T.C. DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ

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 Haziran 2011

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

3 iii TEŞEKKÜR Tez çalışmalarımız esnasında bize yardımlarını esirgemeyen değerli danışmanımız Öğr. Gör. İsmail KÖKTÜRK e, bilgilerini bizimle paylaşan Doç. Dr. Alaattin KAÇAL ve Prof. Dr. Muammer GAVAS hocalarımıza, maddi manevi desteklerini bizlerden esirgemeyen ailelerimize ve biz Teknik Öğretmenlerin en iyi şekilde yetişmesi için gayret sarf eden tüm fakülte hocalarımıza teşekkürlerimizi sunarız.

4 iv İÇİNDEKİLER ÖZET... i TEŞEKKÜR... iii İÇİNDEKİLER... iv ŞEKİLLER... vi 1. GİRİŞ FREZECİLİK Frezeciliğin Tanımı ve Özellikleri Frezeciliğin Makine Yapımındaki Yeri ve Önemi Frezeleme İşlemleri Frezeleme İşleminde Karşılaşılan Problemler ve Çözüm Yolları Titreşim Boyutsal hassasiyetin azalması veya boyut kontrolünün kaybı Hızlı takım körelmesi Kötü yüzey bitirme Takımın parçaya batması İş parçasının sıvanması Takım yanması Takım dişlerinin kırılması Modern Frezecilik GÜÇ İLETİM SİSTEMLERİ Sınıflandırılması: Kayış kasnak mekanizmaları Genel ifadeler Kayış malzemesi Kasnaklar Zincir mekanizmaları Genel ifadeler ve özellikleri Zincir dişli çarklar Kaplinler ve kavramalar Genel ifadeler Kaplinler ve özellikleri Dişli çarklar... 17

5 v Dişli çarkların genel tanımı ve çeşitleri Silindirik düz dişli çarkın tanımı ve kullanıldığı yerler: Kremayer dişlinin tanımı ve kullanıldığı yerler Silindirik helis dişli çarkın tanımı ve kullanıldığı yerler Helis dişli çarkın düz dişli çarka olan üstünlükleri KONİK DİŞLİ ÇARKLAR Konik Dişli Çarkın Tanımı ve Mil Konumlarına Göre Kullanıldığı Yerler Konik Dişli Çarkların Kullanıldığı Yerler Konik Dişlilerin Çalışma Pozisyonları Dik Çalışan Konik Dişli Çarklar İçten Çalışan Konik Dişli Çarklar Dıştan Çalışan Konik Dişli Çarklar Konik Dişli Çarkı Oluşturan Elemanların Tanımı ve Formülleri Konik Dişli Çarlarda Diş Üzerindeki Elemanların Gösterilmesi Konik Dişli Çark Elemanlarının Gösterilmesi Konik Dişli Çark Elemanlarının Sembollerle Gösterilmesi Konik Dişli Çark Elemanlarının Hesaplanmasında Kullanılan Formüller DİŞLİ ÇARKLAR VE İMALAT SÜREÇLERİ Form Freze İle Diş Açma Yuvarlanma Yöntemi DİŞLİ ÇARKLARIN MALZEMLERİ VE BOZULMA ŞEKİLLERİ KONTROL VE OTOMATİK KONTROL Kontrol ve Otomatik Kontrol Tekniğinin Esasları SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞLER EKLER

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

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

8 1 1. GİRİŞ Makine sektöründe kullanılan freze tezgâhları ile birçok parça kısa zamanda üretilebilmektedir. Bu işlemde zamanın kısaltılabilmesi için; önceleri mekanik sistemle tablaya ilerleme hareketi verilmiş, ardından tezgâhlara yardımcı aksesuarlar takmak suretiyle yani otomatik ilerleme tertibatlarıyla, işleme zamanı kısaltılmaya çalışılmıştır. İkinci dünya savaşından sonra uçak parçalarının olduğundan daha seri işlenebilmesi için NC tezgâhı geliştirilmiştir. NC üzerinde yapılan çalışmalar neticesinde CNC tezgâhları üretilmiştir. Bu çalışmada freze tezgâhlarından bahsedilip, otomatik ilerleme tertibatının içindeki dişli sisteminin de yer aldığı aktarma sistemleri anlatıldı ardından konik dişli sistemleri ve konik dişlinin imalat yöntemlerine yer verilip imalat süreci açıklanmıştır.

9 2 2. FREZECİLİK 2.1. Frezeciliğin Tanımı ve Özellikleri Endüstride gereken imalatın yapılabilmesi için, birçok iş tezgâhları ve kesiciler kullanılır. Bunlardan freze tezgâhları; kesme hareketi takımın kendi ekseni etrafında dönmesi ve parçanın ilerleme hareketi yapması ile gerçekleşen işlemdir. Frezeleme işlemi, freze denilen tezgâhlarda yapılır. Freze tezgâhları, takımı taşıyan ve malafa denilen elemanın konumuna göre yatay (şekil 2.1. a,b,c) ve dikey (şekil 2.1. d,e ) freze olarak iki gruba ayrılabilirler. Şekil 2.1 Freze tezgâhları Yatay freze; Temel plaka, hız ve ilerleme dişli mekanizmalarını taşıyan kolon, tabla gövdesi ve parçayı taşıyan 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 İlerleme hareketi elde edebilmek için; vites kutusundan alınan hareket, ilerleme vites kutusundan kardan miline ve buradan tablaya bağlı olan sonsuz vida mekanizmasına ulaştırılır. Sonsuz vida mekanizması yardımıyla dönme hareketi öteleme hareketine dönüştürülür ve tablanın parça ile hareketi sağlanır. Bağlantı halinde bulunan vites kutuları, dönme ile ilerleme hareketi arasında bir uyum sağlar. Takımın tam bir dönme hareketine karşılık parça belirli bir ilerleme hareketi yapar. Kesme derinliği ayar hareketi elle veya mekanik olarak tablanın yukarı aşağı hareketi ile gerçekleşir. Ayrıca yine ayar hareketi olarak tabla, tabla gövdesi üzerinde enine hareket (kolona yaklaşma ve uzaklaşma) yapabilmektedir. Yatay freze tezgâhında silindirik freze kullanılır. Dikey frezenin (şekil 1. d,e) yatay frezelere göre farkı malafanın dikey olmasından ileri gelmektedir. Alın frezeler için elverişli olan bu tezgâhlarda malafanın dönme ve tablanın ilerleme hareketi aynı şekilde sağlanır [1]. Birçok durumda freze tezgâhları dik başlık tespit edilebilecek şekilde yapılır. Takımı taşıyan bu başlık, eğik duruma da getirilebilir bu tip tezgâhlara üniversal freze denir Frezeciliğin Makine Yapımındaki Yeri ve Önemi İlk freze tezgâhı, 1818 yılları dolaylarında tasarlanmıştır. Bugün endüstrinin amaçlarına göre pek çok freze tezgâhları vardır. Özellikle üniversal başlık, bölme aygıtı, eksantrik başlıkla, kopya tertibatları gibi ilave aparatlarla çeşitli işlerin yapılmasına olanak sağlayan bir tezgâh olarak endüstride geniş yer tutar. Son zamanlarda, başlığı dik ve yatay hareket eden köprü tipi düşey frezeler yapılmıştır. Frezelerle; fabrikalardaki normal ağır işlerden, atölyelerdeki özel ve en ilginç olanlara kadar her türlü parça yapılabilir. Gerçekleştirilen çeşitli işler bakımından yararlılığı ile freze tezgâhı diğer iş tezgâhları arasında sadece torna tezgâhları ile bir tutulabilir.

11 4 En modern tezgâhların bile karışık yapılarına karşın ayarlanmaları, az bir zamanda ve az bir gayret ile yapılabilir. İstenen kalite ve miktarda olmak üzere çeşitli işlere kolaylıkla uymaları nedeniyle çok verimlidir [2]. Gelişen tezgâh teknolojisiyle CNC (Computer Numeric Control) tezgâhları sanayide hızla yaygınlaşmaya başlamasına rağmen, mekanik kontrollü tezgâhlar halen; kullanım kolaylığı ve düşük bakım maliyetleriyle, önemini korumaktadır Frezeleme İşlemleri Şekil 2.2 Frezeleme işlemleri Freze takımları çok çeşitli olmalarına rağmen sapsız (delikli) (şekil 2.2. a,b,c,d,e) ve saplı olmak üzere iki gruba ayrılabilirler. Sapsız frezeler silindirik (şekil 2.2. a,b) veya disk (şekil 2.2. c,d) şeklinde olabilirler.

12 5 Yöntem olarak çevresel (şekil 2.2. a) ve alın (şekil 2.2. b) frezeleme olmak üzere iki yöntem vardır. Her iki yöntemde kullanılan takımlar silindirik olmakla beraber çevresel frezeleme, dişleri yan yüzeyde bulunan silindirik freze; alın frezeleme dişleri alın yüzeyde bulunan alın freze ile gerçekleşir [1]. Freze tezgâhına uygun kesicinin bağlanmasıyla; yüzey frezeleme işlemleri, çeşitli kanallar(kama kanalları, t kanalı vb.), pocket (cep boşaltma) işlemleri, çeşitli delik (kör veya boydan boya) delme işlemleri, klavuz çekme işlemi, çeşitli formlardaki yüzeyler, dişli çark üretimi, gibi işlemler yapılabilmektedir Frezeleme İşleminde Karşılaşılan Problemler ve Çözüm Yolları Titreşim Muhtemel sebepler; 1.Makine takım tutucusu, iş parçası bağlantısında ve milde yetersiz rijitlik. 2.Çok büyük kesme kuvveti. 3.Kör takım kullanımı. 4.Yetersiz yağlama. 5.Düz dişli takım. 6.Sürtünme, yetersiz parçayı kurtarma mesafesi. 7.Çok büyük radyal çıkış. Çözüm yolları; 1.Daha büyük millerin kullanılmalıdır. 2.Besleme miktarının azaltılması ve iş parçası ile aynı anda temas eden diş sayısının azaltılması. 3.Takım bileme veya değiştirme. 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.Talaş toplanması. 3.Parça değiştirme esnasında talaşın tamamen temizlenmemesi. Çözüm yolları; 1.Parça ile aynı anda temas eden diş sayısının azaltılması. 2.Talaşlı işlem sıvısının dişler arasındaki talaşı uzaklaştıracak şekilde uygulanması Hızlı takım körelmesi Muhtemel sebepler; 1.Çok büyük kesme kuvveti. 2.Yetersiz soğutucu. Çözüm yolları; 1.Parça ile temas halindeki diş sayısının azaltılması. 2.Soğutucuya harmanlama yağı ilavesi [3] Kötü yüzey bitirme Muhtemel sebepler; 1.Yüksek miktarda besleme. 2.Körelmiş takım kullanımı. 3.Düşük kesme hızı. 4.Takımın diş sayısının yetersizliği Çözüm yolları; 1.Bütün dişlerin aynı yükseklikte olup olmadığını kontrol ediniz [3].

14 Takımın parçaya batması Muhtemel sebepler; 1.Çok büyük radyal çıkış. 2.Çok büyük talaş açısı. 3.Uygun olmayan kesme hızı. Çözüm yolları; İş parçasının ötelenmesinin önlenmesi [3] İş parçasının sıvanması Muhtemel sebepler; 1.Hafif kesme. 2.Yetersiz radyal çıkış. 3.Büyük alan genişliği. 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; Düşük miktarda besleme, çok sayıda dişe sahip takım kullanımı ve tabla besleme miktarının azaltılması [3] Modern Frezecilik İlk yatay freze tezgâhı, 1818 de Amerika da Eli Whitney tarafından yapılmıştır. Geliştirilen bu takım tezgâhları sadece özel ürünlerin üretiminde rol oynamayıp endüstri devriminin temelini oluşturan birçok makinenin yapımında büyük rol oynamıştır [2]. (Şekil 2.3). Şekil de üretilen freze tezgâhları

16 9 19. yüzyılın sonlarında Frederic TAYLOR un kesici takımlar üzerinde yaptığı çalışmalar sonunda ortaya çıkan kesici takım, tezgâhların gelişmesini de beraberinde getirmiştir. İlk üretilen tezgâhlarda ki tabla hareketleri tamamen operatör faktörüyle çalışmakta ve ürün işleme süresi uzun olmakta, işleme süresine bağlı olarak parça maliyeti de yüksek olmaktaydı. Maliyetin azaltılmasında ilk adım tezgâh tabla hareketlerinin dişli çark sistemleriyle otomatikleşmesi oldu. Bazı tezgâhlara ise otomatik ilerleme tertibatları (şekil 2.4.)takılarak seri üretimde ilk adımlar atılmış oldu. Şekil 2.4 Otomatik ilerleme tertibatlı freze tezgâhı İkinci dünya savaşından sonra A.B.D. hava kuvvetlerinin ihtiyacı olan kompleks uçak parçalarının üretilebilmesi için nümerik kontrol (NC) fikri ortaya atılmıştır. Bu tip karmaşık geometrili hassas parçaların, klasik tip tezgâhlarla üretilmesi yavaş ve kalitesiz olmaktaydı. Bunun için MIT(Massachusetts Institute of Technology) çalışmaları neticesinde 1952 yılında ilk olarak CINCINATTI freze tezgâhı (şekil 2.5.) numerik kontrol ile teçhiz edilerek bu alandaki ilk başarılı çalışma gerçekleşmiştir [4].

17 10 Şekil 2.5 MIT'nin ürettiği ilk NC freze tezgâhı İlk kuşak NC takım tezgâhlarında kullanılan elektronik malzemeler hacim olarak çok yer kapladığı ve bunların sık sık tamir edilmeleri gerekiyordu. Elektronik alanındaki gelişmelerle beraber daha kullanışlı devrelerin kullanılmaya başlamasıyla oluşan mikro işlemci teknolojisinin oluşturulmasıyla, programların delikli şerit olarak saklanması yerine hafızada saklanması mümkün hale geldi. Bu gelişmeklerle beraber CNC (şekil 2.6.) (Computer Numerical Control) yani BSD (Bilgisayarlı Sayısal Denetim) tezgâhları üretilmiştir [4]. Şekil 2.6 Modern freze tezgâhı (CNC)

18 11 CNC ile birlikte, bilyeli cıvata mekanizmaları takım tezgâhların ve sistemlerin ortaya çıkması büyük bir önem kazanmıştır. Bu sistemler ilerleme motoru ile birlikte bir bütün oluşturmaktadır. CNC sistemlerde motor, servomotor yani cnc dilinde yazılan bir programa göre hızını değiştiren motor şeklinde yapılmaktadır. Bu durumda tüm sistem otomatik olarak bu programa göre çalışır. CNC freze tezgâhlarının tamamının sağladığı en önemli ve birincil fayda, otomasyona imkân tanımasıdır. CNC tezgâhların kullanılması suretiyle iş parçalarının imalatı esnasında operatörün müdahalesi en aza indirilmekte veya tamamı ile ortadan kaldırılmaktadır. Çoğu CNC takım tezgâhları parça işlemesi esnasında dışarıdan bir müdahale olmadan çalışabilmekte, böylece operatörün yapacağı diğer işler için zaman bulmasına imkân sağlamaktadır. Bu CNC freze sahibine, operatör hatalarının azaltılması, insan hatasından kaynaklanan kayıpların en aza indirilmesi, işleme zamanının önceden ve tam olarak tespit edilmesi gibi faydalar sağlar. Makine programı kontrolü altında çalışıyor olacağından, konvansiyonel takım tezgâhında aynı parçaları imal eden bir usta ile kıyaslandığında, CNC operatörünün temel işleme tecrübesi ile ilgili olan beceri seviyesi oldukça azaltılmaktadır. CNC teknolojisinin ikinci temel faydası, iş 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 iş parçasının da aynı hassasiyet ve ölçü tamlığında elde edilebilmesini sağlamaktadır. CNC tezgâhların büyük bir bölümünde sunulan üçüncü önemli fayda esnekliktir. Bu makineler program vasıtasıyla çalıştığından, bir başka iş parçasının işlemeye alınıp elde edilmesi diğer makinelere oranla kıyaslanamayacak kadar bir hızda yerine getirilmektedir. Bir parça programı test edilip, işlemeye geçildikten sonra bir program ile parça işlenip yine eski programa dönmek gerektiği durumda, program kayıtlı olduğundan geçiş işlemi sadece bağlama aparatının hazırlanmasından başka bir şey olmamaktadır. Bu sonuçta parçadan parçaya geçiş süresinin en hızlı zamanda olması gibi bir başka fayda da sağlamaktadır [5].

19 12 3. GÜÇ İLETİM SİSTEMLERİ Makine endüstrisinde gücün ve hareketin aktarımı çok önemli yer tutmaktadır. Başlı başına bir tasarım ve imalat unsuru olan güç ve hareket iletim sistemleri, çalışma eksenleri açısından sabit ve hareketli olmak üzere iki başlıkta sınıflandırabiliriz. Sabit uygulamalar, gücün ve hareketin aktarıldığı sistemde dönel kuvvet olan millerin eksenlerinin birbirlerine göre hareketin sabit olduğu veya olmadığı (düz dişli çarklar, konik dişliler, kayış kasnak mekanizmaları vb.). Hareketli olanlar ise millerin çalışma eksenlerinin çalışma anında değişebildiği (üniversal mafsallar gibi) sistemlerdir. Şekil 3.1.a da verildiği gibi sabit eksenli uygulamalarda millerin eksenleri çalışma esnasında açısal olarak değişmez veya değişim varsa bu değişim şekil 3.1.b de verildiği gibi hep aynı yörünge üzerinde sınırlı biçimde olur. Şekil 3.1.c de verilen hareketli sistemlerde ise, giriş ve çıkış eksenlerinin değişebilirliği temel prensiptir [6]. (a) Sabit eksenli (b) Kısıtlı eksenli (c) Hareketli eksenli uygulama Şekil 3.1 Güç aktarma sistemleri 3.1.Sınıflandırılması: Kayış kasnak mekanizmaları Zincir mekanizmaları Kaplinler ve kavramalar Dişli çarklar

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

21 Kayış malzemesi Mekanizmanın önemli bir elemanı olan kayış şu özelliklere sahip olmalıdır: -Bükülme kabiliyeti ve yüksek bir çekme mukavemeti. -Uygun bir ömür ve yorulma mukavemeti -Düşük maliyet fiyatı [7] Kasnaklar İki mil arasında kayışlar vasıtasıyla güç ve hareket nakleden makine elemanları. Kullanılan kayış şekline göre kasnak şekilleri değişir. Düz kayış kasnakları ve V kayış kasnakları yaygın şekilleridir. Kasnaklar yaygın olarak çelik, dökme demir ve çinkodan yapılır. Düz kayış 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 (şekil 3.3.), dişli çark ile kayış kasnak mekanizmaları arasında, ara bir mekanizma olarak kabul edilebilir. Dişli çarklarda olduğu gibi, burada da hareket şekil bağı olarak doğrudan doğruya temas yolu ile iletilir. Kayış 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, -İstenilen çevrim oranının tam olarak sağlanması, -Çeşitli ortamlarda (sıcaklık, pislik, toz, rutubet) iyi bir çalışma kabiliyeti göstermesi, -Oldukça iyi bir verime sahip olması,

22 15 Zincir Mekanizmalarının sınırlılıkları: -Oldukça ağır ve pahalı bir konstrüksiyon oluşturması, -İletilen hızın sabit olmaması ve bu nedenle kütlesel kuvvet, darbe ve titreşimlerin oluşmasından dolayı gürültülü olarak çalışması, -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 dişli çarklara zincir dişli çark denir. (Şekil 3.3- Şekil 3.4) [8]. Şekil 3.3 Zincir dişli çarklar Zincirler standart parçalardır ve piyasadan hazır olarak alınır. Zincir dişli çarklar ise amaca uygun seçilmiş zincirlere göre biçimlendirilerek üretilir.

23 16 Şekil 3.4 Hareket ve güç iletiminde kullanılan zincir örnekleri Kaplinler ve kavramalar Genel ifadeler Genel anlamda irtibat elemanlarının görevi, güç kaynağı olan motor ile iş makinesi veya döndüren eleman ile döndürülen eleman arasında irtibatı sağlamak ve bu şekilde hareketi iletmektir. Mekanik irtibat elemanları olarak pratikte kaplinler ve kavramalar kullanılır. Kaplinlerde irtibat, mekanik bağ ile gerçekleştirilir. 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; şöyle 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 eşit aralıklı ve özel profilli girinti ve çıkıntıları bulunan silindirik veya konik yüzeyli elemanlara dişli çark denir. Dişli çarklar aşağıdaki şekilde gruplandırılabilir: * Mil eksenlerine göre Mil eksenleri aynı düzlemde olan dişli çarklar: - Eksenleri paralel olan dişli çarklar: Düz, helis, kremayer ve ok dişli çarklar. (Şekil 3.5.a,b,c,d) - Eksenleri kesişen dişli çarklar: Konik dişli çarklar. (Şekil 3.5.e) (a) Düz dişli (b) Helis dişli (c) Kremayer dişli (d) Ok dişli (e) Konik dişli Şekil 3.5 Eksenleri paralel olan ve eksenleri kesişen dişli çarklar

25 18 Mil eksenleri ayrı düzlemlerde olan dişli çarklar: - Helisel dişli çarklar. (Şekil 3.6.a). - Sonsuz vida ve karşılık dişlileri. (Şekil 3.6.b). (a) Helisel dişli çarklar Şekil 3.6 Mil eksenleri ayrı olan dişli çarklar (b) Sonsuz vida ve karşılık dişlileri * Çalışma durumuna göre - Dıştan çalışan dişli çarklar. (Şekil 3.7.a) - İçten çalışan dişli çarklar. (Şekil 3.7.b) (a)dıştan çalışan Şekil 3.7 İçten ve dıştan çalışan dişliler (b) İçten Çalışan

26 19 * Dişlilerin açıldığı yüzeylere göre - Silindirik yüzeyli dişli çarklar. (Şekil 3.5., 3.6.a, 3.6.b, 3.7.a, 3.7.b.) - Konik yüzeyli dişli çarklar. (Şekil 3.5.e) - Düzlem yüzeyli dişli çarklar. (Şekil 3.5.c.) * Diş profil eğrisine göre - Evolvent eğrili dişli çarklar - Sikloit eğrili dişli çarklar - Zincir dişlileri * Dişli çarkın ölçü sistemine göre - Metrik ölçülü dişli çarklar: Modül esasına göre - Inches ölçülü dişli 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, dişleri mil eksenlerine paralel açılmış dişlilere düz dişli çark, alın dişli veya silindirik düz dişli çark denir [8]. Kullanıldığı yerler: Düz dişli 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 değişir. Hareket halinde hız değiştirmek için eksenel kayma ile birbirini kavrayabildiğinden çok kullanılır. Eksenel kuvvet olmadığından yataklanma bakımından daha basit konstrüksiyonlar kullanılabilir. Bu dişlilerde çevre hızı m/sn arasında (gereç cinsine göre) alınabilir. Dişli çarkın imal edileceği malzeme seçildikten sonra, çalışma durumuna göre aşağıda belirtilen imalat yöntemlerinden birisi seçilir. Dökme Dişler Yavaş dönen dişli çarklarda ve kaba işlerde kullanılır. Küçük çaplı ve az güç nakleden dişliler alüminyum, pirinç gibi gereçlerden püskürtme dökümle yapılabilir.

27 20 Freze ile Diş Açma Karşılıklı çalışan iki dişli çarkın, diş profillerinin resimleri çizilip bu eğrilere göre freze çakıları yapılarak diş açmak mümkündür. Freze çakıları, kuvvet açısı ve açılacak diş sayısına göre değişik numaralarda imal edilirler. Modül freze çakıları TS3601 göre standartlaştırılmıştır. Yuvarlama Metodu ile Diş Açma Bu metotla açılan dişlerin profillerinin çizilmesi gerekmez. Profili meydana getirecek kremayer dişli şeklindeki kesici bir bıçak, önünde hem yuvarlanan hem de dönen dişli çark taslağı üzerinde dişleri meydana getirir. Bu metod, Maag metodu olarak da bilinir. Kremayer dişli şeklindeki bıçak yerine, çevresinde kesici dişler bulunan bıçak kullanarak da dişlerin açılması mümkündür. Dişli ile birlikte dönen bu bıçak aynı zamanda eksenel hareket yapar. Bu metoda da Fellow metodu denir. Şablona Göre Diş Açma Bu metotla diş açan tezgâhlar, genel olarak eğik ve konik dişli çarkların yapılmasında kullanılır. Bu metotta yapılacak olan dişlinin bir dişlinin eğimi, bir şablon üzerine aktarılır. Çakı, bir izleyicinin ucuna bağlanır. İzleyicinin hareketi bire bir açılan dişli malzemesinin üzerine aktarılır. Şerit Testere ile Diş Açma Küçük ve orta hızlarda ve ayrıca önemsiz yerlerde kullanılan dişlilerde diş profilleri yapılacak levha üzerine 1:1 ölçekle çizilir. Daha sonra testere ile kesilerek dişler oluşturulur. Preste kesilerek diş açma Genellikle saat ve sayaç endüstrisinde dişli çarklar, ince şerit lamalardan, önceden hazırlanmış kesme kalıpları ile preste basılarak oluşturulurlar [8] Kremayer dişlinin tanımı ve kullanıldığı yerler Tanımı: Yarıçapı sonsuz büyüklükte olan ve bir nevi içten teğet dişli gibi kabul edilen dişlilerdir. Dişler düz bir çubuk üzerine açılır. Bir başka deyişle bir dişli çarkın diş sayısı

28 21 sonsuz kabul edilirse bu dişliye kremayer dişli denir. Kremayer dişli genellikle karşısında küçük bir silindirik dişli ile çalışır. Bu dişlilere pinyon dişli denir. Çalışma sırasında istenen düzgünlük ve sessizlik için dişlerin düz, helis, ok ve spiral şekilde açılması uygundur. Sonuç olarak kremayer dişlinin tanımı; üzerinde düz veya helisel dişler açılmış doğrusal çubuklara kremayer dişliler denir. Kullanıldığı yerler Kremayer dişliler, pinyon dişli ile birlikte bir dişli çifti oluşturarak kullanılır. Böylece dairesel hareket doğrusal harekete veya doğrusal hareket dairesel harekete çevrilir. Büyük güç iletiminde en az kuvvet sarf etmek amacı ile kremayer dişli sistemi, sonsuz vida ve karşılık dişlileri ile birlikte kullanılır Silindirik helis dişli çarkın tanımı ve kullanıldığı yerler Tanımı: Eksenleri birbirine yakın olan paralel, dik veya herhangi bir açıda çalışan millerde hareketi veya kuvveti bir milden diğer mile aktaran, dişleri dönme eksenine paralel olmayan makine elemanlarına helis dişli çark denir (Şekil 3.8). Şekil 3.8 Silindirik helis dişli çarklar Çeşitleri Helis dişliler helis yönlerine göre sağ helisli ve sol helisli olmak üzere ikiye ayrılır.(şekil 3.9.a) Ayrıca helis dişli çarklar, dişlerin; düz (Şekil 3.9.b), eğri (Şekil 3.9.c) biçimli oluşuna 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. Şekil 3.10 da araçların hız kutularında kullanılan helis dişli çarklar görülmektedir. Şekil 3.10 Araçlarda kullanılan hız kutusu Helis dişli çarkın düz dişli çarka olan üstünlükleri - Silindirik helis dişliler birbirlerini düz dişli çarka göre daha kolay kavrar. - Düz dişli çarklara göre daha sessiz çalışır. - Aynı anda birden fazla diş 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; dişli çark denir. Dişleri kesik koni şeklindeki parçanın yanal yüzeyine açılmış olan çarklara konik Şekil 4.1 Dişleri düz ve helis konik dişli çark Çeşitleri Konik dişli çarklar, çalışma sistemlerine göre, dik çalışan konik dişli çarklar, dıştan çalışan konik dişli çarklar ve içten çalışan konik dişli çarklar olarak sınıflandırılabilir. Konik dişli çarklar, dişlerinin açılışına göreyse; şekil 4.2. de görüldüğü gibi düz konik, eğik konik, spiral konik, evolvent konik, daire yaylı konik ve ok dişli konik olmak üzere de çeşitlere 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, kesişen miller aracılığı ile yapılan sistemlerde kullanılır. Oldukça büyük kuvvetlerin taşınmasında, kuvvet makinelerinin ve taşıtların dişli kutularında çok kullanılır. Aşağıda diferansiyel kutularında kullanılan düz konik, helisel konik dişliler görülmektedir [8]. Şekil 4.3 Diferansiyel kutusunda kullanılan konik dişli çarklar

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

33 İçten Çalışan Konik Dişli Çarklar Dişliler içten çalıştığı durumda konik dişli çarkların eksenleri arası 90 den büyüktür. Şekil 4.6 Eksenleri 90 den büyük olan konik dişli çarklar Şekil 4.7 Eksenleri 90 den büyük konik dişli çarklar

34 Dıştan Çalışan Konik Dişli Çarklar Bu durumda, konik dişli çarkların eksenleri arası 90 den küçüktür. (Şekil 4.8). Şekil 4.8 Eksenleri arası açı 90 den küçük konik dişli çarklar Eksenler arası açı: Σ = δ1 + δ2 < 90 olur. Eş dişlilerin diş sayıları, Z1 ve Z2 ye göre: Şekil 4.9 Dıştan çalışan konik dişli

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

36 Konik Dişli Çark Elemanlarının Gösterilmesi Şekil 4.11 Konik Dişli Çark Elemanlar Konik Dişli Çark Elemanlarının Sembollerle Gösterilmesi Şekil 4.12 Konik dişli çark elemanlarının sembollerle gösterilmesi

37 Konik Dişli Çark Elemanlarının Hesaplanmasında Kullanılan Formüller Şekil 4.13 Frezelenecek düz konik dişli 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 belirtmiştik. Yine de imalat süreçlerine değinmeden kısa bir hatırlatma yapmakta fayda var. Hareket ve kuvvet iletimi dişli çarkların üzerindeki, dişler vasıtasıyla gerçekleşir. Dişler bu nedenle son derece önemlidir. Dişlerde oluşacak her hangi bir imalat hatası oluşturulan hareket veya kuvvet iletim sisteminin çalışmamasına neden olacaktır. Bu nedenle imalat süreçleri oldukça dikkatli planlanmakta ve gerçekleştirilmektedir. Temelde tüm makine elemanları benzer süreçlerden geçerek istenilen formları almaktadırlar. Bu aşamalar; 1.Tasarım aşaması 2.Prototip üretim aşaması 3.Ön kontrol (Deneme) aşaması 4.Seri imalat süreci aşaması Yukarıda yer alan temel aşamalara yer yer ihtiyaca dayalı olarak farklı eklemelerde bulunulabilir. Ancak bu dört temel aşama tüm imalat süreçlerinde yer alması kaçınılmazdır. Dişli çarkların üretim aşamalarında da yukarıdaki süreçler takip edilir. Üretilecek olan dişli çarkın istenilen hareket ve kuvvet iletimi için uygun dişli sisteminin seçimi yapılır. Ayrıca dişliye ait tüm ölçüler, kesin dişli formüllerle hesaplanmakta ve ardından üretim aşamasına geçilmektedir. Temelde talaşlı imalat aşamaları iki kademede gerçekleştirilmektedir. Birinci kademede tornalama ile dişliler taslak yani diş açılmamış bir çark haline getirilir. Ardından ikinci kademede diş açma işlemi gerçekleştirilmektedir. Genel olarak dişli çarklar, silindirik parçaların dışına, içine ve konik parçaların üzerine açılmaktadır. Dişli çarklar üniversal tezgâhlarda veya özel dişli çark açma tezgâhlarında üretilirler [9].

39 32 Genelde dişlerin açılması için form freze ve yuvarlanma olmak üzere iki yöntem kullanılmaktadır. Bu yöntemlerin dışında küçük dişlilerin üretilmesinde broşlama, veya talaşsız yöntemlere dayanan direkt olarak kokil püskürtme ve kapalı dövme yolu ile imal edilebilir. Ancak en hassas olduğundan en çok kullanılan yöntem talaş kaldırma yöntemi ile diş açmadır [10] Form Freze İle Diş Açma Üniversal freze tezgâhında üretilen dişlilerin formu istenilen özellikleri karşılamaktan uzaktır. Bunun en büyük nedeni dişli çarklarda diş formunun diş sayısına göre değişmesidir. Dişlilerin formunu belirli bir sınırlar içerisine almak için, üniversal freze tezgâhında dişli işlemede kullanılan parça frezeler numaralandırılmıştır (şekil 5.1). Her numaranın hangi diş sayısındaki dişliyi işleyeceği belirlenmiştir [9]. Şekil 5.1 Modül freze numaraları Şekil 5.2 de çevresinde 12 diş yer alan dişli çarkla, 120 diş yer alan dişli çarkın diş formu açıkça görülmektedir. Diş sayısı 135 den fazla olan dişli çarklarda ve kremayer dişlide dişlilerin yanakları düz hale gelmektedir [9]. Şekil 5.1 Diş Profilleri

40 33 Şekil 5.2 Form freze ile diş açma Dişler divizör ile donatılmış üniversal bir frezede açılır. Taslak ve takım tezgaha bağlandıktan sonra takıma dönme, tablaya bağlı parçaya ilerleme hareketi verilir ve bir veya birkaç pasoda takım talaş kaldırarak diş profilini taslak üzerinde oluşturur. Ardından takım geri çekilir, taslak üzerinde oluşturulacak bir sonraki diş için divizör tertibatı döndürülerek gerekli olan açı sağlanır. Bu işlemler tekrarlanarak teker, teker diş boşlukları açılır. Modül freze çakılarına numaralar verildiği halde, üniversal freze tezgâhlarında işlenen dişli çarkların diş profillerini, hatasız olarak işlemek mümkün değildir. Bu tezgâhlarda imal edilen dişli çarkları diş profilleri, gerçek dişli çarkların profillerine sadece benzetilmektedir. Dişli çarklarda bulunan dişlilerin formu, genellikle evolvent eğrisi şeklindedir. Evolvent eğrisi pergelle çizilen daire yayı gibi değildir. Özel dişli işleme teknikleri kullanılarak, elde edilen bir eğridir. Özel dişli işleme tezgâhlarında kesici takımla iş parçası, belirli ve düzgün hareketler yaparak, dişlilerin formunu ortaya çıkarmaktadır. Bu yüzden dişli çarkların diş formunu ve bütün ölçülerini işleyen özel dişli açma tezgâhları kullanılmaktadır. Bu tezgâhlar için özel kesiciler (Şekil 5.3) kullanılmaktadır[9]. Şekil 5.3 Özel kesici takımlar Form freze ile diş açma, hatalı ve işleme zamanı büyük olan bir yöntemdir; bu nedenle küçük atölyelerde özellikle tamirat için kullanılmaktadır.

41 Yuvarlanma Yöntemi Bu yöntemde esasen evolvent eğrisini oluşturma yöntemi uygulanır. Yani diş, kesme ağzına doğru olan ve referans profil denilen bir profil seçilir. Referans profilin açısı, açılan dişlinin kavrama açısı ile eşittir. 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 dişler açılabilir. Z= dişlisi kremayer dişlisidir [10]. Şekil 5.5 Yuvarlama yönteminin esası Pratik olarak bu yöntemin takımın şekline göre kremayer, azdırma ve dişli takım olmak üzere üç çeşidi vardır. Tüm bu yöntemlerde, diş açma sırasında taslak döner ve takım dişleri sürekli olarak diş boşluklarını açar. Bir devir tamamlandığında dişler açılmış olur[2] Günümüzde genelde çok büyük dişlilere uygulanan kremayer yönteminde kremayer şeklinde bir takım kullanılır. Takımın kesici dişleri referans profille aynıdır. Burada taslak kendi ekseni etrafında döner ve tankım yukarı - aşağı kesme ve taslağa doğru ilerleme hareketi yapmaktadır (Şekil 5.6) [10].

42 35 Şekil 5.6 Kremayer ve azdırma yöntemi Azdırma yönteminde takım helisel silindirik çevresel freze biçimindedir. Kesici dişler helis boyunca dizilmiştir. Taslak kendi eksendi etrafında dönme hareketi, takım kendi ekseni etrafında dönme hareketi (kesme) ve aşağı doğru ilerleme hareketi yapmaktadır. Diş bir veya birkaç pasoda açılabilir; son olarak ince talaş pasosudur. Tezgâh üzerinde azdırma dişliye göre, azdırmanın eğim açısı kadar eğik yerleştirilir [10]. Helisel dişlilerde, azdırmanın yerleştirme açısı, dişli ve azdırmanın eğim açılarına ve yönlerine bağlı olarak tayin edilir. (a) (b) (c) Şekil 5.7 Azdırma freze takımları a. DP, b. Modül, c.zincir, d.triger (d)

43 36 Fellow adını da taşıyan ve esasen dikey planyalama olan bu yöntemde takım olarak dişli takım kullanılır (Şekil 5.8). Taslak kendi ekseni etrafında döner, kesici takım ise aşağı-yukarı kesme hareketi ve kendi ekseni etrafında dönme hareketi yapar. Bu yöntemde iç dişli ve kremayer dişlisi açılır [10]. Şekil 5.8 Fellow yöntemi ile açılan dişliler ve kullanılan kesiciler Yuvarlanma tekniği konik düz dişlili çark işlemede de kullanılmaktadır. Yuvarlanma tekniği ile işleme sırasında dişli çark taslağı düşük 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 dişli çarklar işlenebilmektedir (Şekil5.9). Şekil 5.9 Düzlem freze çakıları ve tek freze çakıları

44 37 6. DİŞLİ ÇARKLARIN MALZEMLERİ VE BOZULMA ŞEKİLLERİ Dişli çarklar çalışma durumlarına göre değişik malzemelerden imal edilirler. Dişli çark malzemelerin seçimi çalışma koşullarına, istenilen mukavemet değerlerine göre değişmektedir. Genellikle dişliler çelikten imal edilirler. Bu hususta en az St 50 olmak üzere tüm sementasyon, ıslah ve nitrurasyon çelikleri kullanılır. Bu çeliklerden yapılan dişlililere genelde yüzey sertleştirme işlemleri uygulanır. Daha az yüklü dişliler, özellikle hassas cihaz tekniğinde; bronz ve naylon, teflon, gibi plastik malzemelerden yapılır. Önemsiz yerlerde dökme demir de kullanılır [10]. Şekil 6.1 Dişli çarklarda kuvvetler ve zorlanmalar Çalışma sırsında dişli çarkların dişlerini zorlayan ve diş kuvveti adını taşıyan Fn kuvveti meydana gelir (Şekil 6.1 a). Bu kuvvetin etkileme yönü kavrama doğrultusu yönündedir. Bir diş yalnızca eş dişle kavramaya girdiğinde bu kuvvet ile zorlanır. Kavramadan çıktıktan sonra kuvvet sıfırdır. Dolayısıyla bir diş, dişlinin bir devirde 0 ila Fn arasında değişken bir kuvvetle zorlanır. Yani bir diş, pülsatör değişken bir zorlanmaya tabi tutulur. Fn kuvveti Şekil 6.1 a da gösterildiği teğetsel Ft ve radyal Fr olmak üzere iki bileşene ayrılabilir [10].

45 38 Bağıntıları ile hesaplanan bu kuvvetlerden Şekil 6.1 b de gösterildiği bir diş, Ft kuvveti tarafından eğilmeye (σe) ve Fr kuvveti tarafından basılmaya (σb) zorlanır. Bu iki zorlama diş dibinde Şekil 6.1 a da gösterildiği gibi kırılmaya sebep olabilir [10]. Bunun yanı sıra dişler arası temas alanının çok küçük olduğundan aynı kuvvetin etkisi altında Hertz yüzey basınçları da meydana gelir(şekil 6.2 a). Bu basıncın etkisi altında diş yüzeylerinde yorulma (pitting) aşınması oluşabilir(şekil 6.2 b). Ayrıca diş başlarında ve diplerinde büyük kaymalardan dolayı yenme denilen adezyon aşınmaları meydana gelebilir(şekil 6.2 c). Özetlenirse dış kuvvetin etkisi altında dişler; diş dibi kırılması, yorulma aşınması ve yenme gibi bozulmalara uğrayabilirler. Bu zorlamalara göre, dişin kırılmaya karşı çekirdek kısmı sert ve pitting aşınmasına karşı yüzeyi sert olması gerekir. Bu husus yüzey sertleştirme ile yerine getirilir [10]. (a) (b) (c) Şekil 6.2 Dişli çarklarda bozulmalar Ele aldığımız otomatik ilerleme tertibatında karşımızda benzer problemler çıktı. Diş dibi kırılması, yorulma aşınması ve yenme gibi bozukluklar ile karşılaştık. Karşılaşılan problemler ve çözüm önerileri aşağıda sıralanmıştır. Modifikasyonu yapılan otomatik ilerleme tertibatının üzerindeki; standart olmayan konik dişlinin imalat aşamaları ekler kısmında resimlerle anlatılmıştır.

46 39 KARŞILAŞILAN PROBLEMLER VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİ Problemin Nedeni Çözüm Önerileri 1.Seçilen dişli çark malzemelerinin birbirlerine uyumsuzluk göstermeleri sonucunda oluşan problemler. Dişli 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 dişlide kullanılan malzemenin akma sınırından küçük ve yakın bir değerde olmalıdır. 3.Tezgâh ilerleme tertibatının maksimum kapasitesinden daha fazla yüke maruz kalması. Tabla üzerine yerleştirilen yük, maksimum kapasitesinin üstünde bir yük olmamalıdır. Ayrıca stabil yerleştirilmesine 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. İmalat esnasında oluşan talaşlar iyice temizlenmeli ve sistemin yağlanması düzenli olarak kontrol edilmelidir.

47 40 7. KONTROL VE OTOMATİK KONTROL Kontrol. Her hangi bir olay veya bir işlem, giriş ve çıkış adını taşıyan bir takım büyüklüklerle (değişkenlerle) 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 (değiştirme) 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 dışarıdan her hangi bir müdahaleye ihtiyaç duymuyorsa otomatik kontrol olarak adlandırılır. Sistem ihtiyacı olan tüm elemanlara sahiptir. Otomatik kontrol sistemi kapalı devredir. Dışarıdan her hangi bir müdahale ile kontrol edilen sistemler de mevcuttur. Elle veya konvansiyonel kontrol edilen bu işlem otomasyon kapsamına girmez. Otomasyon kapsamına girmesi için tüm işlemlerin insan girişimi olmadan bir tertibat veya program tarafından gerçekleştirilmesi 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 karmaşık olmaları ve - Kontrol büyüklüğünde yapılan en ufak bir değişiklik, 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 değişiklikler, çok kolay ve çabuk programda yapılan değişiklikler ile karşılanır. Programlama bakımından en esnek sistemler bilgisayarlardır [10].

48 41 Mekanik tertibatlarla kumanda edilen kontrol sistemlerine mekanik otomat sistemleri de denilir. Mekanik sistemlerde kontrol; dişli çarklar, kavramalar, cıvata mekanizması, kam mekanizması, çubuk sistemi vb elemanlar ile kontrol edilir. Aşağıda mekanik rijit kontrol sistemleri örnekleri verilmiştir. Şekil 7.1 Mekanik otomat kontrol örneği Şekil 7.2 Rijit kontrol ve çok işlemli 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 çalışmalar yapılmış; kayış kasnak mekanizmaları, kaplin ve kavramalar, zincirler vb. güç ve hareket aktarımı için uygulanmıştır. Ancak ağırlıklı olarak dişli çarklar üzerinde yoğunlaşılmıştır. Yapmış olduğumuz bu çalışmada; 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, İstanbul-2004 [2] ÖZCAN, Şefik-BULUT, Halit. Atelye ve Teknoloji, Ankara 1991 [3] ÇİĞDEM, Mustafa. İmal Usulleri, Çağlayan Kitabevi, İstanbul-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, İstanbul-2005 [8] MEGEP Notları, Güç ve Hareket İleten Sistemler [9] KISA, Mehmet. Özel Üretim Teknikleri-Bursa 2002 [10] AKKURT, Mustafa. MAKİNE BİLGİSİ- Birsen Yayınevi İstanbul

51 44 ÖZGEÇMİŞ Mustafa PERÇİN; 1988 yılında Bilecik ilinin Bozüyük ilçesinde doğdu.2002 yılında Çitosan İlköğretim Okulu ndan, 2005 yılında Şehit Zafer İpek Lisesi nden mezun oldu de Selçuk Üniversitesi Huğlu Meslek Yüksekokulu Makine bölümünü kazandı yılında Huğlu Meslek Yüksekokulu ndan birincilikle mezun oldu, aynı yıl Dikey Geçiş Sınavı ile Dumlupınar Üniversitesi Simav Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü nü kazandı. Talaşlı Üretim Öğretmenliği A.B.D. nda 3. sınıfa devam etmektedir. Samet YAMAN; 1988 yılında Bolu nun Gerede ilçesinde doğdu yılında Yıldırım Beyazıt İlköğretim Okulu ndan, 2006 yılında Sezai Türkeş Fevzi Akkaya Anadolu Teknik Lisesi nden mezun oldu aynı yıl Kocaeli Üniversitesi Gebze Meslek Yüksekokulu Makine bölümünü kazandı ve 2008 yılında buradan birincilikle mezun oldu ve şuan Dumlupınar Üniversitesi Simav Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümünde eğitimine devam etmektedir. Nedret ŞENÖZ; 1989 yılında Bulgaristan ın Plovdiv (Filibe) şehrinde doğdu yılında Yenimahalle İlköğretim 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 Talaşlı Üretim Anabilim Dalında eğitimine devam etme hakkı kazandı. Halen Talaşlı Üretim Öğretmenliği A.B.D. nda 3. sınıfa devam etmektedir. Ömer TOPSAKAL; 1987 yılında İstanbul un Ümraniye ilçesinde doğdu. Alemdağ İlköğretim 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, Talaşlı 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 Talaşlı Üretim Öğretmenliği Anabilim Dalını Okumaya Hak kazandı.

52 EKLER 45

53 46 Şekil Ek 1: Konik dişlinin sıyrılma nedeni tablanın kilitli olduğunun unutulması ve ilerleme verilmesi Şekil Ek 2: Tablanın kilitlenmemiş durumu

54 47 Şekil Ek 3: İş parçasının tornalanması Şekil Ek 4: 20 W1/4 vidanın açılması

55 48 Şekil Ek 5: 20 W1/4 vidanın kontrol edilmesi Şekil Ek 6: Dişli kalınlığının işlenmesi

56 49 Şekil Ek 7: Dişli koniğinin oluşturulması Şekil Ek 8: Dişlinin alnındaki kademenin verilmesi

57 50 Şekil Ek 9: Kalemin parçaya sıfırlanması Şekil Ek 10: Dişlinin imalatı