V. DANILEVSKY İMALAT MÜHENDİSLİĞİ

Transkript

1 tmmob makina mühendisleri odası V. DANILEVSKY İMALAT MÜHENDİSLİĞİ Çeviren: Mak. Müh. Emin Bahadır KANTAROĞLU YAYIN NO: 121

2 TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASİ I t OCAK 1967 YAYİN NO: 121 BASKİ: Yoma Um Y«y«SyM Ud. ŞU. T ANKARA

3 6. KISIM İŞLEME PAYLARI 6.1. Tanımlamalar ve Temel Kavramlar İşleme payı sözcüğü bitmiş parçayı elde etmek üzere kaba parça yüzeyinden kaldırılacak metal tabakası için kullanılır. İşleme payının miktarı, kaba parçanın ölçüsü ile teknik resimde öngörülen bitmiş parçanın ölçüleri arasındaki farka eşittir. İşleme payları bir tarafta belirtilirler, örneğin; yuvarlak parçalarda işleme payı kaba parça ile bitmiş parçanın çapları arasındaki farkın yansına eşittir. İşleme paylan toplam ve işlemsel (operasyonel) olmak üzere sınıflandırılırlar. Birincisi, yüzeyden bütün imalât işlemleri süresince kaldırılan toplam metal miktarını belirtir; ikincisi ise verilen bir operasyonda kaldırılan miktarı gösterir. İşlemsel işleme payı, bir önceki işlemde elde edilen ölçülerle yapılmakta olan işlemde elde edilecek ölçü arasındaki fark olarak belirlenir. Toplam işleme payını P f ile kaba parça ölçüsünü a^ ile ve bitmiş parçanın ölçüsünü a^ ile simgeleyerek, dış yüzeyler için p t = a k - a b yazabiliriz. İç yüzeyler için de; P = a, a, yazılabilir. Verilen operasyon için işleme payını Pj bir önceki işlemde elde edilen ölçüyü a ve verilen işlemde elde edilecek ölçüyü b ile simgeleyerek işlemsel payı dış yüzeyler için P. = a - b iç yüzeyler için p. - b a olarak yazabiliriz. 93

4 Bu açıklamaya göre toplam işleme payı, kaba parçadan teknik resimde öngörülen ölçülerde bitmiş parça elde edilinceye kadar yapılan bütün işlemlerdeki işlemsel payların toplamıdır. Yani:, P t = 2 P f olur bu dış yüzeyler için ve pozitif işaretlidir iç yüzeyler için işaret negatif olacaktır İşleme Paylarının Bağlı Olduğu Etkenler öngörülecek işleme payının miktarı kaba parçanın zedeli yüzey tabakasının kalınlığına bağlıdır.örneğin; dökümlerdeki kumlu ve pürüzlü dış yüzey; haddelenmiş profil malzemenin karbonsuzlaştırılmış tabakaları, hava cepleri; yüzey girinti çıkıntıları; çatlaklar vb. Bu, aynı zamanda ; kaba malzemenin üretim metoduna, onun işlenme metoduna, takım tezgahının geometrik hatalarına ve diğer etkenlere de bağlıdır. Sonuç olarak ortaya çıkan hata, kaba parçanın hataları ile onun üzerinde çeşitli işleme operasyonları yapılırken ortaya çıkan hataların toplamıdır. lmalâat işlemi sırasında görülen bu kusurları karşılamak için iş parçası üzerinde, son makina işlemi yapılınca istenilen kaliteyi elde etmeyi garantileyecek şekilde bir işleme payı belirtilmelidir. İmalât hataları denilince; ölçülerdeki sapmalar, geometrik özelliklerdeki hatalar, yüzey mikrodüzensizlikleri, kusurlu yüzey tabakaları, uygun koordinasyon yüzeylerinin bulunmaması gibi durumlar sayılabilir. Geometrik özelliklerdeki hatalar (ovallik, koniktik, fıçı şeklinde olma, kavis şeklini alma vb) ilgili ölçülerin tolerans sınırları içerisinde olmalıdırlar. Bu tolerans, geometrik özelliklerin sınırlayıcı hatalarını kapsamalıdır. Her işleme operasyonu belli bir yüzey kabalığı değeri ile uyum sağlamak zorunda olduğundan, R 2 değeri esas alınarak işleme payları hesaplanırken mikrodüzensizlikler dikkate alınmalıdır. Kusurlu yüzey tabakasının derinliği kaba parçanın hangi metotla yapıldığına bağlıdır. Gri demir (font) dökümlerde kusurlu yüzey bir perlit tabakası halindedir. Yüzey altı tabakaların işlenmesi sırasında kesici takımların aşırı derecede körlenmesini önlemek üzere bu tabaka kaldırılmalıdır. Haddelenmiş malzemenin yüzey tabakası, malzemenin gerilme mukavemetlerini azaltan karbonsuzlaştırılmış bölge ile karakterize edilir. Bunun yanında, haddelenmiş malzemenin dış yüzeyi, işleme sırasında işleme sertleşmesine uğrar. İşleme sertleşmesinin derecesi, metalin derinliklerine indikçe azalır. İşlemede, öncelikle deformasyonu kesin bir şekilde belli olan yüzey tabakasını kaldırmak gerekir, örnek olarak, metal içi yapısındaki değişikliklerin genellikle görüldüğü işleme sertleşmesine uğramış tabakanın üst kısmını belirtebiliriz. tşleme paylarını hesaplarken birbirleri ile ilişkili yüzeylerdeki sapmalar (paralel olmama hali, eksenlerin ve yüzeylerin gönyesizliği, deliklerin eksantrikliği, deliklerin kendi gerçek eksenlerinden kaçık olmaları vb.) da dikkate alınmalıdır. Bu hatalar yüzeylerin ölçüleri ile ilgili olmadıklarından aynca hesaba katılmalıdırlar. 94

5 Daha önce belirtilen hataların yanında, işleme sırasında ayarlama hataları da meydana gelebilir. Bunların karşılanması da dikkate alınarak işleme payı gerektiği kadar arttırılmalıdır. İş parçasının dış yüzey ölçülerindeki minimum ölçü limitleri ve iç yüzey ölçülerindeki maksimum ölçü limitleri için minimum işlemsel işleme payı P- b şu formülle hesaplanır: Burada: «2 = Girinti çıkıntıların (düzensizliklerin) ortalama yüksekliği T = Kusurlu yüzeyin tabakasının derinliği p = İş parçasının yüzeylerinin koordinasyonundaki hataların geometrik top- * lamı. h a b = Ayarlama hatası Bir önceki işlemi belirten alt simge = Yapılmakta olan işlemi belirten alt simge Buradan işlemsel payın, bir önceki işlemdeki işleme hataları ile yapılmakta olan işlemin ayarlama hatalarını kapsadığı anlaşılır. Düzlem yüzeyler işlenirken, işlenen yüzeye dik olan koordinasyon yüzeylerindeki sapmaların en büyüğü dikkate alınır. Burada p Q nın toplam değeri, koordinasyon yüzüylefindeki sapmaların vektör toplamı olarak tanımlanır. Eğer p, ve p 2 vektörlerinin doğrultu ve yönleri çakışıyorsa (yani aralarındaki açı sıfır ise) P a = P\ + P2 Zıt yönlü (aralarındaki açı 180 ) ise p = p» P2 olur Bir çap ölçüsündeki (döner yüzeylerin işlenmesinde) işlemsel işleme payının minimum değeri iki kat oralarak alınır. Yani; 2P. b =2[(R z + T a ) + (p a + hay)] Döner yüzeyler işlenirken koordinasyon yüzeylerindeki toplam hata değeri dikkate alınır. Bu sapmaların vektörleri herhangi bir yönde olabilirler. Bu nedenle vektörlerin yönlerini saptamanın olanaksız olması halinde şu formülden yararlanılır: P a = V P\ + P2 95

6 Ayarlama hatası, hay yerleştirme ve kenetleme hatalarının vektör toplamları olarak tanımlanır. Yerleştirme hatası, uygulanan yerleştirme metoduna uygun olarak geometrik bağıntılara göre saptanır, kenetleme hatası için ise bunların yanında kenetleme kuvvetini de dikkate almak gerekir. örneğin; Eğer kaba parça kumda dökülmüş, sıcak haddelenmiş veya sıcak kalıp dövmesi ile yapılmış ise mm çapındaki bir kaba parça üç ayaklı kendinden merkezlemeli bir üneversal aynada torna edilirken ayarlama hatası hay radyal doğrultuda 0,5 mm olacaktır. Eğer kaba parça yanar mumlu döküm sistemi ile üretilmiş ve yüzeyi kabaca işlenmiş ise ayarlama hatası 0,12 mm olacaktır. Çelik kalıp dökümlü ve ince işlenmiş yüzeyli olursa bu hata 0,06 mm olacaktır. Minimum işleme payı formülündeki terimlerin bazıları ü<«,an olmayabilir, örneğin, T a (kusurlu yüzey tabakasının derinliği) sadece kaba iş parçalarında dikkate alınır lar. Bazı iş parçalarında kaba işleme ve son işlem yapıldıktan sonra T değeri işlem sertleşmesine uğramış tabakanın derinliğine eşit olarak alınır. Bu leplemeden sonra 3^5 mikron, hassas torna etme ve delik işlemeden sonra 15 'v 20 mikron, taşlamadan sonra lö'v 20 mikron, mandren polisajından sonra 20 'v 25 mikron. Demir döküm ve demirli metallerden yapılmış kaba parçalar torna edilirken kaba işlemeden sonra T Q terimi, ısıl işlemden sonra da yapıldığı gibi formülden çıkarılır. Gezer kesme takımları ile delikler işlenirken p a terimi (koordinasyon yüzeylerindeki hataların vektör toplamı) dikkate alınmaz. İş parçası bir markalama masası (pleyt) veya düzlem üzerinde ayarlanırsa, hay ayarlama hatası dikkate alınmaz. İşleme paylarının miktarlarının, tezgah işlemlerinin ekonomik olması yönünden önemleri büyüktür; işleme payı tabakası nekadar kalın olursa bu tabakayı kaldırmak için de o kadar çok sayıda paso verilmesi gerekir. Bu; işçilik girdisini, elektrik gücü harcamasını, kesici takım gereksinimini ve aynı zamanda talaş olarak atılan artık malzeme miktarını arttırır. Aynı miktarda parça üretiminde, parça üzerindeki işleme payı arttırılırsa daha çok sayıda takım tezgahı ve atölye alanı gerekir. Kesin bir işleme payı, ancak daha hassas bir kaba parça imalâtı ile sağlanabilir. Kaba parça da aranılan hassasiyetin artması birçok halde kaba parça imalât atölyesindeki üretim maliyetinin de artmasına neden olur. Bu nedenle bir optimum işleme payı belirlenmelidir. Yani; bu işleme payı, işlenen yüzeylerde öngörülen kalitenin kaba parça imalâtında ve atölyö minimum işleme maliyeti ile elde edilmesini sağlayacak şekilde olmalıdır İşlem sel İşleme Payları ve Toleranslar Her işlem için sabit işlemsel işleme paylarını sağlamak ancak işlenen yüzeyin ölçülerinin belli sınırlar içinde tutulması ile mümkündür. Toplam işleme toleransı, son işlemdeki tolerans hariç olmak üzere işlemsel toleransların ve işlemsel işleme paylarının toplamıdır. Son işlemdeki toleransın, teknik resimde verilen yüzey kalitesinin elde edilmesi için ön görülen toleransa uyması gerekir. f.i P- işleme payı üzerindeki 5 toleransı, işleme payının maksimum ve minimum değerlerin arasındaki fark olarak tanımlanır. Yani; 96._! A

7 d z = P imax ~ P imin ~ S a burada 5 = Bir önceki işlemde iş parçasının ölçüsü üzerindeki tolerans 8 b Yapılmakta olan işlemde iş parçasının ölçüsü üzerindeki tolerans. Şekil 43 te işlemsel işleme paylarının ve toleranslarının düzenlenmelerini mil tipi iş parçalanna göre (Şekil 43 a) ve delik tipi iş parçalanna göre (Şekil 43 b) göstermektedir. Her iki halde de toleranslar "metal içi" olarak verilmişlerdir. (a) B, (b) B 3 i Şekil-43. Delik ve millerin işlemsel işleme paylan a-mil;bj-mil kaba parçasının ebadı (çubuk malzeme) ;B 2 ve B 3 - birinci operasyondan sonra iş parçasının maksimum ve minimum ölçü şuurlar; 4 ve B s - ikinci operasyondan sonra iş parçasının maksimum ve minimum ölçü sınırlan; B 6 ve B 7 - üçüncü operasyondan sonra iş parçasının maksimum ve minimum ölçü sınırlan; P., \e 8j - birinci operasyon için işlemsel işleme payı ve tolerans; P-2 ve ikinci operasyon için işlemsel işleme payı ve tolerans; P- ve Üçüncü operasyon için işlemsel işleme payı ve tolerans; b- delik ^ - kaba parçada kabaca zımbalanmış veya maça ile yapılmış delik; A 2 ve A 3 - birinci operasyondan sonra deliğin maksimum ve minimum ölçü sınırlan; A 4 ve A s - İkinci operasyondan sonra deliğin maksimum ve minimum ölçü sınırlan; A 6 ve A 7- üçüncü operasyondan sonra deliğin maksimum ve minimum ölçü sınırlan. Toplam işleme payı, kaba işleme ve ince işleme arasında şu şekilde paylaştırılmıştır: 97

8 % 60 kaba işleme ve % 40 ince işleme için veya % 45 kaba işleme için % 30 yan ince işleme için % 25 ince işleme için. Her işlemde işlenen yüzeylerin ölçü sınırlarını ve işlemsel isleme paylannı hesaplarken belli bir sıra izlenmelidir, önce işleme için yerleştirme temel yüzeyi ve işlemlerin yapılış sırası saptanır. Bundan sonra R 2. T g, p g, hay ve S g değerleri ve son olarak da bütün işlemler için işleme paylarının dizayn değerleri saptanır. Dış yüzeyler işlenirken önce iş parçasının son işlem için gerekli temel ölçüleri bulunur, bu, parçanın teknik resimde öngörülen minimum ölçü sinindir. İç yüzeyler için parçanın teknik resimde öngörülen minimum ölçü sının kullanılır. Bundan sonra bir önceki işlem için gerekli minimum temel ölçüleri belirlemek üzere işlemsel işleme payı minimum ölçü limitine eklenir (dış yüzeyler için), veya işlemsel işleme payı maksimum ölçü limitinden çıkarılır (iç yüzeyler için). Bütün işlemler için ana ölçüler aynı yolla saptanır. Kaba parçanın maksimum ölçü limiti (dış yüzeyler için) minimum ölçü limitine tolerans eklenerek bulunur. İç yüzeyler için ise minimum ölçü limiti, maksimum ölçü limitinden tolerans çıkarılarak bulunur. O halde dış yüzeyler için işlemsel işleme paylarının maksimum sınırlayıcı değeri P imax' b i r ö n c e k i işlemin maksimum ölçü sının ile verilen işlemin minimum ölçü sının arasındaki farka eşittir. Minimum işleme payı P.. ise bir önceki işlemin minimum ölçü sının ile verilen işlemin maksimum ölçü sının arasındaki farka eşittir. İç yüzeyler için işlemsel işleme paylannın sınırlayıcı değerleri şöyle tanımlanır 'P imax verilen işlemin maksimum ölçü sının ile bir önceki işlemin minimum ölçü smın arasındaki faktır. P imin, verilen işlemin minimum ölçü sımn ile bir önceki işlemin maksimum ölçü sının arasındaki farktır. Bütün işlemsel işleme paylannı toplayarak ( P f m a x ve P t m(n ) toplam işleme payı hesaplanır. İşleme paylannın ve toleranslann farklan karşılaştırılarak hesabın kontrolü yapı- * a:p imax ~ P + imin ~ ^a 6 b işlemsel işleme paylannin sınırlayıcı değerleri arasındaki fark, işlemsel toleranslann toplamına eşit olmalıdır ve toplam işleme paylannın sınırlayıcı, değerlerinin farkı, kaba parça ve bitmiş parça için teknik resimde öngörülen toleranslann toplamına eşit olmalıdır. İşleme paylannın hesaplanma koşullan kullanılan kaba parçanın çeşidine bağlıdır. Buna göre sıcak haddelenmiş ve ölçülendirilmiş çelik çubuk malzeme kullanılıyorsa, malzemenin minimum sınırlayıcı temel ölçüsü Dgj, D. + 2 p. { hesaplandıktan sonra, stok malzemenin bulunabilen en yakın büyük ölçüsü D. seçilir. Buradan gerçek işleme payı 2P itg = D.t ~ D bp olur. Buradan P (f = Temel toplam işleme payı (çap üzerinde) P te= Gerçek toplam işleme payı (çap üzerinde) 98

9 D k _= Kaba parçanın temel minimum ölçü nnın D. -Bitmiş parçanın teknik resimde öngörülen minimum ölçü sının D ft = Stok malzemenin bulunabilen çapı Çubuk malzemeden kademeli milleri torna ederken, malzeme çapı aynı yolla saptanır, fakat teknik resimde öngörülen iş parçasının maksimum sınırlayıcı ölçüsü en büyük çaplı kademeye göre alınır. Küçük çaph kademeler, atılan malzeme denilen çap fazlası kumlara torna edilmesiyle elde edilir. Eğer bu atılan malzeme, bir pasoda kaldinlamıyona % 601 birinci pasoda % 401 ikinci pasoda kaldırılır. Atılan malzeme kısmı kaldırıldıktan sonra geri kalan işleme payı bilinen yöntemle hesaplanır. Katıp dövmesi ile elde edilen kaba parçaların işleme paylarını hesaplarken dövme parçanın konturlanni basitleştirmek için gerekli atılacak malzemeyi (oyuklar, faturalar, geç meler vb) bunun yanında da kalıp kemikliğini ve yuvarlatılmış köşeleri de dikkate almak gerekir. Yuvarlak köşeler dikkate alınarak kalıplı dövme kaba parçaların işleme paylan şu formülle hesaplanır: r bp +P imin - AS bp + AS kp >r kb Burada r. r kp : Bitmiş parçanın köşe radyusu : D ö v m e parçanın (kaba parça) köşe radyusu P imin : Minimum isteme payı AS. : Bitmiş parçanın ölçusündeki alt sapma AS kp : D o T m e parçanın (kaba parça) ölçusundeki alt sapma. Döküm parçalar için isteme paylan hesaplanırken dikkate alınması gereken faktörler şunlardır; dökümü basitleştirmek için gerekli atılacak malzeme, kalıp konikliğl, dolgu yan çaplan ve dökümün kesit değişmesi olan yerlerindeki girişimler. Bunların dışında dökümün kalıp içindeki durumuna bağlı olarak üst yüzeyinde bir miktar ek işleme payı bırakılır. İsteme payı hesaplarında; çarpılmalar, oturma çıkıntılarını ve delikleri yapmak için kullanılan maçaların hatalı yerleşmeleri de dikkate alınmalıdır. Dökümün çarpılmalarını karşılamak için bırakılan paylar onun dizaynında öngörülen rijitlik esas alınarak belirlenir. Bu pay genellikle kaba işlemelerle alınır fakat bu, kaba parça malzemesinde görülen kalıcı gerilimlere neden olabilir. Bu nedenle İnce isteme için isteme paylan hesaplanırken bu kusur dökümün her bir metrelik boyu için 0,3 mm olarak dikkate alınır. 99

10 Maça delikli dökümlerin işleme paylarını saptarken, maça ile yapılan deliklerin eksenlerinin kendileri ile ilgili yüzeylere göre kaçıklıktan da dikkate alınmalıdır. Eğer iş parçası tezgaha maça deliği yardımı Ue bağlanıyorsa verilen bir işlemde işlenen yüzeyin işleme payını hesaplarken bu deliğin ekseninin kaçıklığını da dikkate almak gerekir. Eğer delik kaba bir yerleştirme yüzeyine göre işleniyorsa deliğin işleme payına bir miktar daha eklenmelidir. tşleme paylarının hesaplanmasında kullanılan el kitabı verileri; genellikle tek tek çeşitli mühendislik dallan için, işleme metoduna, kullanılan kaba parçanın çeşidine, istenen hassasiyet derecesine ve diğer üretim ve işleme etkenlerine bağlı olarak listelenirler. Bu veriler, bilgiler, zaman zaman mühendislikte ve endüstride uygulanmaya başlayan yeni üretim tekniklerini izlemek üzere yeniden gözden geçirilirler. Şimdi bir örnek ele alalım ve kademelerinin çaplan arasında küçük farklar olan, bir kademeli mil için işleme paylannı hesaplayalım. En büyük kademenin çapı 25, mm; toplam boy 100 mm olsun. Mil 3 a hassasiyet derecesinde,haddelenmiş yuvarlak malzemeden işlenecek olsun. ölçüye göre haddelenmiş kaba malzeme için bulunabilen bir büyük çubuk çapı kullanılacağından gerçek toplam işleme payı P ^ 2P it ~ D bp olacaktır. Kademeleri arasında çok küçük çap farkları olan kademeli şaftlar en büyük çap elde edilecek şekilde doğrudan doğruya puntasız taşlama ile taşlanabilirler. Diğer kademelerde, sonraki operasyon elemanlarında kaldırılacak olan atılan malzeme tasımlan vardır. Ayarlama temel elemanını ve işleme operasyonlarının sırasına seçtikten sonra, ön işlemlerin yapılacağı yüzeyler ve bunların yanında her yüzeydeki operasyon elemanının sırası saptanır. R Bundan sonra R 2, T g, p a ve hay değerleri el kitabı tablolarından alınırlar. Bizim problemimizde (puntasız taşlamada) ayarlama hatası hay yoktur. Diğer değerler : 50 mikron, T g : 50 mikron ve p : 75 mikron dur. Buradan puntasız taşlama payı (stok malzemeden parça kesildikten sonra) 2P' t = 2 ( ) = 350 mikron olacaktır. îş parçası üzerinde daha sonra ısıl işlem yapılacağından yüzey tabakası olanaklar elveri sürece korunmalıdır, bu bı durum için veri tablolarından R : 5 mikron p a diği : 50 mikron değerleri bulunur. Buradan 100 2P" t -2{ 5+ 50) =110 mikron. Toplam işleme payı 2P it = 2P' İ + 2P" İ = = 460 mikron

11 olacaktır. Bundan sonra kaba parçanın minimum ölçüsünü saptanz.(460 mikron30,46 mm). D k = (25,350-0,014) + 0,46 = 25, ,46 = 25,796 mm. Bizim problemimizde kullanabileceğimiz bir büyük çubuk malzeme çapı 26 mm dir. Burada çubuk malzeme minimum çapı 25,995 mm dir (çunkü çaptaki izin verilebilir sapma -0,045 mm dir). O halde toplam işleme payı 2 P itmax ,336 = 0,664 mm 2P itmin = 25,955-25,35 = 0,605 mm son olarak paylann sımdayıcı değerleri arasındaki farkı bularak hesapların kontrolünü yaparız ve 2P itmax- 2P itmin = ' 664 " = 0,059 mm 0, ,014 = 0,059 mm. 101