İmal Usulleri 2. Fatih ALİBEYOĞLU -2-

Transkript

1 İmal Usulleri 2 Fatih ALİBEYOĞLU -2-

2 Giriş 1.Tornalama ve ilgili işlemler 2.Delme ve ilgili işlemler 3.Frezeleme 4.Talaş kaldırma merkezleri ve Tornalama merkezleri 5.Diğer talaş kaldırma yöntemleri 6.Yüksek hızlı talaş kaldırma İstenen parça geometrisinin oluşturulması için mekanik olarak malzeme uzaklaştıran kesici bir takım kullanılan malzeme uzaklaştırma yöntemi En yaygın uygulamaları: metal parçaları şekillendirmek için Yüksek doğruluk ve kesinlikte geometrik özellikler sağlama ve parça geometrilerinin düzeltilmesi kapasitesi bakımından tüm imalat yöntemlerinin en uygunu Döküm de geniş bir şekil yelpazesini oluşturabilir, ancak doğruluk ve kesinlik bakımından talaş kaldırmadan geridir

3 Giriş Talaşlı işleme çeşitli geometrilere ve özelliklere sahip parçaları işleme kabiliyetinde olduğu için tüm imal usulleri arasında en çok yönlü ve hassas olanıdır. Talaşlı işleme ile işlenen parçalar dönen veya dönmeyen olmak üzere sınıflandırılabilir. Her bir talaşlı işleme operasyonu iki faktöre bağlı olarak kendine has bir geometri üretir: (1) iş parçası ve kesme takım arasındaki göreceli hareketler, Üretme parça geometrisi, kesici takımın ilerleme yolu tarafından belirlenir (2) kesici takımın şekli. Şekillendirme parça geometrisi, kesici takımın şekli tarafından belirlenir.

4 Giriş İşlenen parçalar a) dönen veya b) dönmeyen (burada blok ve düz parçalar gösterilmiştir) olarak sınıflandırılır.

5 Giriş Talaşlı işlemede şekil oluşturma: (a) düz tornalama, (b) konik tornalama, (c) kontur tornalama, (d) düz frezeleme ve (e) profil frezeleme. Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

6 Giriş Talaş işlemede şekil meydana getirmek için şekillendirme: (a) Şekil (form) tornalama, (b) delik delme ve (c) tığ çekme.

7 Giriş

8 Tornalama Dönen bir parçadan bir silindir üretmek üzere malzeme kaldıran tek uçlu kesici takım (kalem) Torna olarak adlandırılan bir tezgah üzerinde yapılır Bir torna tezgahında yapılan tornalama işlem türleri: (a) alın tornalama, (b) konik tornalama, (c) kontur tornalama, (d) şekil tornalaması, (e) pah kırma, (f) kesme (ayırma), (g) diş açma, (h) delik büyütme, (i) delik delme ve (j) tırtıl çekme. Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

9 Tornalama

10 Tornalama

11 Tornalama

12 Motorlu Torna

13 İş parçası tutturma yöntemleri Tornada iş parçası tutmak için kullanılan dört yöntem: (a) bir kanca kullanarak iş parçasını merkezler arasına yerleştirmek, (b) üç ağızlı ayna, (c) pens ve d) silindirik olmayan iş parçaları için düz ayna

14 İş parçası tutturma yöntemleri

15 Torna Tezgahları Motorlu tornalara ek olarak, çeşitli fonksiyonları yerine getirmek veya tornalama sürecini otomatikleştirmek için başka tornalama makinaları da geliştirilmiştir. Bu makinalar arasında, Takımhane Tornası, Hızlı Torna, Döner Başlıklı Torna, Aynalı Torna, Otomatik Vida Makinası, Ve Nümerik Kontrollü Torna.

16 Diğer Tornalar ve Torna Makineleri Taret Torna Tezgahı Gezer punta, altı adet takım tutan taret ile yer değiştirmiştir Takımlar taretin işaretlenmesiyle hızlı şekilde eyleme geçer Takım tutucusu, dört takımı tutmak için dört kenarlı taret ile yer değiştirmiştir Uygulamaları: parçada belirli bir kesme sırası gerektiren yüksek üretim işler Kavrama Makinesi Parçayı tutmak için içinde kavrama kullanır Gezer punto yoktur; bu sayede parçaların merkezler arasına yerleştirilmesi gerekmez Kesici takım hareketleri, otomatik olarak kontrol edilir Operatörün işi: parçayı takmak ve çıkarmaktır Uygulamaları: kısa, hafif parçalar

17 Diğer Tornalar ve Torna Makineleri Çubuk Makinesi Kavrama makinasına benzer ancak uzun çubukları ayna içinden besleyebilmek için kolet yerine kavrama bulunur Talaş kaldırma çevriminin sonunda bir kesme işlemi yeni parçayı ayırır Yüksek seviyede otomatikleştirilmiştir (diğer adı: Otomatik çubuk makinası) Uygulamaları: dönen parçalarda yüksek verimlilik Otomatik Vida Makinesi Otomatik çubuk makinasına benzer ancak daha küçüktür Uygulamaları: vidalar ve benzeri hırdavat parçalarının çok sayıda hızlı üretimi

18 a) Altı iş milli otomatik çubuk işleme tezgâhında üretilmiş örnek bir parça; ve (b) bu parçayı üretmek için gereken operasyon sırası:

19 Delik Büyütme Makineleri Borlama da denir. Borlama ve tornalama arasındaki fark: Borlama, mevcut bir deliğin iç çapı üzerinde gerçekleştirilir Tornalama, mevcut bir silindirin dış çapı üzerinde gerçekleştirilir Borlama, bir iç tornalama işlemidir Borlama makinaları Yatay ve dikey makina kafasının dönme ekseninin yönünü ifade eder

20 Delik Büyütme

21 Delme (Matkaplama) Parçada yuvarlak bir delik oluşturur Mevcut bir deliği sadece genişleten borlama ile karıştırılmamalıdır. Kesici takımlar matkap olarak adlandırılır Makina takımı: matkap presi

22 Delik Delme Raybalama: Bir deliği hafifçe genişletmek ve çapında daha iyi bir tolerans değeri ve yüzey kalitesi elde etmek için kullanılır. Diş Çekme: Mevcut deliğe iç diş açmak için kullanılan bir yöntemdir.

23 Delme Silindirik Havşa Açma: çapı büyük deliğin çapı küçük deliği takip etmesiyle oluşan kademeli delik açma işidir. Konik Havşa Açma: Delikteki kademe koni şeklindedir.

24 Delme Merkezleme (Puntalama): Ön delik delme olarak da adlandırılır. Bundan sonra yapılacak delik delme işleminin yerini belirlemek için yapılır. Kesici takımı punta matkabı olarak adlandırılır. Alın Frezeleme (Düzeltme): Frezelemeye benzer iş parçası üzerinde belirli bölgede düz işlenmiş yüzey elde etmeyi sağlar.

25 Matkap Tezgahları Döşeme üzerinde duran dikey matkap presi Tezgah matkapı da buna benzer ancak daha küçüktür ve tezgaha veya bir masaya yerleştirilir

26 Matkap Tezgahları Matkaplamada parça tutma, aşağıdaki yollardan herhangi biriyle yapılabilir: Mengene iki çeneli genel amaçlı parça tutucu Fikstür genellikle belirli parçalar için tasarlanmış parça tutucu aparat Delme jig i fikstüre benzer ancak delme sırasında takımın kılavuzlanmasını sağlar Büyük Parçalar İçin Tasarlanmış Radyal Matkap Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

27 Frezeleme Parçanın, çoklu kesici kenarları olan bir kesici takıma doğru ilerlediği talaş kaldırma yöntemi Dönen takım ekseni ilerlemeye dikeydir Düz bir yüzey oluşturur Çakı yolu veya şeklini değiştirerek başka geometriler de oluşturulabilir Diğer faktörler ve terimler: Kesintili kesme işlemi Kesici takım, freze çakısı olarak adlandırılır; kesme kenarlarına ise diş denir Makine, freze tezgahı olarak adlandırılır

28 Frezeleme Kenar frezeleme Çakı ekseni talaş kaldırılan yüzeye paraleldir Kesme kenarları bıçak çevresinin dışındadır Alın frezeleme Çakı ekseni, frezelenen yüzey eksenine diktir Kesme kenarları bıçağın hem uç ve hem de dış çevresi üzerindedir

29 Kenar Frezeleme Kütük(Vals) Frezeleme Kanal Açma Çakı genişliğinin, parçanın her iki tarafından dışarı taştığı, temel yüzey frezeleme şekli Çakı genişliği, içinde bir kanal oluşturduğu parça genişliğinden daha küçüktür

30 Kenar Frezeleme Yan Frezeleme Çifte Frezeleme Freze çakısı iş parçasının sadece bir yanını işler Yan frezeleme ile aynıdır iş parçasının iki yanı aynı anda kesilir

31 Frezeleme Biçimleme Frezesi Freze çakısı iş parçasına açılacak kanalın şeklini belirleyen özel profile sahiptir

32 Frezeleme Yukarı Frezelemenin dezavantajları: Üretilen yüzey kalitesi biraz dalgalı olur Yağlama zordur. Kesme kuvveti iş parçasını kaldırmaya zorladığından güçlü bir fikstür İhtiyacı. Sonuçta titreşim fazladır. Takım daha kısa ömürlüdür. Aşağı Frezelemenin üstünlükleri Kesici takım kısa sürede körelmez. İnce malzeme işlemek daha kolay. Sürtünme nedeniyle oluşan ısı az Daha pürüzsüz bir yüzey. Yağlama kolay Daha az makina gücüne gereksinim vardır. Aşağı Frezelemenin dezavantajları: Boşluklu hata nedeniyle titreşim.bu nedenle, sadece Backlash eliminator ile donanmış rijit makinalar için uygun.

33 Alın Frezeleme Geleneksel Alın Frezeleme Kısmi Alın Frezeleme Bıçak, parçanın her iki yüzeyine temas eder Freze çakısı iş parçasının sadece bir yanından dışarı sarkar

34 Alın Frezeleme Parmak (uç) frezeleme Profil Frezeleme Kesici çapı parça genişliğinden daha küçüktür ve bu sayede parça içinde bir kanal oluşur Düz parçanın dış yüzeyinin kesildiği, bir uç frezeleme türü

35 Alın Frezeleme Cep Frezeleme Yüzey Şekillendirme (Konturlama) Düz parçalarda sığ boşlukların frezelenmesinde kullanılan diğer bir uç frezeleme türü Bilye uçlu çakı, üç boyutlu bir yüzey şekli oluşturmak üzere, dar aralıklarda bir eğri hat üzerinde ileri geri hareket eder Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

36 Freze Tezgahı

37 Freze Tezgahı

38 Freze Tezgahı

39 İşleme Merkezleri ve Tornalama Merkezleri Bir işleme merkezini konvansiyonel takım tezgahından ayıran ve onu çok daha verimli yapan özellikler Tek kurulumda birden fazla operasyon. Otomatik Takım Değiştirme. Palet mekikleri. Otomatik iş parçası konumlandırma.

40 İşleme Merkezleri ve Tornalama Merkezleri

41 Diğer Talaşlı İşlem Operasyonları Vargelleme ve Planyalama Benzer işlemler Her ikisi de parçaya göre lineer hareket eden tek kesici uçlu bir kesici takım kullanır Her iki işlemde de, düz, yassı bir yüzey elde edilir Aralıklı kesme Takım parçaya girdiğinde darbeli yüklemeye maruz kalır Başlama-durma hareketi nedeniyle düşük kesme hızları Tipik takımlar: yüksek hız çeliğinden tek uçlu takımlar

42 Vargelleme ve Planyalama

43 Vargelleme ve Planyalama

44 Tığ Çekme(Broşlama) Üstünlükleri: İyi yüzey kalitesi Dar toleranslar Değişik parça şekilleri işlenebilir Kesici takım broş olarak adlandırılır Karmaşıklığına ve çoğu kez basit şekilli geometriye sahip olmasına rağmen, takım oluşturma pahalıdır

45 Tığ Çekme(Broşlama) Bir deliğin iç yüzeyine uygulanır Strokun başlangıcında broş u sokabilmek için parçada bir başlangıç deliğinin olması gerekir

46 Testere İle Kesme Parçada, birbirine yakın yerleştirilmiş bir seri dişten oluşan bir takım tarafından dar bir yarık oluşturulur Takım, Testere bıçağı olarak adlandırılır Yaygın uygulamaları: Bir parçayı iki parçaya ayırır Parçanın istenmeyen kısımlarını keserek uzaklaştırır Kollu Testere İle Kesme Şerit Testereleme Dairesel Testere İle Kesme

47 Testere İle Kesme motorlu kollu testere şerit testere dairesel testere

48 Özel Geometriler İçin Talaşlı İşleme Operasyonları Vida Dişleri

49 Özel Geometriler İçin Talaşlı İşleme Operasyonları Form Frezeleme Dişliler

50 Özel Geometriler İçin Talaşlı İşleme Operasyonları : Dişliler

51 Özel Geometriler İçin Talaşlı İşleme Operasyonları : Dişliler Dişli Tığ Çekme Tığ çekme işlemiyle dişli oluşturma yöntemidir. İnce İşleme Operasyonları Metal dişlilerin bazılarına çalışma koşullarından ötürü ısıl işlem uygulanır. Bu ısıl işlem neticesinde yüzeyde çarpılmalar oluşabilir. Hem bunu gidermek için hem de daha iyi bir yüzey elde etmek için çeşitli ince işleme operasyonları uygulanır. Dişli Tıraşlama Dişli Ezme

52 Yüksek Hızlı Talaş Kaldırma(HSM) Geleneksel talaş kaldırma işlemlerinde kullanılanlara göre çok daha yüksek hızlarda kesme Talaşlı işlemenin tarihi boyunca temel eğilim, kesme hızlarının sürekli daha yüksek değere çıkarılması olmuştur Günümüzde daha hızlı üretim, daha kısa işlem süreleri ve daha düşük maliyete yönelik potansiyeli nedeniyle HSM tekrar güncel hale gelmiştir

53 HSM Tanımları DN oranı = Maksimum ayna hızı (dev/dak) ile ayna boşluğu çapının (mm) çarpılması Yüksek hızlı talaş kaldırma için, tipik DN oranı 500,000 ile 1,000,000 arasındadır Daha küçük ayna boşluklarına göre daha düşük dönüş hızlarında çalışsalar dahi, HSM işlemleri aralığında olacak daha büyük çaplı ayna boşluklarına izin verirler hp/ dev/dak oranı = BG nin maksimum ayna hızına oranı Geleneksel tezgah takımları genellikle HSM ile donatılmışlara oranla daha yüksek hp/ dev/dak oranına sahiptir Geleneksel talaş kaldırma ile HSM arasındaki ayırıcı çizgi, hp/ dev/dak civarındadır Bu nedenle, HSM, dev/dak ( hp/ dev/dak ) da dönebilen 15 hp aynalara sahiptir

54 Yüksek Hızlı Talaş Kaldırma Koşulları Vurgulama: Daha yüksek üretim hızları Daha kısa sökme takma süreleri Ayna hızlarının fonksiyonlarının artımı Önemli kesme dışı faktörler: Çabuk enine hızlar Otomatik takım değişimi(automatic tool changes) Yüksek dev/dak için tasarlanmış özel yataklar Yüksek ilerleme hızları kapasitesi (örn., 50 m/dak) CNC hareketi, eksik paso veya fazla paso takım yolundan kaçınmak üzere, öne bakış ile kontrol eder Dengelenmiş kesme takımları, takım tutucular ve aynalar, titreşimi en aza indirir Soğutucu akışkan, geleneksel talaş kaldırmaya göre daha yüksek basınçlar sağlayan sistemler oluşturur Talaş kontrolü ve uzaklaştırma sistemleri, çok daha büyük metal kaldırma hızları mevcuttur

55 Yüksek Hızlı Talaş Kaldırma Uygulamaları Uçak endüstrisi, büyük alüminyum bloklardan büyük çerçeve bileşenlerinin talaşlı işlenmesi Çoğunlukla freze tezgahıyla daha fazla metal uzaklaştırma Otomotiv, bilgisayar ve tıbbi bileşenleri imal etmek üzere, alüminyum üzerinde çoklu talaş kaldırma işlemleri Çabuk takım değişimleri ve takım yolu kontrolü önemlidir Kalıp ve takım endüstrisi Sert malzemelerden karmaşık geometrilerin imalatı

56 TALAŞLI İMALAT TEORİSİ Kaynaklar Üretim Yöntemleri Doç.Dr.Murat VURAL (İTÜ Makina Fakültesi) Principles of Modern Manufacturing- Mikell P. Groover