CNC TORNA TEZGAHLARI. Gümüşhane Üniversitesi, Makina Mühendisliği

Transkript

1 CNC TORNA TEZGAHLARI 1

2 TORNALAMA En genel ifadeyle tornalama; iş parçasının döndüğü ve kesicinin ilerleyerek parçadan talaş kaldırdığı kesme işlemidir. Tornalama işlemi iç ve dış tornalama olmak üzere iki guruba ayrılır. Bunun yanı sıra ilerleme hareketi esas alınırsa boyuna ve enine tornalama yöntemleri mevcuttur. Tornalamada kesme faktörleri veya parametreleri kesme hızı v, ilerleme hızı v f ilerleme miktarı f paso kalınlığı ise a dır. Kaldırılan talaşın geometrisi ise ilerleme f ve paso kalınlığına göre belirlenir. 2

3 CNC TORNA TEZGAHLARI ve EKSEN TAKIMI Bilgisayar desteği ile çalışan torna tezgâhları CNC torna tezgâhı olarak adlandırılmaktadır. CNC torna tezgâhında temel iki eksen mevcuttur. Bu eksenler; kesicinin iş parçasının boyuna ilerlemesini sağlayan Z ekseni ve kesicinin çapta ilerlemesini sağlayan X eksenidir. İşlem yetenekleri daha fazla olan CNC tezgâhlarında X ve Z eksenlerinin yanında C ekseni de bulunmaktadır. C eksenli bir torna tezgâhında parça üzerinde frezeleme işlemleri de yapılır. CNC Torna Eksen ve Hareket Tanımı 3

4 Tornalamada Yapılabilen Temel İşlemler 4

5 Tornalamada Yapılabilen Temel İşlemler 5

6 CNC TORNA TEZGAHLARININ KISIMLARI 1. Gövde ve Kızaklar 2. Fener Mili ve Gezer Punta 3. Taret 4. Kontrol Paneli 5. Talaş Konveyörü 6. Takım ve İş Parçası Ölçme Tertibatı 7. Ayna 6

7 CNC TORNA TEZGAHLARININ KISIMLARI 1. Gövde ve Kızaklar CNC tezgâhların da ana gövde malzemesi olarak dökme demir yaygın olarak kullanılmaktadır. Dökme demirin ucuz alma özelliğinin yanı sıra istenilen şeklinde üretilebilmesi avantajlı gözükür ayrıca iyi bir sönümleme ve kendi kendine yağlama özelliğine sahiptir. 7

8 Gövde ve Kızaklar (Devam) CNC tezgâhlarında eksenel hareketlerde yüksek hız ve ani yavaşlamalar gerekir. Bu durum hassas konumlamalar için çok önemlidir. Kayıt ve kızaklarda yüksek sertlik ve titreşimleri sönümleme özellikleri istenir. Bu nedenle CNC tezgâhlarında düşük sürtünmeye sahip doğrusal ve bilyalı kızak sistemleri kullanılır. Tezgah kızaklarını aşınmaya karşı direncinin yüksek olması istenir. Bunun için kızak yüzeyleri serleştirilir ve genellilikle teflon ile kaplanır. Ayrıca sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak için basınçlı yağlama sistemleri kullanılır. 8

9 2. Fener Mili ve Gezer Punta Torna aynası ile motor arasındaki bağlantıyı sağlayan makine elemanıdır. Fener mili torna tezgahlarında aynaya yada özel bir aparatla iş miline doğrudan bağlanan iş parçasının dönmesini sağlar. Fener mili fener kutusu içerisinde rulmanlar vasıtasıyla yataklanır. Fener mili motoru dönme hızını ve yönünü belirten komutu bilgisayarlı kontrol ünitesinden alır. 9

10 Gezer Punta Gezer punta torna tezgâhının kayıtları üzerinde hareket edebilen ve uzun parçaların bağlanmasında kullanılan yardımcı bir elemandır. CNC torna tezgâhlarında iki tip gezer punta(karşılık puntası) kullanılır. Manüel kumandalı ve programlanabilir puntalar. Manüel kumandalı puntalar da puntanın ileri çıkması kontrol ünitesindeki tuş kontrolü hidrolik olarak sağlanır. Programlanabilir puntalar genellikle mil tornalamalarda kullanılır. Punta gövdelerinin sabitlenmesi hidrolik olarak hareketi ise taret yardımıyla sağlanır. 10

11 3. Taret CNC torna tezgahında takımların takım tutucular vasıtasıyla takıldığı kısma taret denir. Ana mili ekseninde çalışan takımlar pensler yardımıyla bağlanır. Dış çapta çalışan kesici takımlar ise takım tutucular ( katerler), malafalar ve kovanlar ile bağlanır. Programda yer alan sıraya göre tezgâh tarafından otomatik olarak değiştirilir. Takım tareti tezgahın yapısına göre hidrolik, pnömatik ya da servo motor tahrikiyle çalışır. 11

12 4. Kontrol Paneli Kontrol paneli CNC tezgahlarında tüm hareketi sağlayan ve davranışları kontrol eden sistemdir. Ekran kısmında yapılan işlemler görülür. Simülasyonlar izlenebilir. Alfabetik ve sayısal tuşlar ile veri girişi gerçekleşir. İş mili motoru eksen motorları takım magazini ve diğer yardımcı elemanlar buradan kumanda edilir. Bu aygıtların programlanan şekilde hareket etmesi çalışması yada durması bu ünite tarafından sağlanır. 12

13 5. Talaş Konveyörü CNC tezgâhlarında kesicinin iş parçasından çıkardığı talaşların etkili bir şekilde tezgahtan dışarı atması ve temiz bir çalışma ortamı sağlaması gerekir. Bu işlem için talaş konveyörü kullanılır. Talaş konveyörü kontrol ünitesinde bulunan butonlar kullanılarak talaş konveyörü ileri talaş konveyörü geri ya da program içerisinde verilecek kodlara bağlı olarak çalıştırılabilir. En yaygın olarak yürüyen bant konveyörü ve dönen bant konveyörü sistemi kullanılır. 13

14 6. Takım ve İş Parçası Ölçme Tertibatı CNC tezgâhlarında taret üzerindeki kesici takımların uçları koordinat değerleri üretici firma tarafından tanımlanmış olan bir referans noktaya göre belirlenmesini sağlar. Takım ucu,takım ölçme tertibatının hassas ölçme aparatına x ve z yönlerinde dokundurulur. Kontrol ünitesi bu noktayı hafızasına kaydeder. Üretim anında bu değerleri hesaba katarak hareketleri yönlendirir. Torna tezgahında işlenen parçanın iç ya da dış çaplarlının dokunma duyarlığı kullanılarak ölçülür. Eğer ölçülen değer olması gereken değerden farklı ise kontrol ünitesi bu farkı hesaplayarak takımların hareketlerini otomatik olarak düzeltir. 14

15 CNC tezgâh ve sistemlerinde; tezgâh, parça ve takım olmak üzere üç ayrı koordinat sistemleri vardır. Tezgâha ait olanına tezgâh sıfır noktası (M), Parçaya ait olanına parça sıfır veya program sıfır noktası (W), Takıma ait olanına ise takım sıfır noktası (T) denilir. 15

16 CNC TORNALARDA KULLANILAN KESİCİ TAKIMLAR CNC torna tezgâhlarında genel olarak seri üretime en uygun takım gurubu olan takma uçlu sert metal (karbür) kesici takımlar kullanılmaktadır. CNC tezgâhları klasik tezgâhlara göre daha yüksek devir ve ilerlemelerde çalışmaktadırlar. CNC tezgâhlarının bu yapısı takım tutucu ve kesici takımlarının seçimini doğrudan etkilemektedir. 16

17 Tornalama işlemlerinde talaş kaldırma şekline göre birçok kesici takım geometrisi geliştirilmiştir. Kesici takım seçimi için iyi bir imalat bilgisine ihtiyaç vardır. Kesici takım geometrisinin yanında, takım malzemesinin, takım kaplamasının, kesme parametrelerinin belirlenmesi işleme maliyetleri açısından büyük önem arz etmektedir. Uygun seçilmeyen kesici takım ve kesme parametreleri, işleme süresinin artmasına, işlenen parçalarının ölçü ve yüzey pürüzlülüğü açsından uygun olmamasına ve takım ömrünün azalmasına sebep olur. CNC tezgâhlarda kullanılacak takımlarda aranan fiziksel özelliklerin başında, 600 C ye kadar çıkabilen metal kesme sıcaklığındaki malzemenin sertliği ve tokluğu gelmektedir. Bir takım malzemesinde aranan özellikler; Yüksek sertlik Yüksek eğilme mukavemeti Yüksek basma mukavemeti Tokluk Sıcaklıkta sertlik Aşınmaya dayanım Kolay işlenebilme Ekonomik olma 17

18 Tornalamada Kullanılan Kesici Takımlar 18

19 Kesici Uçların Kodlanması Kesici uçlar ve uçların takıldığı katerlerin kodlama sistemleri uluslar arası kodlarlar standartlaştırılmıştır. TNMG HM kodlu bir takımın geometrisinin belirlenmesi; 19

20 Kesici Uçların Kodlanması 20

21 Kesici Uçların Kodlanması 21

22 Sert Maden Uçların Takım Tutucuya Bağlanması 22

23 Kesici Takımlarının (Katerlerin) Kodlanması Kesici uçların kodlandığı gibi kesici uca uygun takımlarda (kater) kodlanarak standartlaştırılmıştır. Herhangi bir kesici takım veya kesici uç siparişi verilirken kesici uç ve kesici takımın uygun profilde ve uygun ölçülerde sipariş edilmesi gereklidir. MWLNR M-16 W kodlu bir takımın geometrisinin belirlenmesi; Sıkma Tipi Uç Geometrisi 23

24 Kesici Takımlarının (Katerlerin) Kodlanması Takım Biçimi Uç Serbest Açısı 24

25 Kesici Takımlarının (Katerlerin) Kodlanması Kesme Yönü Kater Yüksekliği/Genişliği 25

26 Kesici Takımlarının (Katerlerin) Kodlanması Kater Uzunluğu M=150mm Kesici Uç Boyutu W=16 26

27 Kesici Takımlarının (Katerlerin) Kodlanması ISO Kater Kod Sistemi 27

28 Kesici Takımlarda Renk Kodlama 28

29 İşlenecek Malzeme Cinsine Göre Sert Metallerin Sınıflandırılması Malzeme cinsine göre, talaş kaldırma grubunda ISO ya göre belirtilen P, M ve K kalitelerinin kaplamalı sert metaller, seramik ve kaplamasız sert metallerin süneklik-kesme hızı ilişkisi ile ilerleme hızının-kesme hızına göre kullanım şekli aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Tabloya göre ISO P01 kalitesi en yüksek kesme hızına karşılık düşük ilerlemede çalışması, İSO P40 kalitesi ise, düşük kesme hızı yüksek ilerleme seçilebileceğini belirtmektedir 29

30 Tornalamada Kesme Parametrelerinin Belirlenmesi Talaş kaldırma işlemlerinde hatalı seçilen bir kesici takım veya hatalı seçilen kesme parametreleri kesicinin çok çabuk aşınmasına, işleme zamanının artmasına veya iş parçasının yüzey kalitesinin bozulmasına hatta iş parçasının bozulmasına sebep olabilir. Kesici takım seçiminde işlenecek malzemeye ve kaldırılacak talaşa göre kesme parametreleri belirlenir. Talaşın kaba talaş, orta talaş veya bitirme talaşı olması ucun geometrisini ve parametrelerini doğrudan etkiler. Kesme Hızı: Kesicinin iş çevresinde bir dakikada metre cinsinden aldığı yoldur. Kesme hızını etkileyen faktörler Kesilen malzemenin cinsi Kullanılan kesici takımın cinsi Torna tezgahının gücü ve kapasitesi İlerleme miktarı Talaş derinliği İşleme cinsi Vc= kesme hızı(m/dak) d= İş parçasının çapı(mm) n= Devir sayısı(dev/dak) V c = π D n

31 Tornalamada Kesme Parametrelerinin Belirlenmesi İlerleme: Kesici takımın iş parçasının bir tam devrinde almış olduğu yol olarak tanımlanabilir. İlerlemeyi etkileyen faktörler Talaş derinliği İş parçası malzemesinin cinsi Kesme hızı Torna tezgahının gücü ve kapasitesi S S 0 0 s a a s s = İlerleme(mm) a = Talaş derinliği(mm) S 0 = Talaş kesiti(mm 2 )

32 Tornalamada Kesme Parametrelerinin Belirlenmesi WNMG kodlu bir kesici ucun IC9015 kaplama kalitesine ait uygun kesme parametreleri ; Bu katolagda a p talaş derinliği, f ilerleme hızı, V c kesme hızı olarak tanımlanmıştır. 32

33 CNC Tornalarda Takımların Tezgâha Bağlanması CNC torna tezgâhlarında takımlar taret diye adlandırılan bir dönel gövdeye bağlanır. Tezgâhın büyüklüğüne göre tarete bağlanabilen takım sayısı değişiklik gösterebilir. Tarete çok farklı bağlama sistemleri üretici firmalar tarafından geliştirilmiştir. 33

34 CNC Tornalarda Parçaların Bağlanması CNC tezgâhlarında parçaların çok hızlı ve seri bir şekilde takılıp sökülebilmesi için genellikle üç ayaklı hidrolik aynalar kullanır. Bu hidrolik aynalar bir ayak pedalı ile pratik şekilde açılıp kapanabilir. Böylelikle parçalar seri şekilde bağlanıp sökülebilir. Hidrolik aynaların fener mili ile şematik gösterimi aşağıda verilmiştir. 34 İki ve üç ayaklı hidrolik aynalar

35 CNC Tornalarda Parçaların Bağlanması (Devam) Sert ayna ayakları sertleştirilmiş oldukları için işlenemezler. Parçaları sıktıkları zaman parça içine bir miktar iz bırakabildikleri için kaba parçaları tutmak için kullanılırlar. Yumuşak ayaklar ise sertleştirilemediklerinden dolayı işlenebilirler. Hassas parçaları tutmak için aynaya bağlandıklarında sıkılacak parça çapına göre bir miktar üzerinden talaş kaldırılır. 35

36 CNC Tornalarda Parçaların Bağlanması (Devam) Sert ve yumuşak ayaklar iç ve dış çapları ters ve düz bağlayarak sıkabilirler. 36

37 Özel Bağlama Teknikleri Bazı parçalar 3 ayaklı hidrolik ayaklarla bağlanamadıklarından dolayı değişik yöntemlerle bağlanması gerekir. Parçaların hassas bir şekilde çok kısa sürelerde bağlanıp sökülmesinin gerçekleşmesi için çeşitli hızlı bağlama yöntemleri geliştirilebilir. 37

38 Özel Bağlama Teknikleri (Devam) 38

39 Özel Bağlama Teknikleri (Devam) 39

40 Özel Bağlama Teknikleri (Devam) 40