ÜRETİM YÖNTEMLERİ TALAŞLI İMALAT YÖNTEMLERİ. Talaş Kaldırma işleminin Temel Prensipleri TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİ İLE ŞEKİLLENDİRME

Transkript

1 Konu: ÜRETİM YÖNTEMLERİ TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİ İLE ŞEKİLLENDİRME 1 TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİ İLE ŞEKİLLENDİRME 2 Talaş kaldırma yöntemi; dövme, döküm ve toz metalurjisi gibi yöntemlerle ulaşılamayan şekil ve hassasiyete sahip parçaların elde edilmesi için kullanılmakta dır. Doç.Dr. Ahmet DEMIRER 3 Talaş Kaldırma işleminin Temel Prensipleri TALAŞLI İMALAT YÖNTEMLERİ Talaşlı imalat nedir? İş parçalarının, üzerinden kesici takım vasıtasıyla takım tezgahları denen makinelerde talaş kaldırarak önceden tasarlanan geometrik şekil, boyut/ölçü ve yüzey kalitesinde üretilmesi işlemidir. Bu özellikler döküm yöntemine kıyasla daha yüksek doğruluk ve kesinlikte elde edilir. 4 1

2 Talaş Kaldırma işleminin Temel Prensipleri TALAŞLI İMALATIN ÜSTÜN VE ZAYIF YÖNLERİ Bir tasarım ürününün en az işçilik ve en düşük malzeme gereksinimi ile elde edilmesine uygun olması özelliğine, o ürünün üretilebilirliği" denilmektedir. Üstünlükleri: Döküm ve dövme gibi yöntemlere kıyasla daha yüksek doğruluk ve kesinlik elde edilir. Geometrik şekil/form, Boyut/ölçü ve Yüzey kalitesi elde edilir Metalik, plastik, seramik ve ahşap malzemelere uygulanabilir. Zayıf yönleri: Atık malzeme (talaş) oluşur. Yerine göre daha fazla zaman alıcı bir işlemdir. 5 6 Talaş Kaldırma Klasik talaşlı imalat yöntemlerinde, talaş kaldırma kesme bölgesinde iş parçasının kesici tarafından uygulanan kesme kuvveti neticesinde plastik deformasyona tabi tutulmasıyla gerçekleştirilir. Talaş açısı ( ) Boşluk açısı ( ) Kama açısı ( ) Kayma açısı ( ) Kesici Takım Aşınması Boşluk veya 7 8 2

3 Kesici Takım Bilenmesi TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMLERİ VE MAKİNA TAKIMLARI 1-Geleneksel (Konvansiyonel) Talaş Kaldırma Yöntemleri 2- Aşındırıcı Sert Partikül Kullanılan Talaşlı İmalat Yöntemleri 3- Modern Talaş Kaldırma Yöntemleri (geleneksel olmayan talaş kal. Yön.) 9 10 TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMLERİ VE MAKİNA TAKIMLARI Modern talaş kaldırma I. GELENEKSEL (KONVANSİYONEL) TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMLERİ 1. Tornalama 2. Frezeleme 3. Matkapla Delme 4. Vargel ve Planya işlemi 5. Tığ çekme (Broşlama) 6. Raybalama 7. Testereyle kesme 8. Kılavuz ve pafta ile vida açma

4 Süneklik II. AŞINDIRICI TAŞ VEYA SERT PARTİKÜL KULLANILAN TALAŞLI İMALAT YÖNTEMLERİ 1. Taşlama 2. Honlama 3. Lepleme III.Modern talaş kaldırma yöntemleri 1. Kimyasal işleme 2. Elektro-kimyasal işleme 3. Elektro-erozyonla işleme 4. Yüksek enerjili ışınla işleme (lazer, plazma ışını) 5. Su jetiyle işleme PCD: Çok kristalli Elmas (Poly Crystal Diamond) CBN: Kübik Bor Nitrür Cermet : Seramik+Metal (siyah seramik), TiCN/Mo HSS: Yüksek hız çeliği WC:Tungsten (Volfram) Karbür 15 İmalatta çeşitli kriterler göz önünde bulundurularak aşağıdaki malzemelerden yapılmış değişik şekillerdeki kesici takımlar veya döküm veya toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiş sert metal uçlar kullanılmaktadır: Alaşımsız takım çelikleri (Karbon çelikleri) (Metal) Az alaşımlı takım çelikleri (Metal) Yüksek hız çelikleri (yüksek alaşımlı çelikler) (HSS, SS) (Metal) Demir olmayan metalik alaşımlar (Stellitler) (Metal) Sinterlenmiş karbürler (sert metaller) (Hard Metal) (HM). Seramikler (Metal olmayan) Elmaslar (Metal olmayan) 4

5 Kesiciler Şekil 7.11 de kaplamalı plaket uçlar, Şekil 7.12 de ise kaplama katmanları görülmektedir. Kaplama işlemi fiziksel buhar çökertme (physical vapour deposition) (PVD) veya kimyasal buhar çökertme (chemical vapour deposition) (CVD) yoluyla yapılır. Elmas kesici 18 Tornalamada kullanılan kesici takımlar

6 Kesme hızı (V): Kesici takımın birim zamanda kat ettiği yol olarak tanımlanır ve genel olarak m/dk veya m/s cinsinden ifade edilir (frezeleme ve matkapla delme). Talaşlı işlem türüne göre iş parçasının yapmış olduğu birincil hareketin hızı olarak da tarif edilir, tornalama ve planyada olduğu gibi. D= Tornada işlenen çap, freze ve matkapta çakının veya matkap ucunun nominal çapı (mm). Her iki işlemde de dönen elemanın çapı. N=Tornada iş parçasının dakikadaki devir sayısı, (dev/dk). freze ve matkapta çakının veya matkap ucunun devir sayıları 21 Matkabın çapı 22 İlerleme hızı (F f ): Çakı veya iş parçasının nisbi ilerleme (dalma) hızı olarak tanımlanır ve mm/dk, mm/devir veya mm/diş cinsinden ifade edilir. F f = f z.z. N mm/dk F f = f r.n mm/dk Frezelemede Tornalama veya matkapta delme f z : Diş başına ilerleme miktarı mm Z: Freze çakısındaki diş sayısı f r : Bir devirdeki ilerleme miktarı mm 23 İşleme zamanı (T) T = L. i / F T: İşlem zamanı dak. L: İşlenen boy/uzunluk mm i: Paso sayısı F: İlerleme hızı mm/dak Talaş (kesme) derinliği (t): Bir pasoda kaldırılan talaşın derinliği olup mm cinsinden ifade edilir. 24 6

7 Talaş Kaldırma işleminin Temel Prensipleri Kesme/soğutma sıvıları Talaşlı Şekil Verme Esaslarına Uygun Tasarım Örnekleri 1. Matkap tezgahlarında yapılan temel işlemler Şekilde gösterilmiştir. Matkapla delme işlemi, matkap ucunun döndürülerek aynı zamanda eksenel doğrultuda ilerlemesi ile yapılır (a). Burada kesici takım, ya basit bir matkap ucu veya daha komplike tipte tasarlanmış ve silindirik delik açma işleminde kullanılan bir kesici takımdır. Soğutma sıvısı kullanılmasının amacı, metallerin plastik deformasyonu ve kesici takım ile malzeme arasındaki sürtünme neticesinde oluşan ısıyı ve sürtünmeyi azaltarak işleme şartlarını sabit bir seviyede tutmaktır. Soğutma sıvıları kesme bölgesine doğru bir şekilde yönlendirildiği takdirde bu faydaları optimum şekilde sağlar, aksi halde etkileri azalır. a) delme b)delik büyütme c)raybalama d)kılavuz çekme e)havşalama f)alın düzleme işlemi Kesme sıvıları başlıca şu dört hususu sağlaması beklenir: 1-Soğutmak (iş parçası ve kesiciyi) 2-Yağlamak (iş parçası ile kesici yüzeyini) 3-Ortamdan talaşı uzaklaştırmak 4-Münkünse şeffaf olması (iş parçası ile kesiciyi göstermesi) Şekil. Matkap tezgahında yapılan ana işleme tipleri 25 İş parçası Kesme/soğutma sıvılarının kullanımı İş parçası Soğutma sıvısının özellikleri İyi soğutma yapmalıdır. İyi yağlama özelliğine sahip olmalıdır. Tezgâh ve iş parçasında pas, korozyon ve kirlenmeyi önlemelidir. Kullanım ve depolama ömrü uzun olmalıdır. Kolayca bozulmamalı, kokuşmamalı ve kullanılmaz hale gelmemelidir. Zehirleyici olmamalı, cildi tahriş etmemeli ve operatöre herhangi bir şekilde zarar vermemelidir. Şeffaf olmalıdır. Operasyon esnasında operatörün iş ve kesici takımı görmesini engellememelidir. Düşük viskoziteye sahip olmalıdır, talaşı hızla uzaklaştırmalıdır. Yanmama özelliğine sahip olmalı, aşırı duman çıkarmamalıdır. Şekil 7.7. Çeşitli talaş kaldırma işlemlerinde kesme sıvısının doğru olarak kullanılması. Soğutma sıvıları Şekil 7.7 de gösterildiği gibi doğru kullanıldığında ciddi avantajlar sağlar. 7

8 Soğutma sıvıları Talaş Kaldırma işleminin Temel Prensipleri Talaşlı Şekil Verme Esaslarına Uygun Tasarım Örnekleri 2. Boşluksuz çalışacak iki parçanın oluşturduğu geçmelerde iç köşe yarıçapı küçük, dış köşenin pahı ise kırılmış olmalı veya iç köşenin daha küçük ve dış köşenin daha büyük yarıçaplı bir daire yayı oluşturması temin edilmelidir. uygun değil uygun 30 Talaş Kaldırma işleminin Temel Prensipleri Talaşlı Şekil Verme Esaslarına Uygun Tasarım Örnekleri 3.Delme esnasında matkap ekseni delik eksenine dik olmalıdır. Aksi taktirde matkap kırılabileceği gibi delinen delik de tam ölçüsünde olmaz. Böyle bir durumda Şekil 7.9b çözümü seçilebilir. Talaşlı işleme Esaslarına Uygun Tasarım Örnekleri Şekil 7.10a daki parçaların yüzeyine matkapla delik delmek mümkün değildir. Matkabın ilerleme ekseninin değişmeden devam etmesi ve deliğin ölçüsünde olabilmesi için matkap ucunun parçaya giriş ve çıkışında yüzeye dik olması gerekir (Şekil 7.10b). Burada delinen deliğin tam ölçüsünde olmaması yanında parçaya giriş ve çıkış bölgelerinde (X ve Y doğrultularında) matkabın kırılma tehlikesi de vardır. Uygun değil Uygun

9 Talaşlı işleme Esaslarına Uygun Tasarım Örnekleri Talaşlı Şekillendirmede Seri Üretim İçin Tasarım Önerileri 4.Eğer tek parçadan meydana gelen bir makina parçası çok fazla işçilik girdisi gerektirecek şekilde karmaşık ise, bu parçayı birkaç birleşen elemandan yapmak çok daha uygun olacaktır (kaynak, cıvata-somun, pres geçme vb. montajlı) (Şek.7.47). Şekil 7.11a da görülen tasarımdaki deliğin açılması üretim aşamasında olanaklı değildir. Bu deliğin açılabilmesi için üst tarafa daha büyük bir delik açılabilir (Şekil 7.11b). Ancak iki delik arasındaki mesafe matkap boyundan daha uzun olmamalıdır. Matkabın uzunluğunun fazla olması da aynı zamanda matkabın salınım yapmasına ve hassas delik delinememesine yol açabilir. Şekil 7.11c deki tasarımda görüldüğü gibi, çalışma koşullarını etkilemeyecekse, eğik yüzey oluşturularak matkabın rahat çalışması temin edilir. Bu durumda da matkabın çıkış ucunda (iç yüzeyde) eğilme ve kırılma tehlikesi ile oval bir delik oluşumu kaçınılmazdır ÜRETİM YÖNTEMLERİ-2 36 Konu: Şerit Testere Tezgahı TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİNDE KESME İŞLEMİ Daire testere tezgahı Doç.Dr. Ahmet DEMIRER 35 9

10 TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİ KESME İŞLEMİ TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİ KESME İŞLEMİ Kesme işlemi sırasında testereler ya ileri-geri hareket ederler, veya dairesel hareket yaparlar TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİ KESME İŞLEMİ DAİRESEL KESME İŞLEMİ

11 Kaynaklar: 1-Gavas M.,Yaşar M.,Aydın M.,Altunpak Y., Üretim Yöntemleri,Seçkin yayıncılık, Kıyak Murat, Talaşlı Şekillendirme İmal Usulleri I, Talaşlı Şekillendirme, 3-VURAL Murat, «Üretim Yöntemleri», İTÜ Makina Fakültesi Ders notları. 4-Web Görseller 41 11