BÖLÜM 23 KESİCİ TAKIM TEKNOLOJİSİ

Transkript

1 BÖLÜM 23 KESİCİ TAKIM TEKNOLOJİSİ Talaş kaldırma esnasında ortaya çıkan yüksek kuvvetler ve sıcaklıklar kesici takımı oldukça zorlayıcı düzeydedir. Eğer kuvvetler çok yüksekse takım kırılabilir. Eğer sıcaklık çok yükselirse takım ömrü kısa sürer. Bunların ikisi kabul edilebilir düzeyde tutulsa bile, bu seferde yavaş bir aşınmayla takım ömrünü tamamlar. Kesici takım teknolojisinin iki yönü vardır: takım malzemesi ve takım geometrisi. İlki yüksek kuvvet ve sıcaklık altında aşınmaya karşı dirençli malzeme geliştirme çalışmalarıyla ilgilidir. İkincisi ise belli bir işlem ve belli bir takım malzemesi için takım geometrisinin en uygun hale getirilmesiyle ilgilenir TAKIM ÖMRÜ İlk paragrafta bahsedilen kesici takımın ömrünü tamamlaması sonucunu doğuran 3 neden arasında en tercih edileni yavaş aşınmadır. Çünkü bu durum takım ömrünün en uzun olduğu durumdur. Ömrünü tamamlamış bir takımla gerçekleştirilen talaş kaldırma işlemi (a) enerji tüketimini artırır, tezgahı zorlar, (b) iş parçasının yüzey kalitesini çok olumsuz etkiler, (c) boyutsal hassasiyet ve tolerans değerleri sağlanamaz. O nedenle takım kesici kenarının dikkatli bir şekilde izlenmesi ve gerektiğinde geciktirilmeden kesici ucun değiştirilmesi gerekir. Takım Aşınması Aşınma kesici takımın iki bölgesinde meydana gelir: talaş yüzeyi (rake face) ve yan yüzey (flank). Talaş yüzeyindeki aşınmaya krater aşınması (crater wear), diğerine yanal yüzey aşınması (flank wear) denir (Şekil 23.1). Şekil 23.1 Aşınmış takım Krater aşınması, Şekil 23.2(a), talaş yüzeyinde bir oyuk şeklinde ortaya çıkar ve talaşla talaş yüzeyi arasındaki sürtünmeden kaynaklanır. Takım-talaş ara yüzeyindeki yüksek gerilmeler ve sıcaklıklar krater aşınmasının nedenidir. Krater aşınması talaş yüzeyinde indiği derinlikle veya kapladığı alanla ölçülür. Yanal yüzey aşınması, Şekil 23.2(b), boşluk açısının

2 (Bölüm 21) verildiği yan yüzeyde ortaya çıkar. Talaş kaldırıldığında ortaya çıkan iş parçasının yeni yüzeyiyle, yan yüzeyin kesici kenara yakın kısımları arasındaki sürtünmeden kaynaklanır. Yanal yüzey aşınması aşınan kısmın (wear band) derinliğiyle ölçülür. Şekil 23.2 (a) Krater aşınması, (b) Yanal yüzey aşınması Yanal yüzey aşınma bölgesinin en dip kısmındaki ince ve derin bir şekilde aşınma haline çentik aşınması adı verilir. Bu bölge kesici kenarın, iş parçasının orijinal yüzeyine denk gelen kısmıdır. Genellikle (tavlanarak yumuşatılmış malzemeler hariç) tüm malzemelerin dış yüzeyi iç kısımlardan daha serttir. Bunun nedenleri arasında soğuk plastik şekil verme işlemleri, döküm parçalarda dış yüzeyin daha çabuk soğuması, döküm sonrası yüzeyin kumlanması sayılabilir. Dış yüzeyin daha sert olması sonucunda çentik aşınması ortaya çıkar. Yanal yüzey aşınma bölgesinin diğer ucunda ise burun aşınması görülür. Bunun nedeni burun kısmının yardımcı kesici kenar olarak karşı yüzeyden talaş kaldırmasıdır.

3 5 farklı çeşit aşınma nedeni vardır: Kazınma (abrasion): İş parçasındaki sert küçük parçacıklar (örn: karbürler) talaş kaldırma esnasında takımı kazıyarak hem krater hem de yanal yüzey aşınmasına neden olurlar. Yanal yüzey aşınmasının başlıca nedeni budur. Yapışma (adhesion): İki metal yüksek basınç ve sıcaklık altında birbiriyle temas edince yapışma veya kaynama olur. Bu durum özellikle talaşla takımın talaş yüzeyi arasında söz konusu olur. Yapışma talaş yüzeyinden küçük parçacıkların kopmasına neden olur. Krater aşınmasının başlıca sebeplerinden biridir. Yayınım (difusion): Takım-talaş ara yüzeyinde atomların yer değiştirmesiyle gerçekleşir. Takımın talaş yüzeyi sertleşmeyi sağlayan element atomlarını kaybedince yumuşar. Bunun sonucunda kazınma ve yapışma artar. Yayınım, krater aşınmasının en önde gelen sebebidir. Kimyasal tepkimeler: Talaş kaldırma esnasında ortaya çıkan yüksek sıcaklıklar, takımın talaş yüzeyinde kimyasal tepkimelere, özellikle oksitlenmeye neden olur. Oksitlenen tabaka talaş tarafından kolayca yüzeyden uzaklaştırılır ve yüzey tekrar oksitlenir. Böylece oksitlenme sürekli devam ederek krater aşınmasını ilerletir. Plastik şekil değiştirme: Yüksek sıcaklıklar kesici kenarın kolayca plastik deformasyona uğrayarak körleşmesine neden olur. Bu da kazınmanın artmasına yol açar. Özellikle yanal yüzey aşınmasını artırıcı etkisi vardır. Bu aşınma çeşitlerinin tümü yüksek kesme hızları ve sıcaklıklarda etkilerini daha da artırırlar. Özellikle yayınım ve kimyasal tepkime Taylor Takım Ömrü Eşitliği Şekil 23.3 te takım aşınmasıyla işlem süresi arasındaki ilişki görülmektedir. Her ne kadar bu grafik yanal yüzey aşınmasını ele almışsa da krater aşınması için de benzer bir ilşki söz konusudur. Şekil 23.3 Yanal yüzey aşınması-işlem süresi ilişkisi Artan iş parçası sertliği, kesme hızı, ilerleme ve kesme derinliği bu eğrinin dikleşmesine neden olur. Şekil 23.4 artan kesme hızının eğriye olan etkisini göstermektedir.

4 Şekil 23.4 Kesme hızının yanal yüzey aşınmasına etkisi Takım ömrü takımın tamamen kullanılamaz hale gelinceye kadar geçen süre olarak tanımlanmasının bazı sakıncaları vardır (boyutsal hassasiyet, yüzey kalitesi vs.). Onun yerine takım ömrü, takım aşınması belli bir düzeye gelinceye kadar geçen süre olarak tanımlanır. Şekil 22.4 te gösterildiği gibi yanal yüzey aşınması düzeyi için belli bir kriter konur, örn 0.5 mm. Farklı kesme hızlarındaki eğriler 0.5 mm değerine ulaştığında takım, ömrünü tamamlamış demektir. Belli bir kesme hızındaki kesişme noktasının yatay eksendeki karşılığı, o kesme hızındaki takım ömrünü ifade eder. Eğer farklı hızlardaki takım ömürleri kesme hızı ve takım ömrünün doğal logaritma halinde ifade edildiği eksen takımında işaretlenip bu noktalar birleştirilirse ortaya bir doğru çıkar, Şekil Şekil 23.5 Kesme hızı ve takım ömrünün doğal logaritma halindeki grafiği Bu ilişki 1900 lerin başında F.W.Taylor tarafından tespit edildi. Taylor, Şekil 23.5 teki doğrusal ilişki Taylor takım ömrü eşitliği olarak anılan bir eşitlikle ifade etti: V T V: kesme hızı (m/dak), T. Takım ömrü (dak). n C

5 n ve C ise ilerleme, kesme derinliği, iş parçası malzemesi, takım malzemesi ve kullanılan takım ömrü kriterine bağlı sabitlerdir. Taylor eşitliği kısaca kesme hızı arttıkça, takım ömrünün azaldığını ifade eder. n sabiti Şekil 23.5 teki doğrunun eğimidir, C sabiti ise doğrunun kesme hızı eksenini kestiği noktadaki hız değeridir. Yani 1 dakika ömre karşılık gelen kesme hızıdır. Bu eşitlikteki tek sıkıntı eşitliğin sol tarafıyla sağ tarafındaki birimlerin uyuşmazlığıdır. Bu uyuşmazlığı gidermek için eşitliğin sağ tarafına da zaman teriminin dahil edilmesi gerekir: V T n C T n ref Bu eşitlikte T ref = 1 dak olduğundan aslında bir önceki eşitlikle aynı sonucu verir. Örnek 1 Şekil 22.5 teki eğri için n ve C sabitlerini belirleyiniz. İki bilinmeyen belirleneceğine göre, eğri üstündeki herhangi iki nokta ele alınarak çözüme ulaşılabilir. V = 160 m/dak, T = 5 dak noktasıyla; V = 100 m/dak, T = 41 dak noktasını ele alalım n C n C Bu durumda: n n Bu eşitliğin logaritması alınırsa: log160 n log 5 log100 n log 41 n = Bu n değeri ilk iki eşitlikten herhangi birinde yerine konulursa: C = İŞLENEBİLİRLİK (MACHINABILITY) İşlenebilirlik talaş kaldırma kolaylığını ifade eder. İşlenebilirliği ifade etmek için farklı kriterler kullanılabilir: 1) Takım ömrü 2) Kuvvetler ve enerji sarfiyatı 3) Elde edilen yüzey kalitesi 4) Maliyet Bunlar arasında en çok başvurulan takım ömrüdür. Kataloglarda verilen işlenebilirlik değerleri tamamen takım ömrünü esas alır. Farklı malzemelerin işlenebilirlikleri belli bir kesici takımla 60 dak takım ömrünün elde edildiği kesme hızının büyüklüğüne göre kıyaslanır.

6 Örnek 2 İki malzemeden biri için Taylor eşitliği VT 0.28 =350, diğeri içinse VT 0.27 =440 şeklindedir. Bu iki malzemenin işlenebilirliklerini kıyaslayınız. Önce her iki malzeme içim 60 dak takım ömrünün hangi kesme hızında elde edildiği belirlenir: 1. malzeme: V 60 = 350/ V 60 = 111 m/dak 2. malzeme: V 60 = 440/ V 60 = 146 m/dak İkini malzemenin işenebilirliği daha iyidir. Aşağıdaki tabloda bu tanıma göre elde edilen işlenebilirlik dereceleri (machinability rating, MR)verilmiştir. B1112 otomat çeliği temel malzeme olarak ele alındığından onun işlenebilirlik derecesi 1 şeklinde tanımlanmıştır. Diğer malzemelerin işlenebilirlik dereceleri B1112 çeliğine kıyasla daha iyiyse 1 den büyük, daha kötüyse 1 den küçük değerle ifade edilmiştir. Tablo 23.1 İşlenebilirlik dereceleri B1112: temel malzeme İşlenebilirliği etkileyen faktörler: İşlenebilirlik malzeme özelliklerine göre değişir. Genel olarak sertlik ve mukavemetin artması işlenebilirliği düşürür. Diğer yandan çok yumuşak ve sünek malzemelerde kesme işlemi yüzey pürüzlülüğü ve sürekli talaş nedeniyle ortaya çıkan büyük talaş kütlesi nedeniyle zor olabilir. Örneğin düşük karbonlu çeliklerde bu problem görülebilir. Böyle bir durumda

7 çelik soğuk plastik şekil verme işlemine tabii tutulup biraz sertleştirildikten sonra talaş kaldırılır. Kimyasal bileşiminde işlenebilirlik üzerinde önemli etkisi vardır. Örn çeliklerde C oranı arttıkça sertlik ve mukavemet artar ve işlenebilirlik azalır. Cr, Mo, W, V, Ti gibi alaşım elementleri çelik içindeki C la birleşerek sert karbürlerin oluşmasına neden olur ve çeliğin işlenebilirliğini olumsuz etkiler. Ni ve Mn gibi alaşım elementleri hem sertliği ve mukavemeti, hem de tokluğu artırarak, çeliğin işlenebilirliğini düşürürler. Diğer yandan kurşun, kükürt ve fosfor gibi elementler çeliğe katıldığında, talaşla takım arasındaki sürtünme katsayısını azaltarak işlenebilirliği artırırlar. Bu üç alaşım elementinden birini veya daha fazlasını içeren çeliklere bu nedenle otomat çeliği (free machining steels) adı verilir TAKIM MALZEMELERİ Kesici takımlarda önem taşıyan 3 tane malzeme özelliği vardır: Tokluk: Çatlak ve kırılmaya karşı dayanımlı olması, Sıcak sertlik: Yüksek sıcaklıklarda sertliğini kaybetmemesi, Aşınma direnci: Sertliğin yüksek olması sadece kazınma şeklindeki aşınmaya karşı direnci ifade eder. Takımın bunun dışındaki aşınma mekanizmalarına (yayınım, yapışma, kimyasal tepkimeler) karşı da dirençli olması gerekir. Kesici takım malzemeleri bu özelliklere değişen oranlarda sahiptirler. Belli başlı kesici takım malzemeleri: Yüksek hız çeliği ve onun öncülleri olan yalın karbon ve düşük alaşımlı çelikler, Kobalt esaslı takımlar, Sinterlenmiş karbürler, sermetler ve kaplamalı karbürler, Seramikler, Yapay elmas ve kübik bor nitrür Tablo 23.2 de bu takım malzemelerinin sertlik ve mukavemet değerleri verilmiştir. Şekil 23.6 da ise farklı takım malzemelerinde sertliğin sıcaklıkla değişimi görülöektedir. Tablo 23.2 Takım malzemelerinin sertlik ve mukavemet değerleri Malzeme Sertlik Eğilme Mukavemeti (MPa) Yalın karbon çeliği 60 HRC 5200 Yüksek hız çeliği 65 HRC 4100 Kobalt alaşımı 65 HRC 2250 Sinterlenmiş karbür Düşük Co içerikli 93 HRA, 1800 HK 1400 Yüksek Co içerikli 90 HRA, 1700 HK 2400 Sermet (TiC) 2400 HK 1700 Alümina (Al 2 O 3 ) 2100 HK 400 Kübik bor nitrür 5000 HK 700 Yapay elmas 6000 HK 1000 Doğal elmas 8000 HK 1500

8 Eğilme mukavemeti gevrek malzemeler için aynı zamanda tokluğun da bir göstergesidir. Şekil 23.6 Farklı kesici takım malzemelerinin sıcak sertlik grafiği Tablo 23.3 de ise çelik ve çelik-dışı malzemelerin kesiminde farklı kesici takım malzemeleri için Taylor eşitliğindeki n ve C katsayıları verilmiştir. Tablo 23.3 Takım malzemelerinin n ve C sabitleri C (m/dak) Takım malzemesi n Çelik kesme Çelik-dışı malzeme kesme Yalın karbon çeliği Yüksek Hız Çeliği Sinterlenmiş karbür Sermet Kaplamalı karbür Seramik Bu tablodaki değerler kesme derinliğinin d=2.5mm, ilerlemenin f=0.25 mm/dev olduğu şartlarda elde edilmiştir. Çelik-dışı malzemeler alüminyum, pirinç, dökme demir gibi kesilmesi kolay malzemelerdir. Çelik kesme değerleri yumuşak çelik kesme ile elde edilmiştir. Sertleştirilmiş çelikler için geçerliliği yoktur. Tablo 23.4 farklı kesici takım malzemeleri için uygun kesme hızlarını vermektedir.

9 Tablo23.4 Kesme hızı (m/dak) Takım Malzemesi Kullanıma girdiği yıl Çelik kesme Çelik-dışı malzeme kesme Yalın karbon çeliği 1800 ler <5 <10 Yüksek Hız Çeliği Kobalt alaşımları Sinterlenmiş karbür (WC) Sermet (TiC) Seramik (Al 2 O 3 ) Yapay elmas Kübik bor nitrür Kaplamalı karbürler Bu takım malzemeleri içinde en yaygı şekilde kullanılanlar yüksek hız çeliği ve karbürlerdir (~%90). Yüksek Hız Çeliği (High Speed Steel) ve Öncülleri Yüksek hız çelikleri geliştirilmeden önce, yalın karbon çelikleri kullanılmaktaydı. Günümüzde ise pek kullanılmamaktadırlar. Yalın karbon çelikleri uygun bir ısıl işlemle yüksek sertliğe çıkarılabilir (60 HRC). Ancak sıcak sertlikleri iyi değildir. Talaş kaldırma esnasında ortaya çıkan yüksek ısı, bu sertliği azaltır. Yüksek alaşımlı çelik grubuna giren yüksek hız çelikleri ise yüksek sıcaklıklarda da sertliklerini koruyabilmektedirler. İki çeşit yüksek hız çeliği vardır: 1) T tipi (tungsten içerikli), 2) M tipi (molibden içerikli). Yüksek hız çeliklerinde V ve Cr gibi diğer alaşım elementleri de vardır. T-tipi yüksek hız çeliklerinin en yaygını olan kodlu çelik %18 W, %4 Cr ve %1 V içerir. Yüksek hız çeliklerinin sıcak sertliğini artırmak için Co takviyesi yapılır. Karbon oranı da % arasındadır. Günümüzde yüksek hız çeliklerinden çok daha yüksek hızlarda talaş kaldırabilecek takım malzemeleri geliştirilmiş olmasına rağmen, yüksek hız çelikleri hala en yaygın şekilde kullanılan takım malzemesidir. Bunun nedeni 1) maliyetin düşük olması, 2) karmaşık geometriye sahip matkap, freze çakısı, broş takımı gibi takımların diğer takım malzemelerinden üretilmesinin çok zor olmasıdır. Yüksek hız çeliklerinin sertliği, karbürler ve diğer yeni kesici takım malzemeleri kadar yüksek değildir ama tokluğu hepsinden üstündür. Aşınmaya dayanıklı ve sert ince bir film tabakayla (TiC) kaplanarak kesme performansları daha iyi hale getirilebilir. Kobalt Alaşımları Yaklaşık olarak %40-50 Co, %25-35 Cr ve %15-20 W içerirler. Grafit kalıp içine dökülüp şekillendirildikten sonra, taşlanarak son boyutlarına getirilir ve keskinleştirilirler. Sertlikleri YHÇ nden yüksek, karbürlerden düşüktür. Tokluları ise YHÇ nden düşük, karbürlerden

10 yüksektir. Çelik ve çelik dışı metal alaşımların ve plastik, grafit gibi metal olmayan malzemelerin kesilmesinde kullanılabilirler. Sinterlenmiş karbürlerin geliştirilmesinden sonra, kobalt alaşımı kesici takımların kullanılmasından vazgeçilmiştir. Sinterlenmiş Karbürler, Sermet ve Kaplamalı Karbürler Sinterlenmiş karbürler, WC esaslı malzemelerdir. Toz metalurji yöntemiyle üretilirler. Bağlayıcı madde olarak Co kullanılır. İki çeşit sinterlenmiş karbür vardır: 1) Sadece WC ve Co içerirler. Çelik kesmede kullanılamazlar. Çelik kesilirken çok hızlı krater aşınması oluşur. Bu takımlar gri dökme demir, alüminyum, pirinç, bakır, magnezyum ve titanyum kesmede kullanılırlar. 2) WC ve Co ın yanı sıra TiC ve TaC içerirler (TiC+TaC %10-25). TiC ve TaC takviyesi krater aşınmasını yavaşlattığı için bu takımlar paslanmaz dahil her türlü çeliğin kesilmesinde kullanılabilirler. Sermet takımlar TiC, TiN ve TiCN esaslı olup, bağlayıcı madde olarak Ni veya Mo kullanılır. Sermetler daha çok çelik ve dökme demirlerden ince talaş kaldırmada kullanılırlar. Karbürlere kıyasla daha yüksek hızlarda ve daha düşük ilerleme değerlerinde talaş kaldırılır. Kaplamalı karbürler, karbür takımların üzerine aşınmaya dayanıklı, düşük sürtünme katsayısına sahip ince bir film tabaka ( m) halinde TiC, TiN, TiCN, Al 2 O 3 gibi malzemelerin kaplanmasıyla elde edilir. İlk önceleri tek katmanlı kaplama kullanılırken, günümüzde çok katmanlı kaplamalar kullanılmaktadır. Karbürlerin kesme performansını önemli ölçüde artırarak daha yüksek hızlarda talaş kaldırmayı mümkün hale getirirler. Kaplamalı karbürler dökme demir ve çeliklerde kullanılır. Demir-dışı malzemelerde ise krom karbür, zirkonyum nitrür ve yapay elmas gibi kaplama malzemeleri kullanılır. Kaplama teknolojisi sadece karbürlere değil diğer kesici takım malzemelerine de uygulanabilir. Seramikler İki çeşit seramik takım malzemesi vardır: 1) Alüminyum oksit (Al 2 O 3 ), 2) Silisyum nitrür (Si 3 N 4 ) Alüminyum oksit takımlar çelik ve dökme demirlerin yüksek hızlarda kesilmesinde kullanılır. Sertleştirilmiş çeliklerden ince talaş kaldırmada da kullanılırlar. Sıcak sertlikleri çok iyidir, toklukları çok düşüktür. Bu nedenle ağır kesintili talaş kaldırma işlemleri için (kaba frezeleme) uygun değildirler. Çabuk kırılırlar. Alüminyum oksit geleneksel talaş kaldırma işlemlerinin yanı sıra, taşlarda da aşındırıcı parçacık olarak kullanılırlar. Silisyum nitrür esaslı seramik kesiciler ise gri dökme demir ve demir-dışı malzemelerde kulanılır. Yapay Elmas ve Kübik Bor Nitrür Yapay elmas ince elmas parçacıklarının yüksek basınç ve sıcaklık altında sinterlenmesiyle elde edilir. Bu nedenle çok kristalli elmas (polycrystalline diamond) olarak da anılır. Sinterleme sonucunda her parçacık ayrı bir tane haline gelir. Her tanenin kristal eksen doğrultularının farklı olması, yapay elmasın, tek kristalli gerçek elmastan daha tok olmasını sağlar. Kendi başına bir kesici takım malzemesi olarak kullanılabileceği gibi, diğer takım malzemeleri üzerine kaplama malzemesi olarak da uygulanabilir. Demir-dışı metallerin ve grafit, tahta gibi metal-dışı malzemelerin yüksek hızlarda kesilmesinde kullanılırlar. Yüksek kimyasal ilgililik nedeniyle çelik, dökme demir ve nikel esaslı alaşımlarda kullanılmazlar. Kübik bor nitrür, elmastan sonra en yüksek sertliğe sahip takım malzemesidir. Demir ve nikele karşı kimyasal ilgililiği olmadığı için, demir ve nikel içerikli malzemelerde yüksek

11 kesme hızlarında başarıyla kullanılabilirler. Her iki takım malzemesi de çok pahalıdır. Bu nedenle çok gerekmediği sürece kullanılmazlar TAKIM GEOMETRİSİ Tek Uçlu Takım Geometrisi Şekil 23.7 Tek uçlu takım geometirisi Talaş Açısı (rake angle): Yan talaş açısı ( s ) ve arka talaş açısı ( b ) birlikte talaşın akış yönünü belirlerler. Ayrıca kesme kuvveti üzerinde önemli etkileri vardır (özellikle yan talaş açısı). Talaş açısı küçüldükçe kesme kuvveti ve dolayısıyla enerji sarfiyatı artar. Talaş açısının artması takımın yüke maruz kalan kesit alanının azalmasına neden olur. HSS takımlarda tokluk yüksek olduğu için bu durum sıkıntı oluşturmaz. Bu nedenle HSS takımlarda talaş açısı 5 o -20 o aralığında alınabilir. Diğer kesici takımların ise toklukları düşük olduğundan yük binen takım kesit alanının küçük olması istenmez. Bu yüzden küçük talaş açıları önerilir hatta seramikler gibi çok gevrek malzemelerde talaş açısının negatif olması gerekir. Karbür takımlar için (-5)-(+10) aralığında, seramikler içinse (-15)-(-5) aralığında talaş açısı değerleri önerilir. Boşluk açısı (relief angle): Ön (end) ve yan olmak üzere iki tane boşluk açısı vardır. Bu açılar takım yan yüzeyini tanımlar. İş parçası yüzeyiyle takım arasındaki sürtünmeyi önlemek için gereklidir. Kesici Kenar Açısı (side cutting edge angle): Takım iş parçasına girerken maruz kalacağı ani darbelerin etkisini azaltmak için gereklidir. Yardımcı Kenar Açısı (end cutting edge angle): Yeni oluşan iş parçası yüzeyiyle takım

12 arasındaki sürtünmeyi azaltmak için gereklidir. Burun radyusu: Kesici kenarı güçlendirir. İş parçasının yüzey kalitesini etkiler. Küçük burun radyusu iş parçası yüzeyinin daha pürüzlü olmasına neden olur. Ayrıca burun radyusu azaldıkça itme (ilerleme) kuvveti büyür. Talaş Kırıcılar Sürekli talaş oluşumu takım ömrü ve iş parçası yüzey kalitesi bakımından tercih edilen bir durum olsa da, tezgah operatörü ve tezgah açısından sıkıntıya sebep olur. Bu nedenle kalkan talaşın kırılması için kesici takıma talaş kırmaya uygun bir geometri verilir. İki çeşit talaş kırıcı vardır: 1) oluk tipi talaş kırıcı, 2) çıkıntı tipi talaş kırıcı. Talaş kırıcılar kalkan talaşın normalden daha fazla kıvrılmasını sağlayarak kırılmasına sebep olurlar. Şekil 23.8 Talaş kırıcı; (a) oluk tipi, (b) çıkıntı tipi Takma Uçlar (Inserts) HSS takımlar tek parça halinde sapıyla beraber imal edilir. Kesici uç geometrisi taşlamayla kolaylıkla verilebilir. Karbürler ve seramikler gibi daha yeni takım malzemeleri ise hem daha pahalı hem de şekillendirilmesi zor olduğu için küçük takma uçlar şeklinde imal edilir ve sert lehim veya vidayla katere (toolholder) bağlanır, Şekil Talaş açısı katere belli bir eğim verilerek sağlanır. Şekil 23.9 (a) tek parça kesici takım (HSS), (b) sert lehimle bağlanmış takma uç ve kater, (c) mengene ile bağlama

13 Takma uçlar farklı şekillerde olabilir: yuvarlak, kare, baklava, altı kenarlı, üçgen, (Şekil Şekil Farklı geometrilerde takma uçlar Takma uçlar genellikle gevrek malzemelerden yapıldığı için kesici kenarın çok keskin olması çatlama, kırılma gibi problemlere yol açar. Bu nedenle bu tip uçların kesici kenarları radyus, pah veya eğik yüzey verilerek özellikle biraz kütleştirilir. Çok Kenarlı Takım Geometrisi Şekil (a) radyus, (b) pah, (c) eğik yüzey, (d) keskin kenar Frezeleme ve delik delme gibi kesici takımın belli bir devirde dönerek talaş kaldırdığı işlemlerde çok kenarlı kesici takımlar kullanılır. Bunun dışında broş takımı gibi doğrusal hareketle talaş kaldıran takımlar da çok kenarlıdır. Delik delme işlemlerinde genellikle spiral matkap kullanılır (twist drill), Şekil Şekil Spiral matkap Matkap ucunda iki tane kesici kenar vardır. Bu kenarlar arasında kaldırılan talaşın dışarı çıkmasını sağlayan iki tane helisel kanal (flutes) vardır. Kanalların matkap ekseniyle yaptığı açıya helis açısı denir. Genellikle 30 o civarındadır. Bu kanallar arasındaki et kalınlığına

14 çekirdek ya da öz (web) adı verilir. Matkabın uygulanan kuvvetlere karşı dayanımını bu çekirdek sağlar. Örneğin delik delme esnasında ilerleme kuvvetini bu çekirdek taşır. Matkabın mukavemeti tamamen bu çekirdeğin kalınlığına (web thickness) bağlıdır. Matkabın uç kısmı koniktir. Kesici kenarlar bu konik kısımdadır. İki kesici kenarı birbirine bağlayan kenara uç kenar (chisel edge) denir. Helisel kanalın kesici kenara komşu olan kısmına talaş yüzeyi adı verilir, çünkü talaş kalktıktan sonra bu yüzeye sürtünür. Spiral matkaplar genellikle yüksek hız çeliğinden üretilir. Sonra yüzey sertleştirme ısıl işlemine tabii tutulur. Freze çakıları tek parça veya kater+takma uç kombinasyonu şeklinde olabilir. Şekil Çevresel frezeleme çakısı Şekil Alın frezeleme çakısı Broş takımı ard arda gelen kesici kenarlardan oluşur. Her kenar bir adım daha aşağıdadır. Böylece, örn iç broşlamada delik genişletmek mümkün olur.

15 Şekil Broş takımı 23.5 KESME SIVILARI Çeşitli sıvılarla kesme bölgesinin soğutulması ve/veya yağlanması kesici takım performansını önemli ölçüde iyileştirir. Kesme sıvılarının faydaları: 1. Talaş, takım ve iş parçası arasındaki sürtünmeyi azaltır. 2. Kesme bölgesindeki sıcaklığı azaltır. 3. Kalkan talaşı uzaklaştırır. 4. Yüzey kalitesini iyileştirir. 5. Enerji sarfiyatını azaltır. 6. Takım ömrünü artırır. 7. Yığma kenar oluşumunu engeller. Kesme sıvıları su veya yağ esaslı çözeltilerdir. Etkilerini artırmak için çeşitli katkı maddeleri eklenir. Bazı durumlarda kesme sıvısı yerine su buharı, CO 2 ve basınçlı hava gibi gazlarda kullanılabilir Bazı belli başlı malzemeler için kullanılan kesme sıvıları: 1. Dökme demir: basınçlı hava, yağ 2. Alüminyum: gazyağı, yağ, soda. 3. Pirinç: parafin yağı, yağ bileşikleri 4. Çelik: su-yağ emulsiyonu, kükürtlü yağ, mineral yağı.