BÖLÜM#5: KESİCİ TAKIMLARDA AŞINMA MEKANİZMALARI

Transkript

1 BÖLÜM#5: KESİCİ TAKIMLARDA AŞINMA MEKANİZMALARI

2 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Aşınma, kesicinin temas yüzeylerinde meydana gelen malzeme kaybı olarak ifade edilir.

3 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Bir Takımda meydana gelen başlıca aşınma türleri ve yerlerini gösteren aşınmış kesici takım çizimi

4 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Talaş kaldırma sırasında oluşan birkaç temel aşınma mekanizması aşağıda sıralanmıştır. 1.Abraziv (aşındırıcılarla) Aşınma 2.Difüzyon ile aşınma 3.Adeziv Aşınma 4.Yorulma ile aşınma 5.Oksidasyon Aşınması

5 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Abraziv (aşındırıcılarla) Aşınma: İş parçası yüzeyi ile takım arasına giren sert parçacıkların neden olduğu taşlama işlemine benzer bir durumdur. En çok görülen aşınma tiplerinden biridir. İşleme esnasında sert tanecikler, yumuşak malzemenin yüzeyinden parçacıklar koparması şeklinde görülür.

6 Abraziv (aşındırıcılarla) Aşınma: Genellikle kopan parçacıklar malzemelerin ara yüzeylerinden uzaklaşır ve yapışma olmaz. Bu nedenle yüzeyde malzeme kaybının fazla olduğu aşınma tipidir. Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları

7 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Abraziv (aşındırıcılarla) Aşınma: Kesici kenarın abrasif aşınmaya karşı direnç kabiliyeti önemli ölçüde sertliğine bağlıdır. Abraziv aşınma takım talaş yüzeyinde ise krater oluşmasına sebep olur.

8 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Difüzyon Aşınması: Yüksek talaş kaldırma sıcaklıklarında kesici malzemenim molekülleri akan talaş haline dönerse difüzyon aşınması meydana gelir. Örneğin; talaş yüzeyinin üstünde oluşan oyuk aşınmasına difüzyon sebep olur.

9 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Difüzyon Aşınması: Talaş ve takım malzemesi arasındaki temas yüzeyinde, artan sıcaklık ve basınca bağlı olarak difüzyonlar meydana gelmektedir. Takım talaş ara yüzünde her iki yöne doğru gerçekleşen atomsal düzeydeki yayınım nedeni ile takım malzemesi mikro yapısal değişime uğrar. Difüzyon aşınmasında talaş kaldırma işlemi sırasında oluşan kimyasal yükler daha etkilidir.

10 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Adeziv Aşınma: Yüzeyleri birbirine temas eden iki metal malzemenin birbirine yapışmasıyla başlayan ve yeniden ayrılma sırasında zayıf olan malzemenin ana parçadan kopmasıyla oluşan bir aşınmadır.

11 Adeziv Aşınma: Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Genellikle takımın talaş yüzeyindeki düşük ilerleme sıcaklıklarından dolayı ortaya çıkar. Çelik, alüminyum ve dökme demir gibi uzun ve kısa talaş oluşumunun söz konusu olduğu malzemelerde görülür. Bu aşınma mekanizması genellikle kenar ile talaş arasında yığma kenar oluşumuna neden olur.

12 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Yorulma Aşınması: Termo-mekanik bir kombinasyonun sonucudur. Sıcaklıktaki dalgalanmalar ve takıma etkiyen kesme kuvvetlerinin sıfır ile maksimum değerler arasında değişmesi kesici kenarın çatlamasına ve kırılmasına yol açar.

13 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Yorulma Aşınması: Aralıklı kesme işlemi ucun sürekli olarak ısınıp soğumasına ve talaş ile temasta olan kesici kenarda şok etkisine neden olur.

14 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Oksidasyon Aşınması: Yüksek sıcaklık ve havanın varlığı birçok metal için Oksidasyon demektir. Özellikle kesici kenarın talaş ile temasta olan kısmında, talaş genişliğinin sona erdiği noktada (talaş derinliğinde) havada kesme işlemine etkide bulunur ve Oksidasyon nedeni ile kenarda çentikler oluşur. Oksidasyon aşınması günümüzde talaşlı imalat alanında pek yaygın olmayan bir aşınma tipidir.

15 Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları Oksidasyon Aşınması: Yüksek sıcaklık ve havanın varlığı birçok metal için Oksidasyon demektir. Özellikle kesici kenarın talaş ile temasta olan kısmında, talaş genişliğinin sona erdiği noktada (talaş derinliğinde) havada kesme işlemine etkide bulunur ve Oksidasyon nedeni ile kenarda çentikler oluşur. Oksidasyon aşınması günümüzde talaşlı imalat alanında pek yaygın olmayan bir aşınma tipidir.

16 BÖLÜM#5: KESİCİ TAKIMLARDA AŞINMA TİPLERİ

17 Kesme kenarları üzerindeki aşınma Her malzemenin avantajlarını ve sınırlarını anlamak için kesici takımların maruz kaldığı farklı aşınma mekanizmaları hakkında biraz bilgi sahibi olmak önemlidir. Kesici takımlarda görülen başlıca aşınma tipleri aşağıdaki gibi sıralanmıştır. 1. Serbest yüzey aşınması 2. Krater aşınması 3. Talaş yığılması (Built-Up Edge=BUE) 4. Çentik aşınması 5. Plastik deformasyon 6. Termal (ısıl) çatlaklar 7. Kenar tanecik kopması/kırılması

18 Aşındırıcı Serbest yüzey aşınması Aşınmanın en yaygın tipidir ve aynı zamanda öngörülebilir ve stabil takım ömrü sağladığından dolayı en tercih edilen aşınma tipidir. Serbest yüzey aşınması, iş parçası malzemesindeki sert bileşenlerin neden olduğu aşınmaya bağlı olarak oluşur..

19 Sebep Kötü yüzey kalitesine veya tolerans dışında olmasına neden olan hızlı aşınma. Kesme hızı çok yüksek Yetersiz aşınma direnci İlerleme, fz, çok düşük Çözüm Serbest yüzey aşınması Kesme hızını azaltın, vc Aşınmaya karşı daha dayanıklı bir kalite seçin. İlerlemeyi artırın, fz

20 Serbest yüzey aşınması Sebep Kısa takım ömrüne neden olan aşırı aşınma. Titreşim Talaşların yeniden kesilmesi Parça üzerinde çapak oluşumu Zayıf yüzey kalitesi Isı oluşumu Aşırı gürültü Çözüm İlerlemeyi artırın, fz Aşağı frezeleme Basınçlı hava kullanarak talaşları etkin bir şekilde boşaltın Önerilen kesme değerlerini kontrol edin

21 Serbest yüzey aşınması Sebep Köşe zarar veren düzensiz aşınma. Titreşim Kısa takım ömrü Kötü yüzey Yüksek gürültü seviyesi Radyal kuvvetler çok yüksek Çözüm Salgıyı 0,02 mm'nin altına düşürün Pens adaptörünü ve pensi kontrol edin Takım çıkıntısını minimuma indirgeyin Kesimde daha az ağız sayısı Daha büyük takım çapı Eksenel talaş derinliğini, ap, bir kaç pasoya bölün İlerlemeyi azaltın, fz Kesme hızını azaltın, vc Takımın ve iş parçasının bağlamasını geliştirin

22 Kimyasal Krater aşınması Krater aşınması, kesici ucun eğimli tarafında toplanır. Bu, iş parçası malzemesi ile kesici takım arasındaki kimyasal bir tepkimeye bağlıdır ve kesme hızı tarafından yükselir. Aşırı krater aşınması, kesme kenarını zayıflaştırır ve kopmaya yol açabilir.

23 Sebep Zayıflamış kenara neden olan aşırı aşınma. Arka kenar üzerindeki kesme kenarı yarılması kötü yüzey kalitesine neden olur. Talaş yüzünde çok yüksek olan kesme sıcaklıklarına bağlı olarak difüzyon aşınması. Çözüm Krater aşınması Pozitif bir kesici uç geometrisi seçin Daha düşük bir sıcaklık elde edebilmek için ilk olarak hızı düşürün, sonra ilerlemeyi azaltın

24 Talaş yığılması (Built-Up Edge=BUE) Yapışkan Bu aşınma tipi, talaşın kesici uca basınç ile kaynamasından oluşur. Düşük karbonlu çelikler, paslanmaz çelikler ve alüminyum gibi yapışkan malzemeler işlenirken çok yaygındır. Düşük kesme hızı, talaş yığılmasının oluşumunu artırır.

25 Talaş yığılması (Built-Up Edge=BUE) Sebep B.U.E. koparken kötü yüzey kalitesine ve kesme kenarı kopmasına neden olan talaş yığılması. Kesme bölgesi sıcaklığı çok düşüktür. Düşük karbonlu çelik, paslanmaz çelikler ve alüminyum gibi çok yapışkan malzemeler. Çözüm Kesme hızını artırın Daha uygun bir kesici uç geometrisine geçin

26 Talaş yığılması (Built-Up Edge=BUE) Sebep İş parçası malzemesi aşağıdakilere bağlı olarak kesme kenarına kaynaklanır: Düşük kesme hızı, vc Düşük ilerleme, fz Negatif kesme geometrisi Zayıf yüzey kalitesi Çözüm Kesme hızını artırın, vc İlerlemeyi artırın, fz Pozitif bir geometri seçin Yağ buharı veya kesme sıvısı kullanın

27 Çentik aşınması Adhesive Yapışkan Talaş derinliği çizgisindeki kesici ucun hem eğimli yüzünde hem de serbest yüzeyinde aşırı derecede bölgesel hasarla belirlenen kesici uç aşınması. Yapışma (talaşların basınç ile kaynaması) ve bir deformasyon sertleşmesine maruz kalmış yüzey neden olur. Paslanmaz çelikler işlenirken yaygın bir aşınma tipi.

28 Isıl Plastik deformasyon Plastik deformasyon, takım malzemesi yumuşatıldığında gerçekleşir. Kesme sıcaklığı belli bir kalite için çok yüksek olduğunda meydana gelir. Genel olarak, daha sert kaliteler ve daha kalın kaplamalar plastik deformasyon aşınmasına karşı olan direnci geliştirir.

29 Sebep Kenarın plastik deformasyonu, baskı veya serbest yüzey etkisi; zayıf talaş kontrolü, zayıf yüzey kalitesi ve kesici uç kırılmasına yol açar. Kesme sıcaklığı ve basınç çok yüksek Çözüm Aşınmaya daha dirençli (daha sert) bir kalite seçin Kesme hızını azaltın, vc İlerlemeyi azaltın, fz Plastik deformasyon

30 Termal çatlaklar Isıl Kesme kenarındaki sıcaklık, sıcaktan soğuğa ani olarak değiştiğinde, kesme kenarına dikey şekilde çoklu çataklar oluşabilir. Termal çatlaklar, frezeleme operasyonlarında yaygın olan darbeli kesimlerle ilişkilidir ve kesme sıvısının kullanımı ile artar.

31 Sebep Tanecik kopmasına ve kötü yüzey kalitesine neden olan kesme kenarına dik doğrultuda küçük çatlaklar. Aşağıdakiler nedeniyle oluşan sıcaklık değişikliklerine bağlı olarak termal çatlaklar: Darbeli işleme Kesme sıvısı beslemesinin değişkenliği Çözüm Termal çatlaklar Termal şoklara daha dayanıklı daha tok bir kalite seçin. Kesme sıvısı ya bolca uygulanmalıdır ya da hiç uygulanmamalıdır

32 Kenar tanecik kopması/kırılması Mekanik Tanecik kopması veya kırılma, mekanik gerilim baskılarının aşırı yüklenmesinin bir sonucudur. Bu gerilimler, talaş çekiçlenmesi, çok yüksek olan bir talaş derinliği veya ilerleme, iş parçası malzemesindeki kum kalıntıları, talaş yığılması, titreşimler ya da kesici uç üzerindeki aşırı aşınma gibi bir dizi sebebe bağlı olabilir.

33 Kenar tanecik kopması/kırılması Sebep Kesme kenarının kesimde olmayan parçası, talaş çekiçlenmesi aracılığıyla zarar görür. Kesici ucun hem üst tarafı hem de desteği, zayıf yüzey yapısı ve aşırı serbest yüzey aşınmasına yol açacak şekilde zarar görebilir. Talaşlar, kesme kenarına doğru sapar Çözüm Daha tok bir kalite seçin. Daha güçlü bir kesme kenarı olan bir kesici uç seçin Kesme hızını artırın, vc Pozitif bir geometri seçin Kesmenin başlangıcında ilerlemeyi azaltın

34 Sebep Kötü yüzey kalitesine ve aşırı serbest yüzey aşınmasına neden olan küçük kesme kenarı kopmaları (tanecik kopması). Kalite çok kırılgan. Kesici uç geometrisi çok zayıf. Talaş yığılması Çözüm Kenar tanecik kopması/kırılması Daha tok bir kalite seçin Daha güçlü bir geometrisi olan bir kesici uç seçin Kesme hızını artırın, vc, veya pozitif bir geometri seçin Kesmenin başlangıcında ilerlemeyi azaltın

35 Kaynak: 1. Modern Talaşlı İmalatın Esasları, Prof. Dr. Cemal Çakır, Nobel Yayın 2. Sandvik coromant