Savunma sanayisi için transfer presi geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada öncelikle tarih boyunca kullanılan mühimmat ve silah sistemleri, mühimmat üretim ekipmanlarının tasarımını ve imalatını gerçekleştiren şirketler, imalatını gerçekleştirdikleri ekipmanlarla ilgili ve mermi çekirdeği üretiminde kullanılan transfer preslerle ilgili araştırmalar yapılmıştır. Devamında mühimmat ekipmanları imalatında deneyimli şirketlerin yaptıkları patent çalışmaları incelenmiştir. Piyasada yaygın kullanılan fişek tipleri, fişeklerin Nato standartlarında belirtilen özellikleri ve fişekleri oluşturan bileşenlerle ilgili literatür araştırması yapılmıştır. Tasarım ve analiz çalışmaları kısmında ise mekanik preslerin ve bu preslerde kullanılan elemanların birbirine benzerlik göstermesi sebebiyle otomotiv, beyaz eşya ve diğer sektörlerde kullanılan mekanik presler ve pres elemanlarıyla ilgili literatür araştırması yapılmıştır. Tasarımı gerçekleştirilen transfer presin çalışma sistemi hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Mekanik pres ve elemanlarının tasarımları Solidworks 2016 programında yapılmıştır. Pres gövdesi ve biyel kollarına ait analiz çalışmaları sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla Ansys Workbench 2019 R2 Academic programında yapılmıştır. Transfer pres tasarımında kullanılan dişli kutusu, eksantrik mil, radyal kaymalı yataklar, kardan milleri, kayış, debriyaj-fren sistemi ve volan gibi pres elemanlarının hesapları yapılmıştır. Bu çalışmada mermi çekirdeğinin imalat süreci detaylı bir biçimde açıklanmıştır. İmalat sürecinde istasyonlarda gerçekleştirilen şekil verme yöntemleriyle ilgili literatür araştırması yapılmıştır. Her istasyonda zımba ve kalıpların şekillendirme sürecinde mermi çekirdeği ham madde ve yarı mamulleri üzerinde gerçekleştirdiği gerilme ve yer değiştirmeler Ansys Workbench 2019 R2 Academic programında yapılan analizlerle elde edilmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen 40 ton kapasiteli transfer presde 9x19 mm mermi çekirdeği üretiminin yapılması amaçlanmıştır. Ancak pres üzerindeki zımba, kalıp ve birkaç yardımcı elemanda değişiklik yapılmasıyla, tasarlanan platformda 7,62x51 mm, 5,56x45 mm ve 7,62x39 mm başta olmak üzere tüm kalibrelerin mermi çekirdeklerinin üretimi gerçekleştirilebilir.

In the first parts of this study, researches have been made on the ammunition and weapon systems used throughout history, companies that design and manufacture ammunition production equipment, about these equipments were manufactured by them. Researches have been done about transfer presses used in bullet production. Afterwards patent studies of experienced companies had been investigated in ammunition equipments manufacturing. A literature search has been made on the kind of cartridges commonly used in the market, the features of cartridges specified in the NATO standards and about the components that generate the cartridges. In the part of design and analysis studies, literature research was made on mechanical presses and press elements used in automotive, white goods and other sectors due to the similarity between mechanical presses and the elements used in these presses. Detailed information is given about the working system of the transfer press designed. The design of mechanical presses and elements were done in Solidworks 2016 program. Analysis studies of the press frame and connecting rods were made in the Ansys Workbench 2019 R2 Academic program with the help of finite element method. Press elements such as gearbox, eccentric shaft, radial sleeve bearings, cardan shafts, belts, clutch-brake system and flywheel used in transfer press design were calculated within this study. Also the manufacturing process of the bullet is explained in detail. A literature search was made related to forming methods, performed at the stations during the manufacturing process. The stresses and displacements on the raw material and semi-manufactured of the bullet with the effect of punches and dies at each station were obtained by the analysis made in Ansys Workbench 2019 R2 Academic program. It's aimed to produce 9x19 mm bullet in the designed 40 ton capacity transfer press. However, by making changes in the punches, dies and a few auxiliary elements on the press, the bullet of all calibers, especially 7.62x51 mm, 5.56x45 mm and 7.62x39 mm bullets can be produced in the designed platform.