürsel Uzunoğlu, Burak Balıbaş, Ebru Taşkın, Korhan Yetim, Onur Özden
Toyotetsu Otomotiv Parçaları Sanayi ve Ticaret A.Ş., TOSB Organize Sanayi Bölgesi, Çayırova,KOCAELİ
ÖZET
Araç maliyetlerini azaltmaya yönelik olarak müşterilerimizin beklentisi, artan üretim adetlerine paralel olarak pres
panel üretimlerinde üretim verimliliğinin arttırılması ve buna bağlı olarak proses maliyetlerinin düşürülmesidir.
Bu bağlamda yüksek adetli pres panel üretimlerinde üretim verimliliğini sağlama amacı ile transfer presler ve transfer
kalıplarının kullanımı önemli bir konuma sahiptir. Transfer pres üretimleri ortalama 25 SPM ile yapılabildiğinden
dakikadaki strok sayısı ortalama 7 olan manuel hatlara kıyasla verimlilik çok daha yüksektir. Bu da proses
maliyetlerinin düşürülmesinde en önemli etkenlerden biridir. Ancak transfer pres kalıplarının ekipman (kalıp/taşıyıcı
sistemler/birleştirici plakalar) ilk yatırım maliyetleri yüksektir.
Bu çalışmada temel olarak transfer pres kalıplarının ilk yatırım maliyetlerini düşürmeye yönelik taşıyıcı sistemler ve
birleştirici plakalarda yapmakta olduğumuz geliştirme konularına değinilmiştir.
Birleştirici plakalarda, kalıp proses sayısı ve proses ağırlığına göre sonlu elemanlar yöntemi ile birleştirici plaka
kalınlığının optimizasyonu temel alınmıştır.
Taşıyıcı sistemlerde ise yüksek maliyetli ve bakım zorluğu olan pnömatik üniteler yerine düşük maliyetli ve bakım
zorluğu olmayan mekanik taşıyıcı sistemlerinin alternatif olarak geliştirilmesi, içeriği oluşturacaktır.
Anahtar kelimeler: Sonlu elemanlar yöntemi, SPM, birleştirici plaka, taşıyıcı sistemler
TRANSFER SYSTEMS AND COMMON PLATE IMPROVEMENT FOR TRANSFER PRES DIE
ABSTRACT
Expectations of our customers are reducing vehicle costs. In parallel with the increased production volume
increasing production efficiency in production and reducing the process cost accordingly.
Because of this reasons, in high volume production using of transfer presses and transfer die have an important position
in order to ensure production efficiency. Transfer presses are much higher efficiency (25 Spm) compared to manual
lines (7 Spm) for production. This is one of the major factor to reduce the process cost. However, the transfer dies’
equipments (Die/Transfer System / Common Plates) need high investment costs.
In this article, mainly transfer systems and common plates developments that we are doing because of reducing
transfer dies initial investment costs were discussed. In common plates, optimization of the plate thickness by using
finite element methods is based on, according to process number and weight.
In transfer systems, It consists of developing mechanical transfer systems which have low cost and without
maintenance diffuculties instead of the pneumatic units which have high cost and difficulty of maintenance.
Keywords: Finite Element Method, SPM (Stroke Per Minute), common plate, transfer system
1
1.
GİRİŞ
Transfer pres kalıplarını manuel tandem hat
kalıplarından ayıran en büyük fark kalıp proseslerinin
ortak bir plakada (Birleştirici Plaka) birleştirilerek sac
malzemenin ve ara proses parçalarının bir prosesten
diğerine taşıyıcı sistemler ile aktarılmasıdır.
Transfer kalıplarında imalat hızı yüksek olup kütlesel
seri imalat için elverişlidirler. Bu kalıpların maliyeti çok
yüksek olup ek donatımlar ve taşıyıcı sistemler
gerektirmektedir [1].
Şekil 4. Mekanik taşıyıcı sistem örneği
2. BİRLEŞTİRİCİ PLAKA
Birleştirici plakalar kalıpların ortak bir tablada
bulunmasını sağlamaktadırlar. Ayrıca kalıpların pres
bağlantısı da yine birleştirici plakalar ile yapılmaktadır.
1.1.Birleştirici Plaka
Birleştirici plakalar kalıpların
bulunmasını sağlamaktadırlar.
ortak
bir
tablada
Hidrolik Klemp
Birleştirici Plaka
Pres alt tablası
Alt Birleştirici Plaka
Şekil 5. Birleştirici plaka-pres bağlantısı
Şekil 1. Birleştirici plaka örneği
Birleştirici plaka optimizasyonu için pres/kalıp bağlantı
yöntemi ve pres
tablası ölçüleri de gözönünde
bulundurulmalıdır.
Optimum kalınlık hesabı için kalıp ağırlıkları ve
posizyonuna göre birleştirici plaka üzerindeki yük
dağılımı netleştirilmelidir. Buna göre Şekil 7’ de
görüldüğü gibi plaka üzerindeki yükler ve taşıma yöntemi
belirlenir.
1.2. Taşıyıcı Sistem
Taşıyıcı sistemler, 3 TR barın 3 boyutlu hareketi (Şekil 2)
yardımıyla parçaların bir operasyondan diğerine
taşınmasını sağlayan sistemlerdir. Pnömatik taşıyıcı
sistem ve mekanik taşıyıcı sistemler olarak 2’ ye
ayrılmaktadır [2].
Üst Birleştirici
Plaka
Şekil 2. 3 TR barın hareketi [3]
Alt Birleştirici Plaka
Şekil 6. Birleştirici plaka örnekleri
Şekil 3. Pnömatik taşıyıcı sistem örneği
2
Maksimum 30 SPM hızında üretim yapan transfer
preslerimizde mekanik taşıyıcılar ile pnömatik taşıyıcılar
aynı hıza ulaşmıştır.
3.1. Mekanik taşıyıcı sistemler üzerinde yapılan
standardizasyon çalışmaları
Katalog ürünü olmadığından dolayı tasarım ve imalat
süresi zaman almaktadır.
Ekipman boyutu ve malzeme seçimi konusunda
standardizasyon çalışmamız devam etmektedir.
Yakın
zamanda
standardizasyon
çalışmamızı
sonuçlandırarak mekanik taşıyıcı sistemlerde tasarım ve
imalat sürelerini kısaltacağız.
Şu ana kadar kullanılması düşünülen parçaların %80’i
için cad data ve teknik resim çalışması yapılarak
parçaların imalat yöntemlerine karar verilmiştir.
Aşağıda kullanmayı planladığımız taşıyıcı sistem
elemanlarının resimleri örnek olarak verilmiştir.
Şekil 7. Birleştirici plaka yük dağılımı
Sonlu elemanlar yöntemi ile toplam deformasyon ve
eşdeğer gerilme miktarları bulunarak ayrıca analiz için
belirlenmiş kalınlıklar da değerlendirilerek uygun
kalınlığa karar verilir.
Sonlu elemanlar
modeli
Toplam
Deformasyon
Şekil 9. Taşıyıcı tırnak
Şekil 8. Sonlu elemanlar modeli ve toplam deformasyon
3. TAŞIYICI SİSTEMLER
Tablo 1. Mekanik/pnömatik sistemlerin karşılaştırılması
Şekil 10. Taşıyıcı dayama
Taşıyıcı sistemin mekanik olması maliyeti %50’nin
üzerinde azaltmaktadır.
Aynı zamanda kullanım ömrü pnömatik silindirlere
kıyasla çok daha uzundur ve bakım giderleri yoktur.
Pnömatik silindirlerden çok daha hafiflerdir ve taşıma
esnasında karşılaşılabilecek çarpma ve benzeri
durumlarda zarar görseler bile yenisi ile değişimi son
derece kolaydır.
Enerji tüketiminde en pahalı faktörlerden biri olan
basınçlı hava, elektrik tüketimini ve dolayısıyla üretim
maliyetini etkilemektedir.
Şekil 11. Ayar plakası
3.2. Malzeme seçimi ve imalat yöntemi;
Tüm parçalar için kullanılacak sac malzemenin cinsi,
kalınlık, ağırlık, maliyet ve mukavemet kriterleri
gözönünde bulundurularak belirlenmiştir.
Ayar plakası ve taşıyıcı tırnak gibi taşıma elemanlarına
sonlu elemanlar yöntemi ile farklı kalınlıklarda analiz
yapılarak en uygun kalınlıklara karar verilmiştir.
3
Sac parça ile temas etme ihtimali olan parçaların
indüksiyonla sertleştirilmesine karar verilmiştir.
Mevcut çalışmamızda indüksiyonla sertleştirilmemiş
parçalarda dahil olmak üzere taşıma ekipmanlarında
deformasyon/kazınma problemi gözlemlenmemiştir.
Ayrıca birleştirici plakalarla ilgili sonlu elemanlar
analizleriyle optimum kalınlık bulunarak gerekli
iyileştirmeler gerçekleştirilecektir.
Tasarım ve imalat sürelerinin kısaltılmasına ve buna
paralel olarak tasarım ve imalat maliyetlerinin daha da
düşürülmesine
yönelik
olarak
standardizasyon
çalışmalarına devam edilerek yakın zamanda çalışmanın
sonlandırılması hedeflenmektedir.
KAYNAKLAR
1.
2.
3.
4.
Şekil 12. Isıl işlemi yapılmış tırnak ve dayama
3.3.Girişim kontrolü
Pres hareket diyagramlarından aşağıdaki şekilde
gösterilen girişim eğrileri çıkarılarak girişim kontrol
edilmelidir.
Pres Hareket
Diyagramı
Girişim Eğrisi
Şekil 13. Pres hareket diyagramı ve girişim eğrisi [4]
4. SONUÇ
İki hat transfer kalıbı tarafımızca mekanik taşıma kolları
ile tasarlanarak imalatı gerçekleştirildi. Deneme
üretimlerinde herhangi bir probleme rastlanmadı.
Bundan sonraki transfer kalıp çalışmalarımızda mekanik
taşıyıcı kolların kullanılmasına karar verilmiştir.
4
Yurci, M, E., 1992, “Kalıp İmal Tekniği” , Vol.
6, pp.64
Altan, T., 1998, “Schuler Metal Forming
Handbook”, Vol. 3, pp.237, 238, 518
Toshio, K., 1994, “Pres Çalışması ve Emniyeti”
pp.188
KOMATSU., 2003 “Press Specifications” Japan
Download

transfer pres kalıpları için taşıyıcı sistemler ve birleştirici