MMT222 Malzeme Üretim Teknikleri

Transkript

1 K O C A E L İ ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü MMT222 Malzeme Üretim Teknikleri 3 Talaşlı İşlem Teknikleri Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Bahar Yarıyılı

2 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 2 Genel Bakış

3 Üretim yöntemleri DIN 8580 e göre aşağıdaki gibi verilmektedir; 1) Döküm ve Sinterleme: Akışkan haldeki malzemenin şekillendirilmesidir. 2) Plastik Şekillendirme: Katı haldeki bir malzemenin şeklinin plastik olarak değiştirilmesidir (sac şekillendirme, dövme, haddeleme gibi). 3) Ayırma: Katı haldeki malzemenin şeklinin kesme gibi yöntemlerle parça çıkarılarak değiştirilmesidir (frezeleme, parlatma, taşlama, delme gibi). 4) Birleştirme: İki ya da daha fazla parçanın bir geometrik şekil oluşturmak üzere bir araya getirilmesidir. Üçe ayrılabilir; kuvvet ile (vida gibi), malzeme ile (kaynak gibi) ve form ile (perçin gibi) birleştirmedir. 5) Kaplama: Şekilsiz haldeki malzemenin bir parça üzerinde bir katmana dönüştürülmesidir (laklama, emaye kaplama, fosfatlama gibi). 6) Malzeme özelliklerini değiştirme: Malzemenin şeklini değiştirmeden özelliklerinin değiştirilmesini amaçlayan işlemlerdir (ısıl işlemler gibi). Üretim yöntemleri (DIN 8580) Doege, Behrens,

4 Döküm ve Sinterleme, Ana grup 1 Plastik Şekillendirme, Ana grup 2 Ayırma, Ana grup 3 Birleştirme, Ana grup 4 Kaplama, Ana grup 5 Malz. Öz. Değiştirme, Ana grup 6 Grup 1.1 Gaz ya da buhardan (metal buharlaştırma) Grup 2.1 Basma ile (haddeleme vb.) Grup 3.1 Kesme ile Grup 4.1 Bir araya getirerek (vidalama vb.) Grup 5.1 Gaz ya da buhardan Grup 6.1 Malzeme içerisinde taşınım ile (temperleme vb.) Grup 1.2 Akışkan, katı-sıvı, macun kıvamından (döküm, ekstruzyon vb.) Grup 2.2 Çekme-basma ile (derın çekme vb.) Grup 3.2 Talaş kaldırma ile (geometrik olarak belirli) Frezeleme vb. Grup 4.2 Dolgu ile Grup 5.2 Akışkan, katı-sıvı, macun kıvamından (Laklama vb.) Grup 6.1 Malzeme içerisinden dışarı taşınım ile (dekarbürizasyon vb.) Grup 1.3 Elektrolitik ortamda iyon taşınımı ile (Elektrotypıng vb.) Grup 2.3 Çekme ile (uzatma vb.) Grup 3.3 Talaş kaldırma ile (geometrik olarak belirsiz) Grup 4.3 Pres ile (rulman montajı vb.) Grup 5.3 Elektrolitik ortamda iyon taşınımı ile (Galvanizleme vb.) Grup 6.1 Malzeme dışından içerisine taşınım ile (sementasyon vb.) Grup 1.4 Katı (toz) halinden (Sinterleme vb.) Grup 2.4 Eğme ile (bükme vb.) Grup 3.4 Aşındırma ile (zımparalama vb.) Grup 4.4 Döküm yolu ile Grup 5.4 Katı (toz) halinden (püskürtme vb.) Grup Kayma ile (yay üretimi vb.) Grup 3.5 Parçalarına ayırma (sökme vb.) Grup 4.5 Plastik şekillendirme ile Grup 3.6 Temizleme Grup 4.6 Bağlama ile Grup 3.7 Tahliye etme Üretim yöntemleri (DIN 8580) Doege, Behrens,

5 Orijinal yüzey Talaş oluşumu sağlayan kayma deformasyonu Talaş hareketi Kesici köşe Talaş Kesici takım Talaş yüzeyi İş parçası Takım ilerlemesi (İş parçasına göre) Yeni yüzey Negatif talaş açısı Kesici köşe Kesici takım Serbest açı Grup 3.2 ve 3.3 Talaş kaldırma Groover,

6 Etki prensipleri Enerji bağlı Kuvvet bağlı Yol bağlı Uzay bağlı kumlama tamburlama honlama zımparalama Lepleme Kesici köşe kontağı Kesici köşe Talaş İş parçası Grup 3.4 Aşındırma Klocke,

7 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 7 Genel Bakış

8 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri Tornalama Frezeleme Planyalama ve Vargelleme Delme Kesme Broşlama Taşlama 8 Genel Bakış

9 1) Doğal aşındırıcı malzemeler: Kuvarz (SiO 2 ), Korund (%80-95 Al 2 O 3 ), Elmas vb. 2) Sentetik aşındırıcı malzemeler: Alumina (Al 2 O 3 ), Silisyumkarbür (SiC), Kübik bornitrür (BN), sentetik Elmas Aşındırıcılar Klocke,

10 Kırılma tokluğu (High Speed Steel, Yüksek hız çeliği) Takım çeliği Sert metal Sol-Gel Alumina Kaynaşık Alumina Elmas Knoop sertliği Takım malzemelerinin sertlikleri ve kırılma toklukları Klocke,

11 Soğuk iş takım çelikleri yüksek sertleşebilirlik kapasitesine ve aşınmaya karşı dayanım için bulunabilen karbürlere sahiptir. Sıcak iş takım çelikleri çökelti sertleşmesi üzerinden sürünme dayanımı gösterir. Yüksek hız çelikleri (high speed steels, HSS) ise ikisinin de özellikleri barındırmaktadır. İçerisinde karbürler bulunan sürünmeye dayanıklı matrikse sahiptir. Takım çelikleri (EN ISO 4957) Berns,

12 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 12 Genel Bakış

13 Tornalama Matkap ile delme Eksenel frezeleme Alın frezeleme Temel talaş kaldırma yöntemleri Groover,

14 Torna takımı Freze takımı Takım Groover,

15 Kesme koşulları Groover,

16 Süreksiz talaş Sürekli talaş Yığıntı köşesi ile sürekli talaş Dilimli talaş Talaş oluşumu Groover,

17 Hasar türleri Aşınma nedeni Aşınma Mekanik çatlak oluşumu Plastik deformasyon Termal nedenli çatlak oluşumu Adhezyon Abrazyon Yüzey yorulması (Atritasyon) Tribokimyasal reaksiyon Takım seçimi Gerekensinimler Zımba Matris Ana malzeme Kaplama Şekillendirme takımlarında oluşabilen hatalar Klocke, WZL, Fraunhofer IPT 17

18 Adhezyon Takım Abrazyon Takım İş parçası İş parçası Aşınma mekanizmaları Atritasyon (yüzey yorulması) Takım Tribokimyasal reaksiyon Takım İş parçası İş parçası Takımlarda oluşabilen aşınma mekanizmaları Klocke, WZL, Fraunhofer IPT 18

19 Adhezyon Sınır yüzeylerinin oluşumu Moleküler kuvvetler ile adhezif bağlantı oluşumu (soğuk kaynaklanma) Aşınma ürünleri oluşumu ile birlikte ayrılma Ekstrem durumlarda korozyona da gidebilir. Abrazyon Aşındırıcı yüzeylerin etkisiyle yivlerin oluşması Mikrosabanlama prosesi Aşınma ürünleri (çapak) oluşumu Aşınma mekanizmaları Atritasyon (yüzey yorulması) Tribolojik tekrarlı yüklerin (Gerilme ve şekil değiştirme) etkisiyle yüzeyde yorulma ve çatlak oluşumu Tribokimyasal reaksiyon Takım, iş parçası ve ortam arasında gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar sonucu reaksiyon ürünlerinin oluşması Takımlarda oluşabilen aşınma mekanizmaları Klocke, WZL, Fraunhofer IPT 19

20 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri Tornalama Frezeleme Planyalama ve Vargelleme Delme Kesme Broşlama Taşlama 20 Genel Bakış

21 Tornalama Groover,

22 Kesici takım: Torna kalemi İşleme Tornalama prosesi Tezgah Tornalama prosesi WZL, Fraunhofer IPT 22

23 Tornalama ile işlenmiş parçalar WZL, Fraunhofer IPT 23

24 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri Tornalama Frezeleme Planyalama ve Vargelleme Delme Kesme Broşlama Taşlama 24 Genel Bakış

25 Eksenel frezeleme Alın frezeleme Frezeleme Groover,

26 Kesici takım Polikristalin elmas Freze takımı Frezeleme prosesi İşleme Tezgah Frezeleme prosesi WZL, Fraunhofer IPT 26

27 Alın frezesi takımları WZL, Fraunhofer IPT 27

28 Frezeleme örneği (sızdırmaz yüzeylerin frezelenmesi) WZL, Fraunhofer IPT 28

29 VİDEO Frezeleme örneği 29

30 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri Tornalama Frezeleme Planyalama ve Vargelleme Delme Kesme Broşlama Taşlama 30 Genel Bakış

31 Vargelleme Planyalama Vargelleme ve Planyalama Groover,

32 Vargel tezgahı Groover,

33 Planya tezgahı Groover,

34 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri Tornalama Frezeleme Planyalama ve Vargelleme Delme Kesme Broşlama Taşlama 34 Genel Bakış

35 Takım Kılavuz Spiral takım Takım Karotiyerle delme Dolu parça delme Genişletme Takım Diş açma Profil açma Rayba Konik rayba Takım Takım Raybalama Profil raybalama Dairesel olmayan delme Matkapla delme Profil düşürme WZL, Fraunhofer IPT 35

36 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri Tornalama Frezeleme Planyalama ve Vargelleme Delme Kesme Broşlama Taşlama 36 Genel Bakış

37 Daire testere Testere Talaş yönü İş parçası Kol Kol testere Şerit testere Testere Talaş yönü İş parçası Döndürücü İlerleme Şerit testere Talaş yönü İş parçası Testere ile kesme WZL, Fraunhofer IPT 37

38 Testere ile kesme Groover,

39 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri Tornalama Frezeleme Planyalama ve Vargelleme Delme Kesme Broşlama Taşlama 39 Genel Bakış

40 Broşlama Groover,

41 Talaş kalınlığı İç broşlama Takım İş parçası İş parçası adaptörü ve takım kılavuzu Profil broşlama takımı İş parçası İş parçası desteği Takım Takım kılavuzu İş parçası İş parçası adaptörü Dış broşlama Broşlama WZL, Fraunhofer IPT 41

42 İç ve dış broşlama için takımlar (taralı yüzeyler broşlama yapmaktadır) Groover,

43 3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri Tornalama Frezeleme Planyalama ve Vargelleme Delme Kesme Broşlama Taşlama 43 Genel Bakış

44 Bağlayıcı Boşluklar (Poroziteler) Aşındırıcı Taşlama takımlarının yapısı Groover,

45 Taşlama takımlarının şekli Groover,

46 Geometrik olarak belirsiz kesme için takımlar WZL, Fraunhofer IPT 46

47 İlerleme Taşlama takımı (taşı) Talaş açısı İş parçası Bağlayıcı Aşındırıcı Talaş Boşluklar (Talaş yöreleri) Geometrik olarak belirsiz kesme için takımlar WZL, Fraunhofer IPT 47

48 Örnek Aşındırıcı Boyut Sertliği Yapısı Bağlayıcı Diğer Korund Silisyum karbür kaba Orta ince Çok ince Seramik bağlayıcı Silikat bağlayıcı Kauçuk bağlayıcı Reçine bağlayıcı Şellak bağlayıcı Manyezit bağlayıcı Kapalı yapı Açık yapı Ekstrem yumuşak Çok yumuşak Yumuşak Orta Sert Çok sert Ekstrem sert Taşlama takımları için numaralandırma WZL, Fraunhofer IPT 48

49 1) Doğal aşındırıcı malzemeler: Kuvarz (SiO 2 ), Korund (%80-95 Al 2 O 3 ), Elmas vb. 2) Sentetik aşındırıcı malzemeler: Alumina (Al 2 O 3 ), Silisyumkarbür (SiC), Kübik bornitrür (BN), sentetik Elmas Aşındırıcılar Klocke,

50 Sembol Aşındırıcı Knoop sertliği Isıl dayanım Isıl iletkenlik Kullanım alanı Orta sertlikte ve sert malzemeler (<60HRC) Çelik Temper dökme demir sert çelikler (>60HRC) Takım çeliği Cam zımparalama ve parlatma Silisyum Düzlemsel taşlama (Gri dökme demir, seramik, demir dışı metaller) karbür Taşlama takımlarının düzeltilmesi Elde taşlama Aşındırıcılar WZL, Fraunhofer IPT 50

51 Sembol Aşındırıcı Knoop sertliği Isıl dayanım Isıl iletkenlik Kullanım alanı Kübik bor nitrür (CBN) Sertleştirilmiş çelikler Düşük alaşımlı çelikler HSS Yüksek karbonlu çelikler Elmas Cam, doğal taşlar, seramikler Sert metaller, sermetler Cam fiber takviyeli kompozitler Aşındırıcılar WZL, Fraunhofer IPT 51

52 Ana hareket Sonuç: Taşlama Frezeleme??? Yanal hareket Geometrik olarak belirsiz kesme WZL, Fraunhofer IPT 52

53 Frezeleme Taşlama Kesici köşe sayısı Taşlama - Frezeleme WZL, Fraunhofer IPT 53

54 Tek bir aşındırıcı ile Çoklu aşındırıcılar ile Aşındırıcı 1 Aşındırıcı 3 Aşındırıcı 2 Aşındırıcının izlediği yol WZL, Fraunhofer IPT 54

55 Farklı yüksekliklerde bulunan aşındırıcılar Taş Konumlama Aşındırıcının izlediği yol WZL, Fraunhofer IPT 55

56 ,Taşlama taşı Bağlayıcı Aşındırıcı İş parçası Statik ve kinematik kesme WZL, Fraunhofer IPT 56

57 Aşındırıcıların izlediği yollar İş parçası Kinematik pürüzlülük İş parçası Kinematik pürüzlülük WZL, Fraunhofer IPT 57

58 Kesme doğrultusu Aşındırıcıların oluşturduğu talaş WZL, Fraunhofer IPT 58

59 Taşlama taşı Çevre (Soğutma sıvısı, hava) Bağlayıcılar Aşındırıcı Kayma enerjisi Talaş Talaş yüzeyi sürtünmesi Yer değiştirme enerjisi Serbest yüzey sürtünmesi İş parçası Enerji ve ısı dağılımı WZL, Fraunhofer IPT 59