Tornalama Operasyonları

Transkript

1

2 Tornalama Operasyonları Tornalama Delik İşleme Diş açma Profil işleme Kanal açma Delme Yüzey tornalama Kesme

3 METOD BELİRLEME En iyi prosesi oluşturmak için 3 konuya dikkat edilmelidir; 1. Parça Özelliği 2. Parça Malzemesi, şekli ve miktarı 3. Tezgah Parametreleri

4 Parça Özelliği Boyutsal Hassasiyetler Geometrik Hassasiyetler Yüzeysel Hassasiyetler Köşe Radyüsü Gereksinimi Bağlama Yöntemi İşleme Metodu Belirleme METOD BELİRLEME

5 METOD BELİRLEME Parça Malzemesi, Şekli ve Miktarı Malzeme özellikleri Parti miktarı Talaş boşaltma

6 METOD BELİRLEME Tezgah Parametreleri Stabilite Güç ve Tork Soğutma sıvısı, basıncı ve debisi Taretteki takım sayısı Takım değiştirme zamanı Devir/dk sınırlamaları Parça yükleme Punta

7 TEMEL FORMÜLLER f = ilerleme (mm/dev) ap = Kesme derinliği (mm) Vc = Kesme hızı (m/dak)

8 KESİCİ UÇ ŞEKLİ Tezgah Zorlanması Pc(Kw)

9 KESİCİ UÇ ŞEKLİ Negatif kesici uçlar Çift taraflı Yüksek kenar dayanımlı Pozitif kesici uçlar Tek taraflı Keskin kesme kenarı Düşük kesme kuvveti Kullanım; Dış çap tornalama, Büyük parçalar ve zor koşullar Kullanım; İç çap ve delik profil işleme, İnce, sabit olmayan ve zayıf parçalar

10 KESİCİ UÇ ŞEKLİ Pozitif kesici uçlar; Tek taraflı Düşük kesme kuvvetleri Kenar boşluğu Delik tornalama ve ince parçaların dış çap tornalaması için ilk tercih Negatif kesici uçlar; Çift taraflı Yüksek kenar mukavemeti Sıfır boşluk Dış çap tornalama için ilk tercih Ağır kesme koşulları + -

11 GİRİŞ AÇISININ ETKİSİ Giriş açısı, kesme kenarı ile ilerleme yönü arasındaki açıdır. Bu açı, tornalama operasyonlarında kullanılacak takım seçiminde önemlidir ve aşağıdakiler üzerine etkisi vardır Talaş oluşumu Kesme kuvvetlerinin yönü İşleme esnasındaki kesme kenarı uzunluğu K

12 GİRİŞ AÇISININ ETKİSİ KÜÇÜK GİRİŞ AÇISI; Kesme kenarına azaltılmış yük Daha ince bir talaş, daha yüksek ilerleme oranı Çentik aşınmasını azaltır 90 lik bir köşeyi dönemez Kuvvetler hem eksenel hemde radyal olarak yönlendirilir, bu da titreşim ile sonuçlanabilir BÜYÜK GİRİŞ AÇISI; Ayna yönünde daha çok kuvvet uygulanır Titreşime daha az yatkınlık Köşeleri dönebilme kabiliyeti Özellikle kesme girişi ve çıkışında yüksek kesme kuvvetleri

13 Boşluk Geometrileri Negatif boşluk, çelik, çelik alaşımları, paslanmaz çelik, dökme demir. Pozitif boşluk, plastiksi malzemeler ve bazı yüksek sıcaklık alaşımlar için kullanılır. Nötr boşluk, diş açma, kanal açma, profil işleme ve form takımlarında kullanılır. Mümkün olduğunda negatif boşluk kullanın

14 Kesme Kenarlarının Sayısı; KESİCİ UÇ ŞEKLİ

15 Talaş Derinliği; KESİCİ UÇ ŞEKLİ

16 KESİCİ UÇ RADYÜSÜ Kesici uçtaki köşe radyüsü (r) tornalama operasyonlarında önemli bir faktördür. Köşe radyüsü seçimi aşağıdakilere bağlıdır; - Talaş deriniği, ap - İlerleme, f ve aşağıdakileri etkiler; -Yüzey kalitesi -Talaş kırma -Kesici uç dayanımı Küçük Köşe Radyüsü; Küçük talaş derinlikleri için idealdir. Titreşimi azaltır. Daha az kesici uç dayanımı sağlar. Geniş Köşe Radyüsü; Yüksek ilerleme. Büyük talaş derinlikleri. Daha güçlü kenar. Arttırılmış radyal kuvvetler.

17 TALAŞ DERİNLİĞİNE BAĞLI OLARAK KESİCİ UÇ RADYÜSÜ Köşe radyüsü aynı zamanda talaş oluşumunu da etkiler. Genellikle talaş kırma daha küçük radyüslü bir uç ile arttırılır. Temel bir genel kural olarak talaş derinliği, köşe radyüsünün 2/3 ünden veya ilerlemede köşe radyüsünün ½ sinden daha az olmamalıdır.

18 TALAŞ Talaşları Kırma; Talaş kontrolü, tornalamada ana faktörlerden biridir ve talaş kırma alternatiflerinin üç prensip yöntemi vardır. - Kendi kendine kırılma, örneğin dökme demir. - Kesici ucun alnına çarparak kırılma. - İş parçasına çarparak kırılma. Talaş kırmada etkisi olan faktörler; - Kesici uç geometrisi, - Köşe radyüsü, - Giriş açısı, - Talaş derinliği, - İlerleme, - Kesme hızı, - Malzeme,

19 TALAŞ F M R Talaş kırma geometrisinin çalışma temel prensibi.

20 TALAŞ Talaş oluşumunu etkileyen faktörler Takım Kesme koşulları Malzeme Soğutma sıvısı Boşluk açısı Giriş açısı Radyüs İlerleme Kesme derinliği Sertlik Çekme dayanıklılığı Kuru işleme Kaplama Kesme kenarı ve talaş kırıcı geometrisi Talaş kalınlık oranı Kesme hızı Termal işlem Yapı Emülsiyon soğutma Kesme yağı

21 Tercih edilen Kısa spiral talaşlar Kırma için daha az güç gerekir. Kesme kenarlarında daha az gerilim oluşur. Kesme kuvvetlerinde daha küçük artışlar. Daha kolay boşaltma. Kaçının Çok kısa, sıkı talaşlar Kırma için daha çok güç gerekir. Kesme kenarında daha yüksek gerilim. Olası sapma ve vibrasyon. Kaçının Uzun, ipliksi talaşlar Boşaltılması son derece zor. İş parçasına veya takıma zarar verebilir ve tekrar kesilebilir.

22 Uzun talaşlar talaş boşaltma İlerlemeyi arttır. Daha sert talaş kırma geometrisi kullan. Kısa talaşlar Yüksek Kesme Kuvvetleri İlerlemeyi azalt. Daha az yumuşak talaş kırma geometrisi kullan.

23 P Çelik M Paslanmaz Çelik K Dökme demir Bazı iş parçası malzemeleri (P ve M malzeme grupları) uzun talaşlar verir. Diğer iş parçası malzemeleri (K grup) kısa talaş verir.

24 Kesici Takım Malzemeleri Aşınma direnci CBN/ PCD Seramikler Sermet CVDkaplı karbür PVD kaplamalı karbür Mikro tanecikli Kaplamasız karbür HSS Tokluk

25 Kesme Koşulları ÇİZELGE Yüzey Kalitesi Darbeli Yüksek Karbür CBN Seramik Sürekli Düşük

26 İşlenebilirlik İş Parçası Malzemeleri Karbon çelik - Serbest kesim çelik Karbon çelik Alaşım çelik Ostenitik PÇ Titanyum Alaşımlar Nikel esaslı alaşımlar Kobalt esaslı alaşımlar Özel yüksek sıcaklık alaşımlar Genel imalat çeliği Kimya, petrokimya, medikal, gaz ve kağıt endüstrisi Enerji üretimi, havacılık ve uzay teknolojileri

27 Hangi kesme takımı? Hangi takım tutucu? Sap boyutları. Uç bağlama metodu. Ucun temel şekil ve boyutları. Takım geometrisi. Hangi uç? Temel şekil ve geometri. Kesme geometrisi. Kesme kenarı geotmetrisi ve talaş kırma geometrisi. Boyutlar. Uç kalitesi. Nasıl kullanılmalı? LNMX 11 LNMX 15 LNMX 22 Kesme hızı, kesme derinliği, ilerleme ve diğer faktörler (soğutma sıvısı,...).

28 En Uygun Uç İşlenecek malzeme çelik paslanmaz döküm vs. İşlem kaba 1/2 kaba hassas Kesme hızı V c Kesme derinliği a p İlerleme f Karbür kalitesi Geometri En Uygun Uç

29 En Uygun Takım KESME HIZI KESME DERİNLİĞİ İLERLEME Karbür uç temel şekil geometrisi boyutlar UÇ KESİCİ TAKIM TAKIM TUTUCU UYGULAMA TİPİ

30 İÇ ÇAP TORNALAMA Kater boyutu iç Mümkün olduğu kadar küçük çap seçin - Delik çapı ile takım tutucu çapı arasındaki fark ne kadar büyük olursa, talaş atma için o kadar fazla boşluk olur. Mümkün olduğu kadar büyük çap seçin - Büyük takım tutucu çapları (ve daha kısa projeksiyon uzunluğu) daha sağlam takım tutucu verir. Bu sayede daha az vibrasyon problemi olur. F ÇELİŞKİ! Çap Uzunluk

31 İÇ ÇAP TORNALAMA Kater boyutu iç Uzunluk Kullanma boyu oranı = Çap 3'ten küçük : vibrasyon yok 6'dan küçük : vibrasyon riski 9'dan küçük : vibrasyon 9'dan büyük : Normal takımların kullanımı ile vibrasyon önlenemez Çap Uzunluk

32 AŞINMA Aşınma nedir? Aşınma normaldir, aşınmadan korunmak için zaman ve paranızı boşa harcamayın, çünkü bu mümkün değildir. Doğru aşınma güvenli, kontrol edilebilir ve tahmin edilebilirdir. Aşınmanın çeşitli formları vardır. Yüzey kalitesi, toleranslar, talaş şekli, kesme kuvvetlerindeki değişikliklerin sebebi bu olabilir. Boşluk yüzeyi A C Boşluk yüzeyi Yan açıklık yüzeyi C D B A: krater aşınması B: kenar aşınması C: çentik aşınması D: plastik deformasyon

33 TAKIM ÖMRÜ (MİN) Takım ömrünü belirlemek için Taylor yasası KESME DERİNLİÐİNE BAĞLI OLARAK TAKIM ÖMRÜ İLERLEMEYE BAĞLI OLARAK TAKIM ÖMRÜ KESME HIZINA BAĞLI OLARAK TAKIM ÖMRÜ Takım ömrü %10 artış azalması kesme derinliği 4% ilerleme 20% kesme hızı 50% 0 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 İLERLEME(h) -KESME DERİNLİĞİ (b)(x10) - KESME HIZI (v) (x1000)

34 Pratik optimizasyon Evet 2. Koşullar Gerçekler ve veriler takım tipi kesme koşulları iş parçası, malz, soğutma sıvısı, aşınma tipi ve takım ömrü. 3. Analiz kesme derinliği kesme malz. R a - r ve ilerleme kesme metodu. Hayır 1. Sorunu belirleme sonucun sebebine 4. Sonuçlar, tavsiyeler ve çözümler. odaklanın. Beklentilerden sapma gösteren herşey sorundur!

35 Vibrasyonlar Eğilmeyı minimize et Kullanım boyunu minimize ve çapını maksimize et. Takım yeterince bükülmez olmalıdır. Teğetsel ve radyal kuvvetleri minimize etmek için çalışma koşullarını optimize et. Bağlama mekanizmasının durumunu ve sağlamlığını kontrol et. Tezgahın durumunu kontrol et. Ayarlı titreşim sönümlemeli delik barası kullan. Eğer mümkünse takım içinden soğutma sıvısı kullan. -Tornalamada vibrasyon riskini azaltma -İş parçasını yataklayın. -Kesme hızını dev/dak değiştir. -Takımın pozisyonunu değiştirin. Periyot -Daha keskin uç kullanın. -Daha küçük kesme derinliği ve daha fazla ilerleme. Büyüklük

36 Olası çözümler Kesme hızını azaltın Aşınmaya daha dayanıklı uç kullanın. Yanak aşınması Aşındırıcı aşınması. İş parçası içindeki sert mikro yabancı maddeler ucu etkiler. Kaplamadan küçük parçalar kopar ve bunlar da ucu etkiler. Matriks içindeki yumuşak kobalt aşınır, karbür taneciklerinin yapıştırıcısı kalmadığından kırılma olur.

37 Olası çözümler Kesme hızını azaltın İlerlemeyi azaltın. Plastik deformasyon Mekanik ve termal aşırı yük. Isı uç yapısını yumuşatır Kobalt erir ve uç deforme olur. Aşınmaya daha dayanıklı uç kalitesi kullanın. Soğutma sıvısı kullanın. Daha büyük radyüslü uç seçin.

38 Olası çözümler Kesme hızını artırın. Talaş yapışması Malzeme yapışması. Yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta, iş parçası malzemesi kesme kenarına yapışır. Kenardaki bu talaş birikmesi kırıldığında kaplama ile alt tabaka malzemesini de birlikte alır. Soğutma sıvısı kullanın veya soğutma sıvısı kullanmayı durdurun. Daha keskin kesme kenarı geometrisine sahip uç seçin. İlerlemeyi artırın.

39 Olası çözümler Kesme hızını artırın. Uçta kenar ufalanması Aşındırıcı aşınması ve bölgesel gerilim yoğunluğu. İş parçası malzemesi içindeki sert mikro yabancı maddeler bölgesel gerilim yoğunluğuna sebep olur. Darbeli kesmeler ve vibrasyonlar da bölgesel gerilime sebep olabilir. İlerlemeyi azaltın (özellikle giriş veya çıkışta). Daha güçlü kesme kenarı geometrisi seçin (daha geniş kenar düzlüğü). Daha sert uç kalitesi seçin. Vibrasyon riskini azaltın.

40 Olası çözümler Bol miktarda soğutma sıvısı kullanın. Soğutma sıvısı kullanmayın. Termal çatlama Termal yükte ani değişim. Sıcak ve soğuk alanlar arasındaki sıcaklık farkları termal gerilime sebep olur. Yorgunluk çatlamaya yol açar. Kesme hızını azaltın. İlerlemeyi azaltın. Daha tok uç kalitesi seçin. Farklı işleme metodu kullanın (kesme süresi ve kesme dışı süresi arasındaki oran).

41 Olası çözümler İlerlemeyi azaltın. Kesme derinliğini azaltın. Uç kırılması Mekanik aşırı yük. Mekanik ve termal yük kombinasyonu o kadar büyüktür ki, ilk kesim sırasında uç kırılır (saniyeler). Önceki aşınma noktalarından biri çok fazla büyümüştür. Daha tok uç kalitesi seçin. Daha güçlü kesme kenarına sahip uç veya daha büyük ilerlemelere uygun talaş kırıcı geometrisi olan uç seçin. Daha kalın uç seçin. Sert kalıntılar veya zor girişe karşı iş parçasını kontrol edin.

42 Olası çözümler Vibrasyonlar Takım ve iş parçasının stabilitesini artırın. Kesme hızını değiştirin. İlerlemeyi artırın. Tezgah, iş parçası, takımın tamamı yeteri kadar sabit değil veya kuvvetsiz. Her zaman vibrasyon kaynağını belirlemeye çalışın. Kesme derinliğini azaltın. Daha keskin kenar ve talaş kırma geometrisi seçin.

43 Olası çözümler Kötü yüzey kalitesi İlerlemeyi azaltın. Kesme hızını artırın. Soğutma kullanın. Tezgah, iş parçası, takımın tamamı yeteri kadar sabit değil veya kuvvetsiz. Kesme kenarı geometrisi ve kesme koşullarının kombinasyonu yanlış. Takım ve iş parçasının stabilitesini artırın. Daha keskin kesme kenar ve talaş kırma geometrisi seçin. Silici geometrisi kullanın.

44 Aşırı aşınma için pratik göstergeler Uç aşınması... Daha yüksek güç... İş parçasındaki toleranslar... Yüzey kalitesi... Çapaklanma... Isı oluşumu... Kenar ufalanması... Kötü ısı dağılımı... Kötü talaş kontrolü... İşleme sırasında gürültü. Vibrasyonlar...

45 Soğutma Sıvısı Sıcaklık kontrol Talaş kaldırma Yağlama/temizleme Yüzey kalitesi Takım performansı Ortam İş parçası kalitesi Verimlilik Bakım İş parçası kalitesi Üretkenlik / maliyet Yüksek risk / maliyet

46 YÜKSEK BASINÇLI SOĞUTMA -YÜKSEK BASINÇLI SOĞUTMA -ÖNEMLİ ÖZELLİKLER -Titanyum ve yüksek sıcaklık alaşımları işlemede kesme hızını %200 e kadar arttırma olanağı sağlar. -Özellikle problamatic malzemelerde etkin talaş kontrolu sağlar. -Titanyum, yüksek sıcaklık alaşımları ve çelik alaşımlarında takım ömrünü %100 kadar arttırma. -Yüksek basınçlı soğutma özelliği çok uzunca bir zaman metal işleme dünyasında önemli bir rolü üstlenecektir.

47 YÜKSEK BASINÇLI SOĞUTMA -AVANTAJLAR: --Kısa İşleme Zamanı -Titanyum ve yüksek sıcaklık alaşımları işlemede kesme hızını %200 e kadar arttırabilme olanağı --Uzun Takım Ömrü -Sadece titanyum ve yüksek sıcaklık alaşımlarında değil, paslanmaz çelik ve diğer çelik alaşımlarında da %100 e varan takım ömrü iyileşmeleri. --İyileştirilmiş Talaş Kontrolü -Çok yumuşak ve problamatik malzemelerde bile küçük talaşlar sağlanabiliyor. --Çok Verimli Soğutma -Kesme bölgesindeki ısı dalgalanmalarını azaltır.