ÖNSÖZ
Makine Bilimi konu olarak geniş bir alanı içermekle beraber, esasen enerji, üretim, ulaştırma, cihaz teknlğl gibi bir ü|kenin ekonomik teme]ini oluşturan, ona uluslararası politik ve ekonomik alanda rekabet gücü sağIayan ve ülke bireylerinin yaşam seviyesini yükselten konuları inceleyen bir bilirn dalıdır. Makine bilimi içerdiği tüm konu|arla ilgili bilimsel esaslarını açıklar, biiimsel araştırmaların sonuçlarını uygulamalarda kullanılmak üzere denklem, bağıntı, veri biçimde sunar ve bunlara dayanarak Tasarım ve Üretim yönteınlerini oluşturur.
Bu kitabın birinci amacı, Üniversite ve yüksek oku| öğrencilerine, Makine Bllimi hakkında geniş bir bilgi vermektir. İkincisi makine mesleği ile az çok ilgisi olan Mühendis ve Teknisyenlere bilgilerini tazelemek ve yeni teknolojik gelişmeler hakkında bilgi verrnektir. Üçüncüsü makine alanı hakkında bilgi edinmek isteyen herkesi bilgilendirmektir. Dördüncü nedeni ise daha geniş bir anlam taşımaktadır. Bazı kişiler Makine Bilimini yeniliğe yönelik olmayan eski ve klasik bir bilim dalı olarak saymaktadırlar. Bu kitapta gösterildiği gibi bunun hiç böyle olmadığı anlaşılmaktadır.
Makine Bilirni direkt enerji ve üretim teknolojileri ile ilgİli bir bilim dalı olduğu için, bu alandaki sürekli ve gittikçe hızlanan gelişmeler ve yenilikler, Makine Bilimini sürekli gelişen ve yenilenen bir bilim haline getirmektedirler. Günümüzde enerji, üretim, u|aştırma vb. alaıılarında kullanılan makine ve cihazlar gittikçe daha çok CNC (Bilgisayar Destekli sistemler) biçimde elektronik sistemlerle bütünleşmekte ve bunların tasarımı ve üretimi CAD-CAM (Bilgisayar Destekli Tasarım ve İmalat) sistemlerine dayanarak yapılmaktadır. Bunun sonucu olarak çağımızın en büyük devrimlerinden biri, esnek otomasyon adını taşıyan bilgisayar destekli otomasyon olmuştur. Yeni ve geniş ufuklar açan otomasyon Makine Biliminin ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir.
Tüm bu teknolojik gelişmelerin etkisi altında, günümüzdeki makineler sırf makine olmaktan çıkmış, elektronik sistemlerle bütünleşmiş ve Makine Bilimi yeni gelişen Mekatronik Bilimine dahil edilmiştir.
Makine Bilimine Giriş, Enerji Makine ve Tesisatları, Üretim Yöntemieri ve Makineleri, Malzeme, Mukavemet ve Toleranslar, Makine EIemanları ve Otomasyon gibi altı bölümden oluşan bu kitap Öğretim Üyesi, bilimsel araştırmalar ve sanayide danışman olarak biriktirdiğim 45 yılı aşan deneylerin ürünüdür.
İlk baskısı 1997 yılında yapılan bu kitabın şimdiki sunumu, yeni teknolojik gelişmeleri ilave edilerek tamamen gözden geçirilmiş baskısıdır.
Kitabın basılmasını sağlayan Birsen Yayınevi'ne teşekkürü bir borç bilirim.
Eserin okuyuculara yararlı olmasını dilerim.
Koru Sitesi, 12 Ekim 2006
Prof. Dr. Mustafa AKKURT
1. MAKİNE BİLİMİNE GİRİŞ.........................................................................1
1.1 Makine Tanımı ve Mekanik Enerji...........................................................1
1.,1.1 Makine Tanımı....................................................................................1
1.1.2 Mekanik Enerji.....................................................................................3
1 . 1 .3 Makinelerin Sınıflandırılması...........................................................14
1.2 Makinelerinin Tarihçesi, Bilim ve Teknoloji.............................................20
1.2.1 Makinelerinin Tarihçesi.......................................................................20
1 .2.2 Bilim ve Teknoloji...............................................................................29
1.3 Tasarım ve Üretim .................................................................................31
1.4 Makine MühendisIiğin Rolü....................................................................36
2. ENERJİ MAKİNE VE TESİSATLARI .......................................................38
2.1 Enerji Dönüşümü...................................................................................38
2. 1. 1 Yakıtlar..............................................................................................38
2.1.2 Doğa Enerji Kaynakları.......................................................................41
2.1.3 Özel Doğa Enerji Kaynakları...............................................................42
2.2 Termik MotorIarı.....................................................................................42
2.2.1 İçten Yanmalı Motorlar.........,..............................................................43
2.2.2 Türbinler ............................................................................................53
2.2.3 Tepki Motorları....................................................................................68
2.3 Buhar Üreticileri ve lsı Değiştiricileri......................................................71
2.3.1 Buhar Kazanları.................................................................................71
2.3.2 Isı Değiştiricileri..................................................................................76
2.4 Santraller ve Elektııik Enerjisi................................................................80
2.4,1 Elektrik Jeneratörleri, Motorları ve Santral|eri ...................................80
2.4.2 Hidrolik Termik ve Nükleer Santraller.................................................83
2.5 Hidro-Pnömatik Makineler.....................................................................86
2,5.1 Hidro|ik Makineler...............................................................................86
2.5.2 Pnömatik Makineleri .........................................................................100
3.ÜRETİM YÖNTEMLERİ VE MAKİNELERİ..............................................110
3.1 Esaslar..................................................................................................110
3.2 Talaşsız İmaIat Yöntemterl ...................................................................112
3.2.2 Plastik Şekil Verme............................................................................118
3.2.3 Sac İşleme.........................................................................................125
3,2.4 Kaynak ..............................................................................................136
3.3 Talaşlı İnıa|at Yörilemlerl ......................................................................153
3.3.1 Tanım, Sınıflandırma ve Esaslar.........................................................155
3.3.2 Tornalama ..........................................................................................168
3.3.3 Delik lşleme.........................................................................................188
3.3.4 Frezeleme............................................................................................200
3.3:5 Planya-Vargelleme...,...........................................................................216
3.3.6 Broşlama..............................................................................................219
3.3.7 Dişli Çarklarda Diş Açma......................................................................222
3.3.8 Taşlama................................................................................................225
3.3.9 Çok lnce talaş Kaldırma İşlemleri.........................................................235
3.3.10 Fiziksel-Kimyasal l$eme Yöntemleri ..................................................237
3.3.1 1 Plastik Mblzemelerin İşleme Yöntemleri............................................242
4. MALZEME, MUKAVEMET VE TOLERANSLAR........................................252
4.1 Malzeme Bilgisi .......................................................................................252
4.1.1 Esaslar .................................................................................................252
4.1.2 Malzemelerin Mekanik Özellikleri..........................................................253
4.1.3 Çelik ve Dökme Demir...........................................................................263
4.1.4 Diğer Metalik Malzemeler......................,................................................280
4.1.5 Plastik Malzemeler ...............................................................................284
4.1.6 Karma Malzemeler...,............................................................................288
4.2 Mukavemet Bilgisl ......,............................................................................290
4.2.1 Gerilme ve Şekil-Değiştirme Kavramları...............................................290
4.2,2 Basit Nominal Gerilmeler.......................................................................297
4.2.3 Malzemelerinin Mukavemet Sınırları ve Emniyet Gerilrneleri................310
4.2.4 Tasafım Bağıntıları................................................................................323
4.2.5 Bileşik Gerilmeler .................................................................................328
4.2.6.Şekil Değiştlrmeler ve Rijitlikler.............................................................334
4.3 Toleranslar ve Yüzek Kalitesi...................................................................340
4.3.1 Boyut Toleransları.................................................................................340
4.3.2 Şekil Toleransları .................................................................................356
4.3.3 Yüzey Pürüzlüğü .................................................................................362
5. MAKİNA ELEMANLARI ............................................................................367
5.1 Makine Elemanlarının Sınıflandırılması...................................................367
5.2 Bağlama Elemanları ...............................................................................368
5.2.1 Kaynak Bağlantıları ..............................................................................369
5.2.2 Lehim Bağlantıları ................................................................................378
5.2.3 Yapıştırma.............................................................................................381
5.2.4 Perçin Bağlantıları.................................................................................383
5.2.5 Cıvata Bağlantıları.................................................................................388
5.2.6 Mil-Göbek Bağlantıları............................................................................412
5.2.7 Pim, Perno ve Esnek Segman Bağantıları.............................................426
5.3 Yaylar.........................................................................................................431
5.3.1 Esaslar....................................................................................................431
5.3.2 Yaprak Yaylar..........................................................................................434
5,3.3 Silindirik Helisel Yaylar......,.....................................................................437
5.3.4 Diğer Yaylar............................................................................................443
5.4 Miller ve Aksalar.........................................................................................445
5.4.1 Esaslar....................................................................................................445
5.4,2 Akslar.......................................................................................................445
5.4.3 Miller........................................................................................................447
5.5 Triboloji, Yataklar ve Kızaklar ....................................................................458
5:5.1 Esaslar....................................................................................................458
5.5.2 Sürtünme, Aşınma, Yağlama (Triboloji)..................................................459
5.5.3 Kaymalı Yataklar ....................................................................................470
5.5.4 Rulmanlar (Yuvarlanmalı Yataklar).........................................................479
5.6 Kaplin ve Kavramalar ................................................................................487
5,6.1. Esaslar...................................................................................................487
5.6.2 Kaplinler .................................................................................................487
5.6.3. Kavramalar............................................................................................491
5.7 Güç ve Hareket İletim Elemanları..............................................................499
5.7.1 Genel Bilgiler..........................................................................................499
5.7.2 Dişli Çarklar ...........................................................................................505
5.7.3 Sürtünmeli Çarklar..................................................................................537
5.7.4 Kayış Kasnak Mekanizması ...................................................................540
5.7.5 Zincir Mekanizması ................................................................................550
5.7.6 Varyatörler...............................................................................................556
5.7.7 Cıvata Mekanizmaları ....,........................................................................558
6. OTOMASYON..............................................................................................565
6.1 Kontrol ve Otomatik Kontrol.......................................................................565
6.1.1 Genel Bilgiler ..........................................................................................565
6.1.2 Kontrol ve Otomatik Kontrol Tekniği........................................................569
6.1.3 Pnömatik Kontrol Sistemleri....................................................................573
6.1.4 Hidrolik Kontrol Sistemleri.......................................................................582
6.2 Bilgisayar Tekniği........................................................................................588
6.2.1 Bilgisayar Donanımı ................................................................................589
6.2.2 Bilgisayar Yazılımları...............................................................................613
6.3 CNC Takım Tezgahları ve Sistemleri..........................................................622
6.3.1 CNC Tezgah ve Sistemlerin Donanımı....................................................622
6.3.2 Programlama İlkeleri................................................................................629
6.3.3 lSO Kod Sistemine Göre Programlama....................................................638
6.3.4 Programlama Tekniği ve Örnekleri............................................................644
6.4 CAD-CAM Sistemleri ..................................................................................647
6.4.1 Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD)............................................................648
6.4.2 Bilgisayar Destekli İmalat (CAM)...............................................................661
LİTERATÜR.......................................................................................................664
...............
