T.C. DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ Simav Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü KALIPÇI FREZE TEZGÂHININ OTOMATİK İLERLEME TERTİBATININ MODİFİKASYONU

Transkript

1 i T.C. DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ Simav Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü KALIPÇI FREZE TEZGÂHININ OTOMATİK İLERLEME TERTİBATININ MODİFİKASYONU Ömer TOPSAKAL Hüdaver BOZ Mustafa PERÇİN Samet YAMAN Nedret ŞENÖZ Danışman Öğr. Grv. İsmail KÖKTÜRK SİMAV Haziran 2011

2 ii ÖZET Büyük hareketler ve kuvvetlerle küçük iģler yapılabildiği gibi bazen de küçük hareketlerle büyük iģler yapılabilir. Bu iģler üretim ve tüketim piyasasında hem zaman hem de ekonomik olarak küçümsenmeyecek kadar avantaj sağlamaktadır. Ġnsan gücü ile yapılan iģler; geliģen teknoloji ve imkânlarla, az zamanda az kuvvetle çok iģ Ģeklinde yapılabilmektedir. Modifikasyonu gerçekleģtirilen otomatik ilerleme tertibatı da, insan gücünün yerine mekanik gücün baskın hale getirilmesi amacını taģımaktadır. Böylelikle zamanın ve insan gücünün tasarrufu sağlanmaktadır.

3 iii TEŞEKKÜR Tez çalıģmalarımız esnasında bize yardımlarını esirgemeyen değerli danıģmanımız Öğr. Gör. Ġsmail KÖKTÜRK e, bilgilerini bizimle paylaģan Yrd. Doç. Dr. Alaattin KAÇAL ve Doç. Dr. Muammer GAVAS hocalarımıza, maddi manevi desteklerini bizlerden esirgemeyen ailelerimize ve biz Teknik Öğretmen adaylarının en iyi Ģekilde yetiģmesi için gayret sarf eden tüm fakülte hocalarımıza teģekkürlerimizi sunarız.

4 iv İÇİNDEKİLER ÖZET... i TEġEKKÜR... iii ĠÇĠNDEKĠLER... iv ġekġller... vi 1. GĠRĠġ FREZECĠLĠK Frezeciliğin Tanımı ve Özellikleri Frezeciliğin Makine Yapımındaki Yeri ve Önemi Frezeleme ĠĢlemleri Frezeleme ĠĢleminde KarĢılaĢılan Problemler ve Çözüm Yolları TitreĢim Boyutsal hassasiyetin azalması veya boyut kontrolünün kaybı Hızlı takım körelmesi Kötü yüzey bitirme Takımın parçaya batması ĠĢ parçasının sıvanması Takım yanması Takım diģlerinin kırılması Modern Frezecilik GÜÇ ĠLETĠM SĠSTEMLERĠ Sınıflandırılması: KayıĢ kasnak mekanizmaları Genel ifadeler KayıĢ malzemesi Kasnaklar Zincir mekanizmaları Genel ifadeler ve özellikleri Zincir diģli çarklar Kaplinler ve kavramalar Genel ifadeler Kaplinler ve özellikleri DiĢli çarklar... 17

5 v DiĢli çarkların genel tanımı ve çeģitleri Silindirik düz diģli çarkın tanımı ve kullanıldığı yerler: Kremayer diģlinin tanımı ve kullanıldığı yerler Silindirik helis diģli çarkın tanımı ve kullanıldığı yerler Helis diģli çarkın düz diģli çarka olan üstünlükleri KONĠK DĠġLĠ ÇARKLAR Konik DiĢli Çarkın Tanımı ve Mil Konumlarına Göre Kullanıldığı Yerler Konik DiĢli Çarkların Kullanıldığı Yerler Konik DiĢlilerin ÇalıĢma Pozisyonları Dik ÇalıĢan Konik DiĢli Çarklar Ġçten ÇalıĢan Konik DiĢli Çarklar DıĢtan ÇalıĢan Konik DiĢli Çarklar Konik DiĢli Çarkı OluĢturan Elemanların Tanımı ve Formülleri Konik DiĢli Çarlarda DiĢ Üzerindeki Elemanların Gösterilmesi Konik DiĢli Çark Elemanlarının Gösterilmesi Konik DiĢli Çark Elemanlarının Sembollerle Gösterilmesi Konik DiĢli Çark Elemanlarının Hesaplanmasında Kullanılan Formüller DĠġLĠ ÇARKLAR VE ĠMALAT SÜREÇLERĠ Form Freze Ġle DiĢ Açma Yuvarlanma Yöntemi DĠġLĠ ÇARKLARIN MALZEMLERĠ VE BOZULMA ġekġllerġ KONTROL VE OTOMATĠK KONTROL Kontrol ve Otomatik Kontrol Tekniğinin Esasları SONUÇ VE ÖNERĠLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMĠġLER EKLER

6 vi ŞEKİLLER ġekil 2.1 Freze tezgâhları... 2 ġekil 2.2 Frezeleme iģlemleri... 4 ġekil de üretilen freze tezgâhları... 8 ġekil 2.4 Otomatik ilerleme tertibatlı freze tezgâhı... 9 ġekil 2.5 MIT'nin ürettiği ilk NC freze tezgâhı ġekil 2.6 Modern freze tezgâhı (CNC) ġekil 3.1 Güç aktarma sistemleri ġekil 3.2 KayıĢ kasnak mekanizması ġekil 3.3 Zincir diģli çarklar ġekil 3.4 Hareket ve güç iletiminde kullanılan zincir örnekleri ġekil 3.5 Eksenleri paralel olan ve eksenleri kesiģen diģli çarklar ġekil 3.6 Mil eksenleri ayrı olan diģli çarklar ġekil 3.7 Ġçten ve dıģtan çalıģan diģliler ġekil 3.8 Silindirik helis diģli çarklar ġekil 3.9 DiĢli çeģitleri ġekil 3.10 Araçlarda kullanılan hız kutusu ġekil 4.1 DiĢleri düz ve helis konik diģli çark ġekil 4.2 DiĢ tiplerine göre konik diģli çarklar ġekil 4.3 Diferansiyel kutusunda kullanılan konik diģli çarklar ġekil 4.4 Eksenleri dik çalıģan konik diģli çarklar ġekil 4.5 Dik çalıģan konik diģli çarklar ġekil 4.6 Eksenleri 90 den büyük olan konik diģli çarklar ġekil 4.7 Eksenleri 90 den büyük konik diģli çarklar ġekil 4.8 Eksenleri arası açı 90 den küçük konik diģli çarklar ġekil 4.9 DıĢtan çalıģan konik diģli ġekil 4.10 DiĢ üzerindeki elemanlar ġekil 4.11 Konik DiĢli Çark Elemanlar ġekil 4.12 Konik diģli çark elemanlarının sembollerle gösterilmesi ġekil 4.13 Frezelenecek düz konik diģli çark elemanlarına ait formüller ġekil 5.1 Modül freze numaraları ġekil 5.2 DiĢ Profilleri... 32

7 vii ġekil 5.3 Form freze ile diģ açma ġekil 5.4 Özel kesici takımlar ġekil 5.5 Yuvarlama yönteminin esası ġekil 5.6 Kremayer ve azdırma yöntemi ġekil 5.7 Azdırma freze takımları a. DP, b. Modül, c.zincir, d.triger ġekil 5.8 Fellow yöntemi ile açılan diģliler ve kullanılan kesiciler ġekil 5.9 Düzlem freze çakıları ve tek freze çakıları ġekil 6.1 DiĢli çarklarda kuvvetler ve zorlanmalar ġekil 6.2 DiĢli çarklarda bozulmalar ġekil 7.1 Mekanik otomat kontrol örneği ġekil 7.2 Rijit kontrol ve çok iģlemli sistemler... 41

8 1 1. GİRİŞ Makine sektöründe kullanılan freze tezgâhları ile birçok parça kısa zamanda üretilebilmektedir. Bu iģlemde zamanın kısaltılabilmesi için; önceleri mekanik sistemle tablaya ilerleme hareketi verilmiģ, ardından tezgâhlara yardımcı aksesuarlar takmak suretiyle yani otomatik ilerleme tertibatlarıyla, iģleme zamanı kısaltılmaya çalıģılmıģtır. Ġkinci dünya savaģından sonra uçak parçalarının olduğundan daha seri iģlenebilmesi için NC tezgâhı geliģtirilmiģtir. NC üzerinde yapılan çalıģmalar neticesinde CNC tezgâhları üretilmiģtir. Bu çalıģmada freze tezgâhlarından bahsedilip, otomatik ilerleme tertibatının içindeki diģli sisteminin de yer aldığı aktarma sistemleri anlatıldı ardından konik diģli sistemleri ve konik diģlinin imalat yöntemlerine yer verilip imalat süreci açıklanmıģtır.

9 2 2. FREZECİLİK 2.1. Frezeciliğin Tanımı ve Özellikleri Endüstride gereken imalatın yapılabilmesi için, birçok iģ tezgâhları ve kesiciler kullanılır. Bunlardan freze tezgâhları; kesme hareketi takımın kendi ekseni etrafında dönmesi ve parçanın ilerleme hareketi yapması ile gerçekleģen iģlemdir. Frezeleme iģlemi, freze denilen tezgâhlarda yapılır. Freze tezgâhları, takımı taģıyan ve malafa denilen elemanın konumuna göre yatay (Ģekil 2.1. a,b,c) ve dikey (Ģekil 2.1. d,e ) freze olarak iki gruba ayrılabilirler. ġekil 2.1 Freze tezgâhları Yatay freze; Temel plaka, hız ve ilerleme diģli mekanizmalarını taģıyan kolon, tabla gövdesi ve parçayı taģıyan tabla gibi ana elemanlardan meydana gelir. Malafayı desteklemek için gövdeye bağlı bir konsol da bulunur. Malafa tezgâhın ana miline bağlıdır. Motordan alınan dönme hareketi, vites kutusunu ana mile ve buradan malafaya verilir böylece takımın dönmesi sağlanır.

10 3 Ġlerleme hareketi elde edebilmek için; vites kutusundan alınan hareket, ilerleme vites kutusundan kardan miline ve buradan tablaya bağlı olan sonsuz vida mekanizmasına ulaģtırılır. Sonsuz vida mekanizması yardımıyla dönme hareketi öteleme hareketine dönüģtürülür ve tablanın parça ile hareketi sağlanır. Bağlantı halinde bulunan vites kutuları, dönme ile ilerleme hareketi arasında bir uyum sağlar. Takımın tam bir dönme hareketine karģılık parça belirli bir ilerleme hareketi yapar. Kesme derinliği ayar hareketi elle veya mekanik olarak tablanın yukarı aģağı hareketi ile gerçekleģir. Ayrıca yine ayar hareketi olarak tabla, tabla gövdesi üzerinde enine hareket (kolona yaklaģma ve uzaklaģma) yapabilmektedir. Yatay freze tezgâhında silindirik freze kullanılır. Dikey frezenin (Ģekil 1. d,e) yatay frezelere göre farkı malafanın dikey olmasından ileri gelmektedir. Alın frezeler için elveriģli olan bu tezgâhlarda malafanın dönme ve tablanın ilerleme hareketi aynı Ģekilde sağlanır [1]. Birçok durumda freze tezgâhları dik baģlık tespit edilebilecek Ģekilde yapılır. Takımı taģıyan bu baģlık, eğik duruma da getirilebilir bu tip tezgâhlara üniversal freze denir Frezeciliğin Makine Yapımındaki Yeri ve Önemi Ġlk freze tezgâhı, 1818 yılları dolaylarında tasarlanmıģtır. Bugün endüstrinin amaçlarına göre pek çok freze tezgâhları vardır. Özellikle üniversal baģlık, bölme aygıtı, eksantrik baģlıkla, kopya tertibatları gibi ilave aparatlarla çeģitli iģlerin yapılmasına olanak sağlayan bir tezgâh olarak endüstride geniģ yer tutar. Son zamanlarda, baģlığı dik ve yatay hareket eden köprü tipi düģey frezeler yapılmıģtır. Frezelerle; fabrikalardaki normal ağır iģlerden, atölyelerdeki özel ve en ilginç olanlara kadar her türlü parça yapılabilir. GerçekleĢtirilen çeģitli iģler bakımından yararlılığı ile freze tezgâhı diğer iģ tezgâhları arasında sadece torna tezgâhları ile bir tutulabilir.

11 4 En modern tezgâhların bile karıģık yapılarına karģın ayarlanmaları, az bir zamanda ve az bir gayret ile yapılabilir. Ġstenen kalite ve miktarda olmak üzere çeģitli iģlere kolaylıkla uymaları nedeniyle çok verimlidir [2]. GeliĢen tezgâh teknolojisiyle CNC (Computer Numeric Control) tezgâhları sanayide hızla yaygınlaģmaya baģlamasına rağmen, mekanik kontrollü tezgâhlar halen; kullanım kolaylığı ve düģük bakım maliyetleriyle, önemini korumaktadır Frezeleme İşlemleri ġekil 2.2 Frezeleme iģlemleri Freze takımları çok çeģitli olmalarına rağmen sapsız (delikli) (Ģekil 2.2. a,b,c,d,e) ve saplı olmak üzere iki gruba ayrılabilirler. Sapsız frezeler silindirik (Ģekil 2.2. a,b) veya disk (Ģekil 2.2. c,d) Ģeklinde olabilirler.

12 5 Yöntem olarak çevresel (Ģekil 2.2. a) ve alın (Ģekil 2.2. b) frezeleme olmak üzere iki yöntem vardır. Her iki yöntemde kullanılan takımlar silindirik olmakla beraber çevresel frezeleme, diģleri yan yüzeyde bulunan silindirik freze; alın frezeleme diģleri alın yüzeyde bulunan alın freze ile gerçekleģir [1]. Freze tezgâhına uygun kesicinin bağlanmasıyla; yüzey frezeleme iģlemleri, çeģitli kanallar(kama kanalları, t kanalı vb.), pocket (cep boģaltma) iģlemleri, çeģitli delik (kör veya boydan boya) delme iģlemleri, klavuz çekme iģlemi, çeģitli formlardaki yüzeyler, diģli çark üretimi, gibi iģlemler yapılabilmektedir Frezeleme İşleminde Karşılaşılan Problemler ve Çözüm Yolları Titreşim Muhtemel sebepler; 1.Makine takım tutucusu, iģ parçası bağlantısında ve milde yetersiz rijitlik. 2.Çok büyük kesme kuvveti. 3.Kör takım kullanımı. 4.Yetersiz yağlama. 5.Düz diģli takım. 6.Sürtünme, yetersiz parçayı kurtarma mesafesi. 7.Çok büyük radyal çıkıģ. Çözüm yolları; 1.Daha büyük millerin kullanılmalıdır. 2.Besleme miktarının azaltılması ve iģ parçası ile aynı anda temas eden diģ sayısının azaltılması. 3.Takım bileme veya değiģtirme. 4.Yağlayıcının kesme zonunu tamamen ıslatmasını sağlamak. 5.Helis takım kullanımı. 6. Takım açısının kontrolü [3].

13 Boyutsal hassasiyetin azalması veya boyut kontrolünün kaybı Muhtemel sebepler; 1.Ötelenmeye sebep olan yüksek kesme kuvveti. 2.TalaĢ toplanması. 3.Parça değiģtirme esnasında talaģın tamamen temizlenmemesi. Çözüm yolları; 1.Parça ile aynı anda temas eden diģ sayısının azaltılması. 2.TalaĢlı iģlem sıvısının diģler arasındaki talaģı uzaklaģtıracak Ģekilde uygulanması Hızlı takım körelmesi Muhtemel sebepler; 1.Çok büyük kesme kuvveti. 2.Yetersiz soğutucu. Çözüm yolları; 1.Parça ile temas halindeki diģ sayısının azaltılması. 2.Soğutucuya harmanlama yağı ilavesi [3] Kötü yüzey bitirme Muhtemel sebepler; 1.Yüksek miktarda besleme. 2.KörelmiĢ takım kullanımı. 3.DüĢük kesme hızı. 4.Takımın diģ sayısının yetersizliği Çözüm yolları; 1.Bütün diģlerin aynı yükseklikte olup olmadığını kontrol ediniz [3].

14 Takımın parçaya batması Muhtemel sebepler; 1.Çok büyük radyal çıkıģ. 2.Çok büyük talaģ açısı. 3.Uygun olmayan kesme hızı. Çözüm yolları; ĠĢ parçasının ötelenmesinin önlenmesi [3] İş parçasının sıvanması Muhtemel sebepler; 1.Hafif kesme. 2.Yetersiz radyal çıkıģ. 3.Büyük alan geniģliği. Çözüm yolları; Büyük besleme miktarı ve takım bileme [3] Takım yanması Muhtemel sebepler; 1.Yetersiz yağlayıcı. 2.Çok yüksek kesme hızı. Çözüm yolları; 1.sülfür esaslı yağ ilavesi. 2.Kesme hızının azaltılması ve soğutucunun takım ve kesme zonunu tamamen ıslatmasının sağlanması [3].

15 Takım dişlerinin kırılması Muhtemel sebepler; 1.Çok yüksek besleme miktarı Çözüm yolları; DüĢük miktarda besleme, çok sayıda diģe sahip takım kullanımı ve tabla besleme miktarının azaltılması [3] Modern Frezecilik Ġlk yatay freze tezgâhı, 1818 de Amerika da Eli Whitney tarafından yapılmıģtır. GeliĢtirilen bu takım tezgâhları sadece özel ürünlerin üretiminde rol oynamayıp endüstri devriminin temelini oluģturan birçok makinenin yapımında büyük rol oynamıģtır [2]. (ġekil 2.3). ġekil de üretilen freze tezgâhları

16 9 19. yüzyılın sonlarında Frederic TAYLOR un kesici takımlar üzerinde yaptığı çalıģmalar sonunda ortaya çıkan kesici takım, tezgâhların geliģmesini de beraberinde getirmiģtir. Ġlk üretilen tezgâhlarda ki tabla hareketleri tamamen operatör faktörüyle çalıģmakta ve ürün iģleme süresi uzun olmakta, iģleme süresine bağlı olarak parça maliyeti de yüksek olmaktaydı. Maliyetin azaltılmasında ilk adım tezgâh tabla hareketlerinin diģli çark sistemleriyle otomatikleģmesi oldu. Bazı tezgâhlara ise otomatik ilerleme tertibatları (Ģekil 2.4.)takılarak seri üretimde ilk adımlar atılmıģ oldu. ġekil 2.4 Otomatik ilerleme tertibatlı freze tezgâhı Ġkinci dünya savaģından sonra A.B.D. hava kuvvetlerinin ihtiyacı olan kompleks uçak parçalarının üretilebilmesi için nümerik kontrol (NC) fikri ortaya atılmıģtır. Bu tip karmaģık geometrili hassas parçaların, klasik tip tezgâhlarla üretilmesi yavaģ ve kalitesiz olmaktaydı. Bunun için MIT(Massachusetts Institute of Technology) çalıģmaları neticesinde 1952 yılında ilk olarak CINCINATTI freze tezgâhı (Ģekil 2.5.) numerik kontrol ile teçhiz edilerek bu alandaki ilk baģarılı çalıģma gerçekleģmiģtir [4].

17 10 ġekil 2.5 MIT'nin ürettiği ilk NC freze tezgâhı Ġlk kuģak NC takım tezgâhlarında kullanılan elektronik malzemeler hacim olarak çok yer kapladığı ve bunların sık sık tamir edilmeleri gerekiyordu. Elektronik alanındaki geliģmelerle beraber daha kullanıģlı devrelerin kullanılmaya baģlamasıyla oluģan mikro iģlemci teknolojisinin oluģturulmasıyla, programların delikli Ģerit olarak saklanması yerine hafızada saklanması mümkün hale geldi. Bu geliģmeklerle beraber CNC (Ģekil 2.6.) (Computer Numerical Control) yani BSD (Bilgisayarlı Sayısal Denetim) tezgâhları üretilmiģtir [4]. ġekil 2.6 Modern freze tezgâhı (CNC)

18 11 CNC ile birlikte, bilyeli cıvata mekanizmaları takım tezgâhların ve sistemlerin ortaya çıkması büyük bir önem kazanmıģtır. Bu sistemler ilerleme motoru ile birlikte bir bütün oluģturmaktadır. CNC sistemlerde motor, servomotor yani cnc dilinde yazılan bir programa göre hızını değiģtiren motor Ģeklinde yapılmaktadır. Bu durumda tüm sistem otomatik olarak bu programa göre çalıģır. CNC freze tezgâhlarının tamamının sağladığı en önemli ve birincil fayda, otomasyona imkân tanımasıdır. CNC tezgâhların kullanılması suretiyle iģ parçalarının imalatı esnasında operatörün müdahalesi en aza indirilmekte veya tamamı ile ortadan kaldırılmaktadır. Çoğu CNC takım tezgâhları parça iģlemesi esnasında dıģarıdan bir müdahale olmadan çalıģabilmekte, böylece operatörün yapacağı diğer iģler için zaman bulmasına imkân sağlamaktadır. Bu CNC freze sahibine, operatör hatalarının azaltılması, insan hatasından kaynaklanan kayıpların en aza indirilmesi, iģleme zamanının önceden ve tam olarak tespit edilmesi gibi faydalar sağlar. Makine programı kontrolü altında çalıģıyor olacağından, konvansiyonel takım tezgâhında aynı parçaları imal eden bir usta ile kıyaslandığında, CNC operatörünün temel iģleme tecrübesi ile ilgili olan beceri seviyesi oldukça azaltılmaktadır. CNC teknolojisinin ikinci temel faydası, iģ parçalarının hassas ve devamlı aynı ölçüde çıkmasıdır. Günümüzün CNC freze tezgâhları, inanılması güç olan tekrarlama ve pozisyonlama hassasiyeti değerlerine sahiptir. Bu ise program kontrol edildikten sonra, iki, on veya bin adet iģ parçasının da aynı hassasiyet ve ölçü tamlığında elde edilebilmesini sağlamaktadır. CNC tezgâhların büyük bir bölümünde sunulan üçüncü önemli fayda esnekliktir. Bu makineler program vasıtasıyla çalıģtığından, bir baģka iģ parçasının iģlemeye alınıp elde edilmesi diğer makinelere oranla kıyaslanamayacak kadar bir hızda yerine getirilmektedir. Bir parça programı test edilip, iģlemeye geçildikten sonra bir program ile parça iģlenip yine eski programa dönmek gerektiği durumda, program kayıtlı olduğundan geçiģ iģlemi sadece bağlama aparatının hazırlanmasından baģka bir Ģey olmamaktadır. Bu sonuçta parçadan parçaya geçiģ süresinin en hızlı zamanda olması gibi bir baģka fayda da sağlamaktadır [5].

19 12 3. GÜÇ İLETİM SİSTEMLERİ Makine endüstrisinde gücün ve hareketin aktarımı çok önemli yer tutmaktadır. BaĢlı baģına bir tasarım ve imalat unsuru olan güç ve hareket iletim sistemleri, çalıģma eksenleri açısından sabit ve hareketli olmak üzere iki baģlıkta sınıflandırabiliriz. Sabit uygulamalar, gücün ve hareketin aktarıldığı sistemde dönel kuvvet olan millerin eksenlerinin birbirlerine göre hareketin sabit olduğu veya olmadığı (düz diģli çarklar, konik diģliler, kayıģ kasnak mekanizmaları vb.). Hareketli olanlar ise millerin çalıģma eksenlerinin çalıģma anında değiģebildiği (üniversal mafsallar gibi) sistemlerdir. ġekil 3.1.a da verildiği gibi sabit eksenli uygulamalarda millerin eksenleri çalıģma esnasında açısal olarak değiģmez veya değiģim varsa bu değiģim Ģekil 3.1.b de verildiği gibi hep aynı yörünge üzerinde sınırlı biçimde olur. ġekil 3.1.c de verilen hareketli sistemlerde ise, giriģ ve çıkıģ eksenlerinin değiģebilirliği temel prensiptir [6]. (a) Sabit eksenli (b) Kısıtlı eksenli (c) Hareketli eksenli uygulama ġekil 3.1 Güç aktarma sistemleri 3.1.Sınıflandırılması: KayıĢ kasnak mekanizmaları Zincir mekanizmaları Kaplinler ve kavramalar DiĢli çarklar

20 Kayış kasnak mekanizmaları Genel ifadeler KayıĢ kasnak mekanizmasında hareket, döndüren ve döndürülen kasnaklara sarılan (ġekil 3.2.) ve oldukça esnek olan bir kayıģın yardımıyla sağlanır; Hareketin iletilmesinde kayıģ ile kasnak arasındaki sürtünme önemli yer oynar. Mekanizmanın BaĢlıca Üstünlükleri: Basit olmaları nedeniyle, diğer mekanizmalara göre oldukça ucuz bir konstrüksiyon oluģturur. Birbirinden uzakta bulunan iki mil arasında güç ve hareket iletilebilir. KayıĢ elastik bir malzemeden yapılmıģ olduğundan, darbeleri karģılama ve sönümleme kabiliyeti büyüktür. Ani yük büyümelerini iletemez; bu nedenle bir emniyet elemanı olarak çalıģır. KayıĢ ile kasnak arasındaki kısmi kaymalardan dolayı tam ve sabit bir çevrim oranı sağlanamaz. Hareket iletimi için kayıģın kasnak üzerine bastırılması gerekir. Bu basma kuvvetinin etkisi altında miller ve yataklar diģli çark ve zincir mekanizmalarına göre daha büyük zorlamalara maruz kalırlar. KayıĢta zamanla bir gevģeme meydana geldiğinden, mekanizmanın bir gerdirme tertibatı ile donatılması gerekir. ġekil 3.2 KayıĢ kasnak mekanizması

21 Kayış malzemesi Mekanizmanın önemli bir elemanı olan kayıģ Ģu özelliklere sahip olmalıdır: -Bükülme kabiliyeti ve yüksek bir çekme mukavemeti. -Uygun bir ömür ve yorulma mukavemeti -DüĢük maliyet fiyatı [7] Kasnaklar Ġki mil arasında kayıģlar vasıtasıyla güç ve hareket nakleden makine elemanları. Kullanılan kayıģ Ģekline göre kasnak Ģekilleri değiģir. Düz kayıģ kasnakları ve V kayıģ kasnakları yaygın Ģekilleridir. Kasnaklar yaygın olarak çelik, dökme demir ve çinkodan yapılır. Düz kayıģ kasnaklarının küçük çaplı ve kolay sökülüp takılabilenleri tek parçalı, zor sökülüp takılabilenleri ve büyük çaplıları iki parçalı olarak yapılır [7] Zincir mekanizmaları Genel ifadeler ve özellikleri Zincir mekanizmaları (Ģekil 3.3.), diģli çark ile kayıģ kasnak mekanizmaları arasında, ara bir mekanizma olarak kabul edilebilir. DiĢli çarklarda olduğu gibi, burada da hareket Ģekil bağı olarak doğrudan doğruya temas yolu ile iletilir. KayıĢ kasnak mekanizmaları ile benzerliği ise, döndürülen ve döndüren çarkların arasında zincir denilen üçüncü bir elemanın bulunmasından ileri gelir. Zincir Mekanizmalarının Üstünlükleri: -Oldukça uzak mesafelere (8m ye kadar) güç ve hareket iletilmesi, -Bir milden aynı anda birkaç mile hareket iletilmesi, -Ġstenilen çevrim oranının tam olarak sağlanması, -ÇeĢitli ortamlarda (sıcaklık, pislik, toz, rutubet) iyi bir çalıģma kabiliyeti göstermesi, -Oldukça iyi bir verime sahip olması,

22 15 Zincir Mekanizmalarının sınırlılıkları: -Oldukça ağır ve pahalı bir konstrüksiyon oluģturması, -Ġletilen hızın sabit olmaması ve bu nedenle kütlesel kuvvet, darbe ve titreģimlerin oluģmasından dolayı gürültülü olarak çalıģması, -Dikkatli bir montaj ve bakım (iyi bir yağlama) gerektirmesi. -Teknikte zincir, çekme, kaldırma ve hareket iletmek için kullanılmaktadır [7] Zincir dişli çarklar Eksenleri birbirine paralel, aralarındaki mesafenin orta uzaklıkta olduğu bir milden diğer mile zincirler vasıtasıyla ve kayma olmadan hareket ve güç iletmek için kullanılan diģli çarklara zincir diģli çark denir. (ġekil 3.3- ġekil 3.4) [8]. ġekil 3.3 Zincir diģli çarklar Zincirler standart parçalardır ve piyasadan hazır olarak alınır. Zincir diģli çarklar ise amaca uygun seçilmiģ zincirlere göre biçimlendirilerek üretilir.

23 16 ġekil 3.4 Hareket ve güç iletiminde kullanılan zincir örnekleri Kaplinler ve kavramalar Genel ifadeler Genel anlamda irtibat elemanlarının görevi, güç kaynağı olan motor ile iģ makinesi veya döndüren eleman ile döndürülen eleman arasında irtibatı sağlamak ve bu Ģekilde hareketi iletmektir. Mekanik irtibat elemanları olarak pratikte kaplinler ve kavramalar kullanılır. Kaplinlerde irtibat, mekanik bağ ile gerçekleģtirilir. Bu nedenle iki mil arasındaki irtibatı sağlamak veya kesmek, mekanik bağlantı elemanlarının takılıp sökülmesi ile yapılır; bu da ancak döndüren mil dururken mümkündür. Kavramalarda ise irtibat, mekanik veya fiziksel bir olaya (sürtünme olayına) dayanmaktadır; Ģöyle ki döndüren mil döndüğü halde istenildiği zaman irtibat sağlanabilir veya kesilebilir [7].

24 Kaplinler ve özellikleri Kaplinler milleri eksenel yönden birbirine bağlayan elemanlardır. Kaplin tiplerini tayin eden esas özellik, mil eksenleri arasındaki düzgünsüzlüktür [8] Dişli çarklar Dişli çarkların genel tanımı ve çeşitleri Hareket ve güç iletiminde kullanılan, üzerinde eģit aralıklı ve özel profilli girinti ve çıkıntıları bulunan silindirik veya konik yüzeyli elemanlara dişli çark denir. DiĢli çarklar aģağıdaki Ģekilde gruplandırılabilir: * Mil eksenlerine göre Mil eksenleri aynı düzlemde olan diģli çarklar: - Eksenleri paralel olan diģli çarklar: Düz, helis, kremayer ve ok diģli çarklar. (ġekil 3.5.a,b,c,d) - Eksenleri kesiģen diģli çarklar: Konik diģli çarklar. (ġekil 3.5.e) (a) Düz diģli (b) Helis diģli (c) Kremayer diģli (d) Ok diģli (e) Konik diģli ġekil 3.5 Eksenleri paralel olan ve eksenleri kesiģen diģli çarklar

25 18 Mil eksenleri ayrı düzlemlerde olan diģli çarklar: - Helisel diģli çarklar. (ġekil 3.6.a). - Sonsuz vida ve karģılık diģlileri. (ġekil 3.6.b). (a) Helisel diģli çarklar ġekil 3.6 Mil eksenleri ayrı olan diģli çarklar (b) Sonsuz vida ve karģılık diģlileri * Çalışma durumuna göre - DıĢtan çalıģan diģli çarklar. (ġekil 3.7.a) - Ġçten çalıģan diģli çarklar. (ġekil 3.7.b) (a)dıģtan çalıģan ġekil 3.7 Ġçten ve dıģtan çalıģan diģliler (b) Ġçten ÇalıĢan

26 19 * Dişlilerin açıldığı yüzeylere göre - Silindirik yüzeyli diģli çarklar. (ġekil 3.5., 3.6.a, 3.6.b, 3.7.a, 3.7.b.) - Konik yüzeyli diģli çarklar. (ġekil 3.5.e) - Düzlem yüzeyli diģli çarklar. (ġekil 3.5.c.) * Diş profil eğrisine göre - Evolvent eğrili diģli çarklar - Sikloit eğrili diģli çarklar - Zincir diģlileri * Dişli çarkın ölçü sistemine göre - Metrik ölçülü diģli çarklar: Modül esasına göre - Inches ölçülü diģli çarklar: Pitch esasına göre Diametral pitch (çap pitch) Circular pitch (çevre pitch) [8] Silindirik düz dişli çarkın tanımı ve kullanıldığı yerler: Tanımı: Eksenleri paralel olan miller arasında kuvvet ve hareket iletiminde kullanılan, diģleri mil eksenlerine paralel açılmıģ diģlilere düz dişli çark, alın dişli veya silindirik düz dişli çark denir [8]. Kullanıldığı yerler: Düz diģli çarklar genellikle, eksenleri birbirine paralel millerde hareket ve güç iletiminde kullanılır. Eksenler arası mesafenin fazla hassas olmadığı yerlerde rahatlıkla kullanılabilir. Naklettikleri güç, modül, ve gereç cinsine göre değiģir. Hareket halinde hız değiģtirmek için eksenel kayma ile birbirini kavrayabildiğinden çok kullanılır. Eksenel kuvvet olmadığından yataklanma bakımından daha basit konstrüksiyonlar kullanılabilir. Bu diģlilerde çevre hızı m/sn arasında (gereç cinsine göre) alınabilir. DiĢli çarkın imal edileceği malzeme seçildikten sonra, çalıģma durumuna göre aģağıda belirtilen imalat yöntemlerinden birisi seçilir. Dökme Dişler YavaĢ dönen diģli çarklarda ve kaba iģlerde kullanılır. Küçük çaplı ve az güç nakleden diģliler alüminyum, pirinç gibi gereçlerden püskürtme dökümle yapılabilir.

27 20 Freze ile Diş Açma KarĢılıklı çalıģan iki diģli çarkın, diģ profillerinin resimleri çizilip bu eğrilere göre freze çakıları yapılarak diģ açmak mümkündür. Freze çakıları, kuvvet açısı ve açılacak diģ sayısına göre değiģik numaralarda imal edilirler. Modül freze çakıları TS3601 göre standartlaģtırılmıģtır. Yuvarlama Metodu ile Diş Açma Bu metotla açılan diģlerin profillerinin çizilmesi gerekmez. Profili meydana getirecek kremayer diģli Ģeklindeki kesici bir bıçak, önünde hem yuvarlanan hem de dönen diģli çark taslağı üzerinde diģleri meydana getirir. Bu metod, Maag metodu olarak da bilinir. Kremayer diģli Ģeklindeki bıçak yerine, çevresinde kesici diģler bulunan bıçak kullanarak da diģlerin açılması mümkündür. DiĢli ile birlikte dönen bu bıçak aynı zamanda eksenel hareket yapar. Bu metoda da Fellow metodu denir. Şablona Göre Diş Açma Bu metotla diģ açan tezgâhlar, genel olarak eğik ve konik diģli çarkların yapılmasında kullanılır. Bu metotta yapılacak olan diģlinin bir diģlinin eğimi, bir Ģablon üzerine aktarılır. Çakı, bir izleyicinin ucuna bağlanır. Ġzleyicinin hareketi bire bir açılan diģli malzemesinin üzerine aktarılır. Şerit Testere ile Diş Açma Küçük ve orta hızlarda ve ayrıca önemsiz yerlerde kullanılan diģlilerde diģ profilleri yapılacak levha üzerine 1:1 ölçekle çizilir. Daha sonra testere ile kesilerek diģler oluģturulur. Preste kesilerek diş açma Genellikle saat ve sayaç endüstrisinde diģli çarklar, ince Ģerit lamalardan, önceden hazırlanmıģ kesme kalıpları ile preste basılarak oluģturulurlar [8] Kremayer dişlinin tanımı ve kullanıldığı yerler Tanımı: Yarıçapı sonsuz büyüklükte olan ve bir nevi içten teğet diģli gibi kabul edilen diģlilerdir. DiĢler düz bir çubuk üzerine açılır. Bir baģka deyiģle bir diģli çarkın diģ sayısı

28 21 sonsuz kabul edilirse bu diģliye kremayer diģli denir. Kremayer diģli genellikle karģısında küçük bir silindirik diģli ile çalıģır. Bu diģlilere pinyon diģli denir. ÇalıĢma sırasında istenen düzgünlük ve sessizlik için diģlerin düz, helis, ok ve spiral Ģekilde açılması uygundur. Sonuç olarak kremayer diģlinin tanımı; üzerinde düz veya helisel diģler açılmıģ doğrusal çubuklara kremayer diģliler denir. Kullanıldığı yerler Kremayer diģliler, pinyon diģli ile birlikte bir diģli çifti oluģturarak kullanılır. Böylece dairesel hareket doğrusal harekete veya doğrusal hareket dairesel harekete çevrilir. Büyük güç iletiminde en az kuvvet sarf etmek amacı ile kremayer diģli sistemi, sonsuz vida ve karģılık diģlileri ile birlikte kullanılır Silindirik helis dişli çarkın tanımı ve kullanıldığı yerler Tanımı: Eksenleri birbirine yakın olan paralel, dik veya herhangi bir açıda çalıģan millerde hareketi veya kuvveti bir milden diğer mile aktaran, diģleri dönme eksenine paralel olmayan makine elemanlarına helis diģli çark denir (ġekil 3.8). ġekil 3.8 Silindirik helis diģli çarklar ÇeĢitleri Helis diģliler helis yönlerine göre sağ helisli ve sol helisli olmak üzere ikiye ayrılır.(ġekil 3.9.a) Ayrıca helis diģli çarklar, diģlerin; düz (ġekil 3.9.b), eğri (ġekil 3.9.c) biçimli oluģuna göre de sınıflandırılabilir.

29 22 a) Sağ ve sol helisli b) Ok dişli çark c) Eğri dişli helis dişli çarklar dişli çark Şekil 3.9 Dişli çeşitleri Kullanıldığı Yerler: Dönme eksenlerinin paralel, dik veya açılı olduğu millerde ve büyük kuvvetlerin yüksek devirde iletilmesinde kullanılır. ġekil 3.10 da araçların hız kutularında kullanılan helis diģli çarklar görülmektedir. ġekil 3.10 Araçlarda kullanılan hız kutusu Helis dişli çarkın düz dişli çarka olan üstünlükleri - Silindirik helis diģliler birbirlerini düz diģli çarka göre daha kolay kavrar. - Düz diģli çarklara göre daha sessiz çalıģır. - Aynı anda birden fazla diģ kavradığı için daha fazla kuvvet iletmek mümkündür [8].

30 23 4. KONİK DİŞLİ ÇARKLAR 4.1. Konik Dişli Çarkın Tanımı ve Mil Konumlarına Göre Kullanıldığı Yerler Tanımı; diģli çark denir. DiĢleri kesik koni Ģeklindeki parçanın yanal yüzeyine açılmıģ olan çarklara konik ġekil 4.1 DiĢleri düz ve helis konik diģli çark Çeşitleri Konik diģli çarklar, çalıģma sistemlerine göre, dik çalıģan konik diģli çarklar, dıģtan çalıģan konik diģli çarklar ve içten çalıģan konik diģli çarklar olarak sınıflandırılabilir. Konik diģli çarklar, diģlerinin açılıģına göreyse; Ģekil 4.2. de görüldüğü gibi düz konik, eğik konik, spiral konik, evolvent konik, daire yaylı konik ve ok diģli konik olmak üzere de çeģitlere ayrılabilir [8].

31 24 Şekil 4.1 Diş tiplerine göre konik dişli çarklar 4.2. Konik Dişli Çarkların Kullanıldığı Yerler Genellikle kuvvet ve hız aktarmalarının eksenleri, kesiģen miller aracılığı ile yapılan sistemlerde kullanılır. Oldukça büyük kuvvetlerin taģınmasında, kuvvet makinelerinin ve taģıtların diģli kutularında çok kullanılır. AĢağıda diferansiyel kutularında kullanılan düz konik, helisel konik diģliler görülmektedir [8]. ġekil 4.3 Diferansiyel kutusunda kullanılan konik diģli çarklar

32 Konik Dişlilerin Çalışma Pozisyonları Dik Çalışan Konik Dişli Çarklar Konik diģliler, genellikle eksenler arası açısı 90 olan millerde, kuvvet ve hareket iletimi için kullanılır. Bu durumda diģli çarkların eksenleri arası açı da Σ = 90 olur [8]. ġekil 4.4 Eksenleri dik çalıģan konik diģli çarklar ġekil 4.5 Dik çalıģan konik diģli çarklar

33 İçten Çalışan Konik Dişli Çarklar DiĢliler içten çalıģtığı durumda konik diģli çarkların eksenleri arası 90 den büyüktür. ġekil 4.6 Eksenleri 90 den büyük olan konik diģli çarklar ġekil 4.7 Eksenleri 90 den büyük konik diģli çarklar

34 Dıştan Çalışan Konik Dişli Çarklar Bu durumda, konik diģli çarkların eksenleri arası 90 den küçüktür. (ġekil 4.8). ġekil 4.8 Eksenleri arası açı 90 den küçük konik diģli çarklar Eksenler arası açı: Σ = δ1 + δ2 < 90 olur. EĢ diģlilerin diģ sayıları, Z1 ve Z2 ye göre: ġekil 4.9 DıĢtan çalıģan konik diģli

35 Konik Dişli Çarkı Oluşturan Elemanların Tanımı ve Formülleri Ġki düz diģli çark, birbiri üzerinde çalıģırken, çapları bölüm daireleri kadar olan iki silindir beraberce çalıģıyor kabul edilir. Bu silindirlere, temel silindirler adı verilir. Düz diģli çarkların silindirik diģli çarklar olarak isimlendirilmesinin diğer bir sebebi de bu silindirlerin var sayılmasıdır. Konik diģlilerdeyse bu silindirler yerine koniler mevcuttur ve bunlara Temel Koniler adı verilir. Bu konilerin tepe noktaları beraberce çalıģan iki diģli için ortaktır. Burası Koniler Merkezi adını alır. Bu tanım, mil eksenlerinin kesiģmesi halinde geçerlidir. Konik diģli çarkların çizim ve muhtelif kısımlarının isimlendirilmesinde kullanılan terimler ġekil 4.10 ve ġekil 4.11 de açıklanmıģtır. [8] Konik Dişli Çarlarda Diş Üzerindeki Elemanların Gösterilmesi ġekil 4.10 DiĢ üzerindeki elemanlar

36 Konik Dişli Çark Elemanlarının Gösterilmesi ġekil 4.11 Konik DiĢli Çark Elemanlar Konik Dişli Çark Elemanlarının Sembollerle Gösterilmesi ġekil 4.12 Konik diģli çark elemanlarının sembollerle gösterilmesi

37 Konik Dişli Çark Elemanlarının Hesaplanmasında Kullanılan Formüller ġekil 4.13 Frezelenecek düz konik diģli çark elemanlarına ait formüller

38 31 5. DİŞLİ ÇARKLAR VE İMALAT SÜREÇLERİ Hareket ve güç iletimi için en yaygın olarak kullanılan makine elemanları olduğunu daha önceki bölümlerde belirtmiģtik. Yine de imalat süreçlerine değinmeden kısa bir hatırlatma yapmakta fayda var. Hareket ve kuvvet iletimi diģli çarkların üzerindeki, diģler vasıtasıyla gerçekleģir. DiĢler bu nedenle son derece önemlidir. DiĢlerde oluģacak her hangi bir imalat hatası oluģturulan hareket veya kuvvet iletim sisteminin çalıģmamasına neden olacaktır. Bu nedenle imalat süreçleri oldukça dikkatli planlanmakta ve gerçekleģtirilmektedir. Temelde tüm makine elemanları benzer süreçlerden geçerek istenilen formları almaktadırlar. Bu aģamalar; 1.Tasarım aşaması 2.Prototip üretim aşaması 3.Ön kontrol (Deneme) aşaması 4.Seri imalat süreci aşaması Yukarıda yer alan temel aģamalara yer yer ihtiyaca dayalı olarak farklı eklemelerde bulunulabilir. Ancak bu dört temel aģama tüm imalat süreçlerinde yer alması kaçınılmazdır. DiĢli çarkların üretim aģamalarında da yukarıdaki süreçler takip edilir. Üretilecek olan diģli çarkın istenilen hareket ve kuvvet iletimi için uygun diģli sisteminin seçimi yapılır. Ayrıca diģliye ait tüm ölçüler, kesin diģli formüllerle hesaplanmakta ve ardından üretim aģamasına geçilmektedir. Temelde talaģlı imalat aģamaları iki kademede gerçekleģtirilmektedir. Birinci kademede tornalama ile diģliler taslak yani diģ açılmamıģ bir çark haline getirilir. Ardından ikinci kademede diģ açma iģlemi gerçekleģtirilmektedir. Genel olarak diģli çarklar, silindirik parçaların dıģına, içine ve konik parçaların üzerine açılmaktadır. DiĢli çarklar üniversal tezgâhlarda veya özel diģli çark açma tezgâhlarında üretilirler [9].

39 32 Genelde diģlerin açılması için form freze ve yuvarlanma olmak üzere iki yöntem kullanılmaktadır. Bu yöntemlerin dıģında küçük diģlilerin üretilmesinde broşlama, veya talaģsız yöntemlere dayanan direkt olarak kokil püskürtme ve kapalı dövme yolu ile imal edilebilir. Ancak en hassas olduğundan en çok kullanılan yöntem talaģ kaldırma yöntemi ile diģ açmadır [10] Form Freze İle Diş Açma Üniversal freze tezgâhında üretilen diģlilerin formu istenilen özellikleri karģılamaktan uzaktır. Bunun en büyük nedeni diģli çarklarda diģ formunun diģ sayısına göre değiģmesidir. DiĢlilerin formunu belirli bir sınırlar içerisine almak için, üniversal freze tezgâhında diģli iģlemede kullanılan parça frezeler numaralandırılmıģtır (Ģekil 5.1). Her numaranın hangi diģ sayısındaki diģliyi iģleyeceği belirlenmiģtir [9]. ġekil 5.1 Modül freze numaraları ġekil 5.2 de çevresinde 12 diģ yer alan diģli çarkla, 120 diģ yer alan diģli çarkın diģ formu açıkça görülmektedir. DiĢ sayısı 135 den fazla olan diģli çarklarda ve kremayer diģlide diģlilerin yanakları düz hale gelmektedir [9]. ġekil 5.1 DiĢ Profilleri

40 33 ġekil 5.2 Form freze ile diģ açma DiĢler divizör ile donatılmıģ üniversal bir frezede açılır. Taslak ve takım tezgaha bağlandıktan sonra takıma dönme, tablaya bağlı parçaya ilerleme hareketi verilir ve bir veya birkaç pasoda takım talaģ kaldırarak diģ profilini taslak üzerinde oluģturur. Ardından takım geri çekilir, taslak üzerinde oluģturulacak bir sonraki diģ için divizör tertibatı döndürülerek gerekli olan açı sağlanır. Bu iģlemler tekrarlanarak teker, teker diģ boģlukları açılır. Modül freze çakılarına numaralar verildiği halde, üniversal freze tezgâhlarında iģlenen diģli çarkların diģ profillerini, hatasız olarak iģlemek mümkün değildir. Bu tezgâhlarda imal edilen diģli çarkları diģ profilleri, gerçek diģli çarkların profillerine sadece benzetilmektedir. DiĢli çarklarda bulunan diģlilerin formu, genellikle evolvent eğrisi Ģeklindedir. Evolvent eğrisi pergelle çizilen daire yayı gibi değildir. Özel diģli iģleme teknikleri kullanılarak, elde edilen bir eğridir. Özel diģli iģleme tezgâhlarında kesici takımla iģ parçası, belirli ve düzgün hareketler yaparak, diģlilerin formunu ortaya çıkarmaktadır. Bu yüzden diģli çarkların diģ formunu ve bütün ölçülerini iģleyen özel diģli açma tezgâhları kullanılmaktadır. Bu tezgâhlar için özel kesiciler (ġekil 5.3) kullanılmaktadır[9]. ġekil 5.3 Özel kesici takımlar Form freze ile diģ açma, hatalı ve iģleme zamanı büyük olan bir yöntemdir; bu nedenle küçük atölyelerde özellikle tamirat için kullanılmaktadır.

41 Yuvarlanma Yöntemi Bu yöntemde esasen evolvent eğrisini oluģturma yöntemi uygulanır. Yani diģ, kesme ağzına doğru olan ve referans profil denilen bir profil seçilir. Referans profilin açısı, açılan diģlinin kavrama açısı ile eģittir. Genelde bu açı standart olarak α = 20 alınır. Yuvarlanma yönteminde kullanılan takımların tümü bu profile sahiptirler. Buna göre bir modüle (m) ve bir profil açısına (α) sahip bir freze takımı ile z= 7 ila arasında diģler açılabilir. Z= diģlisi kremayer dişlisidir [10]. ġekil 5.5 Yuvarlama yönteminin esası Pratik olarak bu yöntemin takımın Ģekline göre kremayer, azdırma ve diģli takım olmak üzere üç çeģidi vardır. Tüm bu yöntemlerde, diģ açma sırasında taslak döner ve takım diģleri sürekli olarak diģ boģluklarını açar. Bir devir tamamlandığında diģler açılmıģ olur[2] Günümüzde genelde çok büyük diģlilere uygulanan kremayer yönteminde kremayer Ģeklinde bir takım kullanılır. Takımın kesici diģleri referans profille aynıdır. Burada taslak kendi ekseni etrafında döner ve tankım yukarı - aģağı kesme ve taslağa doğru ilerleme hareketi yapmaktadır (ġekil 5.6) [10].

42 35 ġekil 5.6 Kremayer ve azdırma yöntemi Azdırma yönteminde takım helisel silindirik çevresel freze biçimindedir. Kesici diģler helis boyunca dizilmiģtir. Taslak kendi eksendi etrafında dönme hareketi, takım kendi ekseni etrafında dönme hareketi (kesme) ve aģağı doğru ilerleme hareketi yapmaktadır. DiĢ bir veya birkaç pasoda açılabilir; son olarak ince talaģ pasosudur. Tezgâh üzerinde azdırma diģliye göre, azdırmanın eğim açısı kadar eğik yerleģtirilir [10]. Helisel diģlilerde, azdırmanın yerleģtirme açısı, diģli ve azdırmanın eğim açılarına ve yönlerine bağlı olarak tayin edilir. (a) (b) (c) ġekil 5.7 Azdırma freze takımları a. DP, b. Modül, c.zincir, d.triger (d)

43 36 Fellow adını da taģıyan ve esasen dikey planyalama olan bu yöntemde takım olarak diģli takım kullanılır (ġekil 5.8). Taslak kendi ekseni etrafında döner, kesici takım ise aģağı-yukarı kesme hareketi ve kendi ekseni etrafında dönme hareketi yapar. Bu yöntemde iç diģli ve kremayer diģlisi açılır [10]. ġekil 5.8 Fellow yöntemi ile açılan diģliler ve kullanılan kesiciler Yuvarlanma tekniği konik düz diģlili çark iģlemede de kullanılmaktadır. Yuvarlanma tekniği ile iģleme sırasında diģli çark taslağı düģük hızla dairesel hareket ederken, bıçaklar ileri geri kesme hareketi de yapmaktadır. Diğer yöntemler olarak ta düzlem freze çakıları ve tek freze çakısı ile konik düz diģli çarklar iģlenebilmektedir (ġekil5.9). ġekil 5.9 Düzlem freze çakıları ve tek freze çakıları

44 37 6. DİŞLİ ÇARKLARIN MALZEMLERİ VE BOZULMA ŞEKİLLERİ DiĢli çarklar çalıģma durumlarına göre değiģik malzemelerden imal edilirler. DiĢli çark malzemelerin seçimi çalıģma koģullarına, istenilen mukavemet değerlerine göre değiģmektedir. Genellikle diģliler çelikten imal edilirler. Bu hususta en az St 50 olmak üzere tüm sementasyon, ıslah ve nitrurasyon çelikleri kullanılır. Bu çeliklerden yapılan diģlililere genelde yüzey sertleştirme iģlemleri uygulanır. Daha az yüklü diģliler, özellikle hassas cihaz tekniğinde; bronz ve naylon, teflon, gibi plastik malzemelerden yapılır. Önemsiz yerlerde dökme demir de kullanılır [10]. ġekil 6.1 DiĢli çarklarda kuvvetler ve zorlanmalar ÇalıĢma sırsında diģli çarkların diģlerini zorlayan ve diş kuvveti adını taģıyan Fn kuvveti meydana gelir (ġekil 6.1 a). Bu kuvvetin etkileme yönü kavrama doğrultusu yönündedir. Bir diģ yalnızca eģ diģle kavramaya girdiğinde bu kuvvet ile zorlanır. Kavramadan çıktıktan sonra kuvvet sıfırdır. Dolayısıyla bir diģ, diģlinin bir devirde 0 ila F n arasında değişken bir kuvvetle zorlanır. Yani bir diģ, pülsatör değiģken bir zorlanmaya tabi tutulur. F n kuvveti ġekil 6.1 a da gösterildiği teğetsel F t ve radyal F r olmak üzere iki bileģene ayrılabilir [10].

45 38 Bağıntıları ile hesaplanan bu kuvvetlerden ġekil 6.1 b de gösterildiği bir diģ, F t kuvveti tarafından eğilmeye (σ e ) ve F r kuvveti tarafından basılmaya (σ b ) zorlanır. Bu iki zorlama diģ dibinde ġekil 6.1 a da gösterildiği gibi kırılmaya sebep olabilir [10]. Bunun yanı sıra diģler arası temas alanının çok küçük olduğundan aynı kuvvetin etkisi altında Hertz yüzey basınçları da meydana gelir(ġekil 6.2 a). Bu basıncın etkisi altında diģ yüzeylerinde yorulma (pitting) aģınması oluģabilir(ġekil 6.2 b). Ayrıca diģ baģlarında ve diplerinde büyük kaymalardan dolayı yenme denilen adezyon aģınmaları meydana gelebilir(ġekil 6.2 c). Özetlenirse dıģ kuvvetin etkisi altında diģler; diş dibi kırılması, yorulma aşınması ve yenme gibi bozulmalara uğrayabilirler. Bu zorlamalara göre, diģin kırılmaya karģı çekirdek kısmı sert ve pitting aģınmasına karģı yüzeyi sert olması gerekir. Bu husus yüzey sertleştirme ile yerine getirilir [10]. (a) (b) (c) ġekil 6.2 DiĢli çarklarda bozulmalar Ele aldığımız otomatik ilerleme tertibatında karģımızda benzer problemler çıktı. DiĢ dibi kırılması, yorulma aģınması ve yenme gibi bozukluklar ile karģılaģtık. KarĢılaĢılan problemler ve çözüm önerileri aģağıda sıralanmıģtır. Modifikasyonu yapılan otomatik ilerleme tertibatının üzerindeki; standart olmayan konik diģlinin imalat aģamaları ekler kısmında resimlerle anlatılmıģtır.

46 39 KARŞILAŞILAN PROBLEMLER VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİ Problemin Nedeni Çözüm Önerileri 1.Seçilen dişli çark malzemelerinin birbirlerine uyumsuzluk göstermeleri sonucunda oluşan problemler. DiĢli çark malzemelerinin birbirlerine uyumlu tercih edilmelidir. 2.Sistemde kullanılan kama, dişlide kullanılan malzemenin akma sınırından büyük olması sebebiyle sıyırma kamada değil de dişlide meydan gelmiştir. Kama da kullanılan malzemenin akma sınırı, konik diģlide kullanılan malzemenin akma sınırından küçük ve yakın bir değerde olmalıdır. 3.Tezgâh ilerleme tertibatının maksimum kapasitesinden daha fazla yüke maruz kalması. Tabla üzerine yerleģtirilen yük, maksimum kapasitesinin üstünde bir yük olmamalıdır. Ayrıca stabil yerleģtirilmesine dikkat edilmelidir. 5.Kullanımdan kaynaklanan hatalar. Hareket sisteminin sınırlandırıldığı, unutularak hareket verilmesi gibi durumlar engellenmelidir. 6.Tüm işlemler tamamlandıktan sonra gerekli bakımın ve temizliğin yeterince yapılmaması. Ġmalat esnasında oluģan talaģlar iyice temizlenmeli ve sistemin yağlanması düzenli olarak kontrol edilmelidir.

47 40 7. KONTROL VE OTOMATİK KONTROL Kontrol. Her hangi bir olay veya bir iģlem, giriş ve çıkış adını taģıyan bir takım büyüklüklerle (değiģkenlerle) açıklanabilir. Örneğin elektrik akımı ile hareket ettirilen bir step motoru ele alınırsa burada çıkış büyüklüğü dönme (mekanik hareket) ve giriş büyüklüğü ise elektrik akımının açma ve kapama düğmesi dir. Açma /kapama esasen elektrik akımını açan kapatan röleyi faaliyete geçirir. Buna göre kontrol, bir istemdeki bir veya birkaç çıkış büyüklüklerinin bir veya birçok giriş büyüklükleri tarafından, sisteme ait kurallar içinde etkileme (değiģtirme) işlemidir. Bu bakımdan yukarıdaki step motorda dönme miktarı, elektrik akımı tarafından etkilenmektedir. Burada motordaki dönmenin, açma/kapama düğmesi tarafından kontrol edildiği söylenebilir. Buna göre step motor, kontrol edilen sistem (kontrol parçası) ve elektrik akımının açma/kapama düğmesi, kontrol eden elemandır. Kontrol tamamen sistem tarafından sağlanıyorsa yani dıģarıdan her hangi bir müdahaleye ihtiyaç duymuyorsa otomatik kontrol olarak adlandırılır. Sistem ihtiyacı olan tüm elemanlara sahiptir. Otomatik kontrol sistemi kapalı devredir. DıĢarıdan her hangi bir müdahale ile kontrol edilen sistemler de mevcuttur. Elle veya konvansiyonel kontrol edilen bu iģlem otomasyon kapsamına girmez. Otomasyon kapsamına girmesi için tüm iģlemlerin insan giriģimi olmadan bir tertibat veya program tarafından gerçekleģtirilmesi gereklidir [10] Kontrol ve Otomatik Kontrol Tekniğinin Esasları Kontrol ve otomatik kontrol sistemleri genelde rijit ve esnek olabilirler. Rijit sistemler mekanik, pnömatik ve hidrolik olabilirler. Bunların önemli sakıncaları; - Yapıları karmaģık olmaları ve - Kontrol büyüklüğünde yapılan en ufak bir değiģiklik, yeni bir tertibat gerektirdiğidir. Bu da oldukça uzun zaman alır. Esnek sistemler, yazıdan ibaret olup PLC veya bilgisayar programları ile kumanda edilen kontrol sistemleridir. Burada kontrol büyüklüğünde değiģiklikler, çok kolay ve çabuk programda yapılan değiģiklikler ile karģılanır. Programlama bakımından en esnek sistemler bilgisayarlardır [10].

48 41 Mekanik tertibatlarla kumanda edilen kontrol sistemlerine mekanik otomat sistemleri de denilir. Mekanik sistemlerde kontrol; diģli çarklar, kavramalar, cıvata mekanizması, kam mekanizması, çubuk sistemi vb elemanlar ile kontrol edilir. AĢağıda mekanik rijit kontrol sistemleri örnekleri verilmiģtir. ġekil 7.1 Mekanik otomat kontrol örneği ġekil 7.2 Rijit kontrol ve çok iģlemli sistemler

49 42 8.SONUÇ VE ÖNERİLER Makine endüstrisinde güç ve hareket iletimi çok önemli bir yere sahiptir. Güç ve hareket ileten sistemlere yeni uygulamalar kazandırmak amacıyla birçok çalıģmalar yapılmıģ; kayıģ kasnak mekanizmaları, kaplin ve kavramalar, zincirler vb. güç ve hareket aktarımı için uygulanmıģtır. Ancak ağırlıklı olarak diģli çarklar üzerinde yoğunlaģılmıģtır. YapmıĢ olduğumuz bu çalıģmada; Malzeme seçimi olarak prinç seçildi bunu seçmemizdeki amaç ise, hem orjinali ile aynısını yapmak hem de incelediğimiz prinç malzemenin özelliklerindeki akma sınırı, dayanımı, mukavemeti gibi mekanik dayanım özelliklerinin istenen değerde olmasıydı. Alternatif olarak ise Bronz, Kızıl bronz vb. seçimi de uygun olabilirdi. Sonuç olarak; Freze tezgâhının otomatik ilerleme tertibatındaki aksaklıklar, sorunlu ve bozuk olan makine elemanlarının yenisinin yapılması ile çözümlendi.

50 43 9. KAYNAKLAR [1] AKKURT, Mustafa. Talaş Kaldırma Yöntemleri ve Takım Tezgahları, Birsen Yayınevi, Ġstanbul-2004 [2] ÖZCAN, ġefik-bulut, Halit. Atelye ve Teknoloji, Ankara 1991 [3] ÇĠĞDEM, Mustafa. İmal Usulleri, Çağlayan Kitabevi, Ġstanbul-2006 [4] CAN, Ahmet, CNC Programlama ve Endüstriyel Uygulamalar, Konya-2008 [5] MEGEP Notları, CNC Freze Tezgâhları [6] YILDIRIM, Ferhat, Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniversitesi Simav-2010 [7] AKKURT, Mustafa. Makine Elemanları, Birsen Yayınevi, Ġstanbul-2005 [8] MEGEP Notları, Güç ve Hareket İleten Sistemler [9] KISA, Mehmet. Özel Üretim Teknikleri-Bursa 2002 [10] AKKURT, Mustafa. MAKİNE BİLGİSİ- Birsen Yayınevi Ġstanbul

51 44 ÖZGEÇMİŞ Mustafa PERÇĠN; 1988 yılında Bilecik ilinin Bozüyük ilçesinde doğdu.2002 yılında Çitosan Ġlköğretim Okulu ndan, 2005 yılında ġehit Zafer Ġpek Lisesi nden mezun oldu de Selçuk Üniversitesi Huğlu Meslek Yüksekokulu Makine bölümünü kazandı yılında Huğlu Meslek Yüksekokulu ndan birincilikle mezun oldu, aynı yıl Dikey GeçiĢ Sınavı ile Dumlupınar Üniversitesi Simav Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü nü kazandı. TalaĢlı Üretim Öğretmenliği A.B.D. nda 3. sınıfa devam etmektedir. Samet YAMAN; 1988 yılında Bolu nun Gerede ilçesinde doğdu yılında Yıldırım Beyazıt Ġlköğretim Okulu ndan, 2006 yılında Sezai TürkeĢ Fevzi Akkaya Anadolu Meslek Lisesi nden mezun oldu aynı yıl Kocaeli Üniversitesi Gebze Meslek Yüksekokulu Makine bölümünü kazandı ve 2008 yılında buradan birincilikle mezun oldu yılında Dikey GeçiĢ Sınavı ile Dumlupınar Üniversitesi Simav Teknik Eğitim Fakültesi TalaĢlı Üretim Öğretmenliği Anabilim Dalını Okumaya Hak kazandı. Nedret ġenöz; 1989 yılında Bulgaristan ın Plovdiv (Filibe) Ģehrinde doğdu yılında Yenimahalle Ġlköğretim Okundan, 2008 yılında Ali Osman Sönmez Anadolu Meslek Lisesi Makine bölümünden mezun oldu. Aynı yıl Öğrenci Seçme Sınavı ile Dumlupınar Üniversitesi Simav Teknik Eğitim Fakültesi TalaĢlı Üretim Anabilim Dalında eğitimine devam etme hakkı kazandı. Halen TalaĢlı Üretim Öğretmenliği A.B.D. nda 3. sınıfa devam etmektedir. Ömer TOPSAKAL; 1987 yılında Ġstanbul un Ümraniye ilçesinde doğdu. Alemdağ Ġlköğretim Okulundan 2001 yılında, Ümraniye Atatürk endüstri meslek Lisesinden 2004 ve Trakya Üniversitesi Kırklareli, Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulundan 2007 yıllarında mezun oldu yılında kazandığı Dumlupınar Üniversitesi, Simav Teknik Eğitim Fakültesi, TalaĢlı Üretim Öğretmenliği 3. sınıfında öğrenimine devam etmektedir. Hüdaver BOZ; 1986 yılında Trabzon un Akçaabat ilçesinde doğdu yılında Akçaabat Teknik ve Çok Programlı Lisesinden mezun oldu yılında Dumlupınar Üniversitesi Simav Teknik Eğitim Fakültesi TalaĢlı Üretim Öğretmenliği Anabilim Dalını Okumaya Hak kazandı.

52 EKLER 45

53 46 ġekil Ek 1: Konik diģlinin sıyrılma nedeni tablanın kilitli olduğunun unutulması ve ilerleme verilmesi ġekil Ek 2: Tablanın kilitlenmemiģ durumu

54 47 ġekil Ek 3: ĠĢ parçasının tornalanması ġekil Ek 4: 20 W1/4 vidanın açılması

55 48 ġekil Ek 5: 20 W1/4 vidanın kontrol edilmesi ġekil Ek 6: DiĢli kalınlığının iģlenmesi

56 49 ġekil Ek 7: DiĢli koniğinin oluģturulması ġekil Ek 8: DiĢlinin alnındaki kademenin verilmesi