Talaş Kaldırma İlkeleri

Talaş Kaldırma İlkeleri Prof.Dr. Muammer NALBANT Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi İmalat Mühendisliği Bölümü M Nalbant 2006 1

2. Talaş Kaldırma İlkeleri 2.1 CNC Frezeleme İşlemleri CNC freze tezgahları ve işleme merkezleri, aşağıdaki altı çeşit işlemi icra etmek için kullanılır. Cetvel 2.1 bu altı işlemi göstermektedir. Yüzey işleme, Profil işleme, Cep işleme, Kanal açma, Delik işleme, 3-B yüzey işleme. 2.2 CNC Tornalama İşlemleri CNC torna tezgahları ve tornalama merkezleri, aşağıdaki on çeşit işlemi yapar: Alın tornalama, Profil işleme, Delme, Vida açma, Parçayı kesme, Yüzey tornalama, Kanal açma, Delik büyütme, Pah kırma, Frezeleme. Yukarıda sayılan on işlem, Cetvel 2.2 de gösterilmiştir. M Nalbant 2006 2

2.3 Kesici Takım Malzemeleri Kesici takım malzemelerinin gerekli özellikleri Kesici takım malzemesinin üç önemli özelliği vardır. Bunlar: 1. Aşınma direnci (çeşitli aşınma mekanizmalarına karşı direnç), 2. Tokluk (enerji yutma kabiliyeti ve basma yükü altında çatlama olmaksızın plastik şekil değiştirmeye dayanma), 3. Sıcak sertlik (yüksek sıcaklıktaki sertliğidir ve dolayısı ile kesme verimini muhafaza etme ve gerilimlere direnç gösterme kabiliyeti)dir. M Nalbant 2006 3

Cetvel 2.1 Frezeleme İşlemleri İşlem tipi Takım Gösterim 1. Alın frezeleme Düzlem yüzeylerin elde edilmesi Daha büyük yüzeyler için alın frezesi Küçük yüzeyler için parmak freze 2. Profil (çevre) işleme Parçanın profili çevre özelliklerinin elde edilmesi Parmak freze 3. Cep işleme Kapalı bir sınır içindeki malzemeyi kaldırma Parmak freze 4. Kanal açma Çeşitli tipte kanalların elde edilmesi Parmak freze veya kanal freze çakıları 5. Delik işlemleri a. delik delme Matkap M Nalbant 2006 4

Cetvel 2.1 Frezeleme İşlemleri (Devamı) b. konik havşa açma konik havşa matkabı c. silindirik havşa açma silindirik havşa matkabı d. delik büyütme delik büyütme başlığı e. kılavuz çekme kılavuz f. raybalama rayba Daha hassas ve tam dairesel delik elde etme 6. 3-B yüzey işleme Küresel uçlu parmak freze Yüzeylerin çeşitli şekilllerde işlenmesi M Nalbant 2006 5

Cetvel 2.2 Tornalama İşlemleri İşlem tipi Takım Gösterim 1. Alın tornalama Çevreden merkeze doğru tornalama Merkezden çevreye doğru tornalama Alın tornalama takımı 2. Tornalama: Yüzey elde etme silindirik tornalama Tornalama takımı konik tornalama 3. Profil tornalama Düz ve dairesel hatlı profilleri elde etme Profil takımı 4. Kanal açma çeşitli şekillerde kanal açma Kanal açma takımı a. Dış silindirik yüzeye kanal açma b. alına kanal açma 5. Delme İş mili ekseninde delik delme Matkap M Nalbant 2006 6

Cetvel 2.2 Tornalama İşlemleri (Devamı) İşlem tipi Takım Gösterim 6. Delik büyütme Delik büyütme takımı (Delik kalemi) 7. Vida açma Değişik vida biçimlerini elde etme Dış vida İç vida Vida açma takımı 8. Pah kırma Keskin köşelere pah kırma Pah kırma takımı 9. Kesme İş parçasını asıl malzemeden ayırma Keski kalemi 10. Frezeleme kanal ve yüzey üretme Parmak freze M Nalbant 2006 7

Kesici Takımı Malzemeleri CNC tezgahlarda kullanılan genel kesici takım malzemeleri, yüksek hız çeliği (HSS), sementit karbürler, sermetler, seramikler, ve çok kristalli elmas ve bor nitrür dür. Cetvel 2.3, çeşitli kesici takım malzemelerinin özelliklerini ve uygulama alanlarını özetlemektedir. Cetvel 2.3. Çeşitli kesici takım malzemelerinin özellikleri ve uygulama alanları Takım malzemesi Temel özellik Tipik uygulamalar Üstünlükler HSS Sementit karbürlerden daha tok Düşük hızda işleme ve kesintili talaş kaldırma Sementit karbürlerden daha düşük maliyet, daha uzun takım ömrü, daha iyi bitirme yüzeyi elde etme. Kaplanmamış karbür Çok tok, mükemmel kenar aşınma direnci. Demir esaslı herhangi bir malzeme, çelik, paslanmaz çelik, yüksek sıcaklık alaşımları, demir dışı metaller ve metal olmayan malzemelerin kaba ve bitirme işlemleri. PVD kaplanmış sementit karbür Sermet Seramikler (aluminyum oksit esaslı) Seramikler (silisyum nitrür esaslı) Çok kristalli elmas (PCD) Kübik bor nitrit (CBN) Çok tok, ısıl darbelere karşı iyi direnç ve krater aşınması direnci. Yüksek kenar dayanımı. Kesme kenarında yığılmaya karşı mükemmel direnç. Aşınmaya, darbeye ve ısıya mükemmel direnç. Çelik, yüksek sıcaklık alaşımları, paslanmaz çelik, işlenmesi zor malzemeler, alüminyum, karbonlu ve alaşımlı çeliklerin işlenmesi Temper döküm, karbonlu çelikler, alaşımlı çelikler ve alüminyum alaşımları üzerindeki bitirme işlemleri HSS den daha yüksek kesme hızı ve kaplanmış karbürlerden daha tok. Kaplanmamış takımlarla karşılaştırıldığında takım ömründe kayıp olmaksızın işleme hızında % 15 e varan artış Geleneksel karbür kalitelerine göre 20 kez kadar fazla takım ömrü. Yüksek sertlik, mükemmel kimyasal aşınma direnci. Dökme demir ve çeliklerin yüksek hızda kaba Yüksek işleme hızlarında daha iyi son işlemeler ve son işlemesi için Yüksek sertlik, çatlamaya karşı yüksek tokluk Dökme demirler üzerinde kaba ve son 1500 m/dak ya kadar ve daha yüksek işleme hızları ve yüksek ısıl darbe direnci. işlemler. Elmas sertliği, tokluk, mükemmel aşınma Alüminyum ve diğer yumuşak veya aşındırıcı Karbür takım ömründen hatta yüksek silikonlu direnci demir dışı veya metalik olmayan malzemeler alüminyumdan 30 kez daha iyi üzerinde kaba-bitirme işlemleri. Olağanüstü sertlik, mükemmel aşınma direnci ve mekanik darbe direnci. 50-65 Rc (480-740 BHN) de sertleştirilmiş demir esaslı malzemeler üzerinde yüksek hızda işleme. Karbürlere göre çok fazla kesici kenar ömrü, yüksek maliyetli alternatif taşlama işlemlerine ihtiyacı kaldırır. ANSI ve ISO Karbür Kaliteleri Sınıfları Karbür kesici takımların sınıflandırılmasında iki yaygın sistem kullanılmaktadır: ANSI sistemi ve ISO sistemi. ANSI Sistemi ANSI karbür kalite sistemi, ilk defa ABD otomotiv sanayiinde kullanılmaya başlandı ve daha çok ABD de kullanılmaktadır. U.S. C-sistemi olarak da adlandırılır. Karbür kalitelerini göstermek için C harfiyle birlikte 1 den 8 e kadar sayı kullanılır. ISO sisteminde ise harfle birlikte iki rakam kullanılır (Cetvel 2.4). M Nalbant 2006 8

Karbür takımlar, iki ana kategoride sınıflandırılır. Birinci kategori, sert ve çok iyi aşınma direncine sahip olan sadece tungsten karbürlerden (ISO K sınıfı) müteşekkildir. Bunlar, dökme demir, demir dışı metaller ve aşındırıcı (abrasive) bazı metalik olmayan malzemeleri işlemeye çok uygundur. İkinci kategori (5 ten 8 e kadar) tungsten ve tantalyum veya titanyum karbür ün kombinasyonlarını ihtiva eder. Bu karbürler, genellikle çeliklerin işlenmesinde kullanılır. Çelikleri işlemek için tungsten karbür kullanıldığında ciddi bir problem olan krater aşınmasına karşı, daha fazla direnç sağlanmış olur. Cetvel 2.4 ISO ve ANSI Karbür Sınıflandırma Sistemi Sınıf Kesme Karbür kalitesi Kesilen Sınıf Uygulama ISO ANSI malzeme Özellikleri K30 C1 Tungsten Dökme Kaba işleme K20 C2 Tungsten demir, demir Genel amaçlı K10 C3 Tungsten dışı metaller ve metal Bitirme işlemleri K01 C4 Tungsten olmayanlar Kaba kesme P40-50 C5 Tungsten Çelikler ve Tungsten P20-30 C6 Titanyum alaşımlı Genel amaçlı P10-20 C7 Değişen miktarlarda çelikler Bitirme işlemleri P01 C8 tungsten, titanyum ve tantalyum karbür İnce işleme ISO Kalite Sistemi ISO kalite sistemi, Avrupa da geniş şekilde kullanılan ISO 513-1975(E) standardını esas alır. Harfler veya bu harflere karşılık gelen renkleri ihtiva eden üç ana kategoriyi kullanır: P (mavi), M (sarı), ve K (kırmızı) (Cetvel 2.5). P kategorisi: M kategorisi: K kategorisi: Çelik, çelik döküm ve uzun talaş veren demir esaslı metallerin işlenmesi için Östenitik/ferritik/martensitik/paslanmaz çeliklerin, çelik,dökümlerin manganlı çeliklerin, alaşımlı dökme demirlerin, otomat çeliklerinin, uzun veya kısa talaş veren demir esaslı metallerin, demir dışı metallerin işlenmesi için Dökme demir, kokil dökme demir, kısa talaş veren demir esaslı metallerin (temper döküm), demir dışı metallerin, metalik olmayan malzemelerin işlenmesi için M Nalbant 2006 9

Cetvel 2.5 ISO Karbür Sınıflandırma Sistemi Sembol ve renk P (Mavi) Kesilen malzeme kategorileri Sınıf Uygulama P01 Çelik, çelik döküm ve uzun talaş veren temper döküm P10 Titreşim olmayan işlemlerde son tornalama ve delik büyütme Tornalama, kopyalama, vida açma ve frezelemede hafif kaba işleme ve bitirme Kesme Özellikler Karbür P20 Orta kesme hızlarında tornalama, kopyalama ve frezeleme P30 Ağır ilerleme ve darbe altında tornalama ve frezeleme P40 Elverişsiz şartlarda tornalama, planyalama ve frezeleme P50 Çok tok karbür isteyen tezgah işlemleri M (Sarı) Çelik, çelik döküm, manganlı çelik, otomat çeliği ve uzun ve kısa talaş veren alaşımlı gri döküm Demir dışı metaller M10 M20 M30 M40 Alaşım çelikleri ve dökme demirin son tornalanması Alaşım çelikleri ve gri dökme demirin işlenmesi için genel kaliteler Tok malzemelerin kaba işlenmesi Yumuşak çelik, demir dışı metaller ve hafif alaşımların tümünün tornalanması ve kesilmesi K (Kırmızı) Kısa talaş veren demir esaslı metaller K01 Çok sert malzemelerin, aşındırıcı plastik ve seramiklerin son tornalama, delik büyütme ve frezelemesi Demir dışı metaller K10 Temper döküm, demir dışı alaşımlar, plastikler, kauçuk, vb. ni tornalama, frezeleme, delme ve delik büyütme Metal olmayan malzemeler K20 Tok, karbür isteyen bakır, pirinç ve alüminyumu işleme K30 Elverişsiz şartlarda yumuşak dökme demir, düşük çekme dayanımlı çeliği kaba işleme M Nalbant 2006 K40 Elverişsiz şartlarda ağaç ve demir dışı metalleri işleme 10

Cetvel 2.6 ANSI ve ISO karbür sınıflandırma sistemleri arasındaki ilişki Karbür kalitesi ISO P01 P05 P10 P20 P25 P30 P40 P50 M10 M20 M30 M40 K01 K05 K10 K20 K30 K40 ANSI C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 Kesici takım malzemelerinin çeşitli tipleri ve kaliteleri için ISO ve ANSI kalite sistemlerinin her ikisinin de hassas olmadığına dikkat edilmelidir. Bunlar, özel uygulamalar için sadece kesici takım malzemelerinin seçiminde genel bir rehber olarak kılavuzluk eder. Kesici takım imalatçıları, genellikle kendi ürünleri için ANSI ve ISO eşdeğer kalitelerini belirten kendi kalite sınıflandırma sistemlerini kullanırlar. Kesici Takım Malzemesinin Seçimi Özel bir işleme uygulaması için uygun kesici takım malzemesi seçimi, artan verimlilik, gelişmiş kalite ve azalan maliyeti içine alan önemli faydalar sağlayabilir. Aşağıdaki faktörler, kesici takım malzemesi seçiminde önemle dikkate alınmalıdır. 1. İşlenen malzeme çeşiti ( demir esaslı ve demir dışı tip) Çelik malzemeler için P50 P01 kaliteleri seçilmelidir Dökme demir, demir dışı metaller ve metal olmayan malzemeler için K01 - K40 kaliteleri seçilmelidir 2. İşleme çeşitleri Kaba: çelik olmayan malzemeler için K40 çelik malzemeler için P40 P50 Genel amaçlı: çelik olmayan malzemeler için K20 çelik malzemeler için P20 P30 Bitirme: çelik olmayan malzemeler için K10 çelik malzemeler için P10 P20 Hassas delik büyütme ve son işleme : çelik olmayan malzemeler için K01 çelik malzemeler için P01 M Nalbant 2006 11

Şekil 2.1, farklı malzemeleri farklı kesici takım malzemeleriyle işlenmesinde kesme hızı aralıklarını mukayese grafiğini göstermektedir. Şekil 2.1 Farklı malzemeleri farklı kesici takım malzemeleriyle işlemede kesme hızı aralığı gösteren mukayese grafiği 2.4 Frezeleme İçin Takımlama İşleme merkezleri için tipik takımlama sistemi, otomatik takım değiştirici, takım tutucular, adaptörler ve kesici takımlar olmak üzere dört ana bileşenden meydana gelir. CNC takım tezgahları için herhangi bir takımlama sistemi, birden fazla takımı tutma kabiliyeti, takım değiştirme zamanını kısaltmak için otomatik takım değiştirici, değiştirilebilirlik olmak üzere üç ihtiyacı karşılamalıdır. Otomatik Takım Değiştirici Otomatik takım değiştirici, tezgah iş miline takma ve çıkarmadan oluşan takım değiştirmenin çabuk olmasını sağlar. Takımlar, takım tezgahının otomatik takım magazininde depolanır. Takımlar, parça programının denetimi altında seçilebilir ve değiştirilebilir. Şekil 2.2, zincir tipli otomatik takım değiştiricili bir işleme merkezini göstermektedir. M Nalbant 2006 12

Şekil 2.2 Zincir tipli otomatik takım değiştirici Takım Tutucular Takım tutucular, otomatik olarak iş mili ucundaki veya dışındaki kesici takımları değiştirmeyi kolaylaştırmak için kullanılırlar. Takım tutucu, beş temel bileşenden oluşur (Şekil 2.3): 1. Konik sap 2. Flanş 3. Sıkma topuzu 4. Karşılama delikleri 5. Adaptör M Nalbant 2006 Şekil 2.3 Takım tutucu 13

Konik Sap Konik gövde, takım tutucunun iş mili ile aynı eksende bağlanmasını sağlar. ANSI standardı, #30, #35, #40, #45, #50 ve #60 olarak tanımlanan altı temel konik gövde büyüklüğü tanımlar. Daha büyük tezgahlar, daha büyük konik gövde numarasına sahip takım tutucu kullanırlar. Gövde koniği, 7:24 (veya 3.5 in/ft) oranındadır. Konik Gövde No. Tezgah tipi #60 Çok büyük kapasiteli tezgahlar #50 Orta büyüklükteki tezgahlar (15 kw tan 35 kw a kadar) #40 Küçük tezgahlar #30 Çok küçük tezgahlar Flanş Tipi Flanş, takım tutucunun takım kavrayıcı veya tezgah iş mili tarafından kavranmasına izin verir. Yaygın şekilde kullanılan iki flanş tipi vardır. Bunlar: V-tipi flanş ve BT-tipi flanştır. (Şekil 2.4). V-tipi flanşlar, tutma topuzu için inç adımlı vida kullanır ve boyutları inç olan kesici takımları tutmak için kullanılırlar. BTtipi flanşlar, tutma topuzu için metrik vida kullanır fakat bunların adaptörleri, boyutları inç olan kesici takımları tutmak için de tasarlanabilir. BT- tipi flanşlı tutucular, yaygın olarak Japonya da ve Avrupa da imal edilen işleme merkezlerinde kullanılırlar. a V- tipi flanş b BT-tipi flanş Şekil 2.4 Flanş çeşitleri M Nalbant 2006 14

Tutma Topuzu Tutma topuzu, takım tutucunun sağlam bir şekilde iş mili içine çekilerek iş mili çeki çubuğunun kilitlenmesini sağlar ve takım tutucuyu otomatik olarak bırakır (Şekil 2.5). Tutma topuzları, değişik biçim ve büyüklüklerde yapılır. Bunların birbiri yerine değiştirilebilir olması gerekli değildir. Sadece, takım tezgahı imalatçısı tarafından belirtilen tutma topuzları kullanılmalıdır. Şekil 2.5 Tutma topuzu Adaptörler Adaptörler, farklı tip ve büyüklükteki kesici takımları tutabilmesi için değişik konfigürasyonlarda tasarlanır. Takım tutucular, genellikle kendi adaptör tipine göre adlandırılırlar. Çoğunlukla kulanılan adaptörler; parmak freze tutucuları, alın freze tutucuları, kılavuz tutucuları, pens tutucuları, delik büyütme barası tutucuları, mors koniği tutucuları, Jacop koniği tutucuları ve adi sap tutucularıdır. Şekil 2.6 da, takım tutucu seçim kartı gösterilmektedir. Adaptör konfigürasyonu ve büyüklüğünü belirten kabul edilmiş bir standard yoktur. 2.5 Tornalama için Takımlama Sistemi Tornalama için takımlama sistemi, aşağıdaki altı temel bileşenden meydana gelir (Şekil 2.7): 1. Taret (döner başlık), 2. Bağlama blokları, 3. Bağlama plakaları, 4. Takım tutucular, 5. Kovanlar ve soketler, 6. Kesici uçlar veya kesici takımlar. M Nalbant 2006 15

M Nalbant 2006 Şekil 2.6 Freze tezgahları için takımlama sistemi 16

Şekil 2.7 Tornalama merkezleri için takımlama sistemi M Nalbant 2006 17

Döner başlık (taret), denetim sistemi tarafından otomatik olarak değiştirilebilen 6 dan 12 ye kadar değişen sayıda takım istasyonu kullanılmasını sağlar. Kullanılan kesici takıma bağlı olarak kesici takımı tarete bağlamak için bağlama plakaları ve bağlama blokları, gereklidir. Normalde dış çap tornalama ve alın tornalama işlemleri için, bağlama plakası kullanılır. Delik büyütme ve delme işlemlerinde ise, bağlama blokları kullanılır. Kovanlar veya soketler, genellikle farklı takım gövde büyüklüğüne imkan sağlamak için gereklidir. Şekil 2.8, çeşitli kesici takımların bulunduğu 12 istasyonlu döner başlığı göstermektedir. Bazı tornalama merkezleri, eş zamanlı 3 eksenli (X, Z ve iş milinin açısal yönelimi) denetim sağlar. İş mili C ekseni, 0.001 kadar, küçük iş mili dönüşü sağlayabilir. Dönen takımla birleştirilmiş bir iş mili ekseni denetimi, tezgah hazırlığında herhangi bir yönde iş parçasını tornalama, delik büyütme, kılavuz çekme ve raybalama işlemlerine imkan sağlar. Bu tip tornalama merkezleri, dönen takımların işlemesine imkan sağlayan eş zamanlı 3 eksenli denetime sahiptir ve ekseriyetle frezelemeye imkan sağlayan torna tezgahı olarak adlandırılırlar. Şekil 2.9, frezelemeye imkan sağlayan tornada kullanılan bir tareti göstermektedir. Şekil 2.8 12 istasyonlu taret Şekil 2.9 Frezeleme imkanı sağlayan tornada kullanılan taret 2.6 Kesici Uç Tanımlama ve Seçimi Değiştirilebilir uçlar, CNC tezgahlarda yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bunlar, çeşitli şekillerde ve büyüklüklerde yapılabilmektedir (Şekil 2.10). ISO standardı, uç özelliklerini tanımlamak için bir tanıma sistemi belirlemiştir. Tanıma sistemi, 10 sembolden oluşan bir kodlama sisteminden meydana gelir. Her kod, ucun bir özelliğini tanımlar (Şekil 2.11). İlk 7 sembol, mecburidir, takip eden 2 sembol seçimliktir ve son sembol ise, imalatçının kullanımı için bırakılmıştır. ANSI standardı, boyutların inç olarak belirtilmesi hariç, esas olarak ISO standardına kaynak olmuştur. M Nalbant 2006 18 Şekil 2.10 CNC tezgahlarında kullanılan farklı kesici uç tipleri

M Nalbant 2006 19 Şekil 2.11 Kesici uç tanımlama sistemi (ISO 1832, 1991)

Kesici Uç Seçimi Özel uygulamalar için uygun kesici uç seçiminde birkaç faktör göz önünde tutulmalıdır. Bu faktörler: uç şekli, uç büyüklüğü ve talaş kırıcıyı ihtiva eder. Uç Şekli Uçlar, çeşitli şekillerde yapılır. Uç şekli; uç mukavemetini, uç açısını, mevcut maksimum kesici kenar sayısını, güç tüketimini ve çok yönlü kesme yapabilmeyi etkiler. Kapsanan uç açısı büyüdükçe, ucun dayanımı artar. Yuvarlak uç, en dayanıklı iken, 35 açılı eşkenar dörtgen uç ise en zayıf olan tiptir. Fazla kenara sahip uçlar, daha fazla sayıda kesici kenar imkanı sağlarlar. Üçgen şekilli uç sadece üç kesici kenara sahipken altıgen şekilli uç, altı kesme kenarına sahiptir. 0 derece boşluk açısına sahip uçların kesici kenar sayısı, boşluk açısı 0 olmayan uçların iki katıdır. Mesela, 0 açılı üçgen uçlar, 6 kesici kenara sahiptir. Tornalama uygulamalarında en yaygın kullanılan uç tipleri aşağıda verilmiştir: 80 eşkenar dörtgen: DÇ tornalama, İÇ delik büyütme ve alın tornalama için 55 eşkenar dörtgen: DÇ tornalama, profil işleme, ve İÇ delik büyütme için 35 eşkenar dörtgen: DÇ profil işleme ve İÇ profil işleme için 60 şekilli: Yuvarlak: DÇ : Dış çap İÇ : İç çap DÇ tornalama, İÇ delik büyütme ve alın tornalama için DÇ tornalama ve İÇ delik büyütme için Uç Büyüklüğü Uç büyüklüğünü tanımlamak için kullanılan üç boyut: iç teğet çember çapı (IC), kalınlık (T), ve köşe yarıçapı (R) dır (Şekil 2.12). Şekil 2.12 Kesici uç büyüklüğünde etkili olan boyutlar IC büyüklüğünün seçimi, maksimum kesme derinliğine bağlıdır. Temel kural, maksimum kesme kenarı temasının uç kenar uzunluğunun yarısı kadar olmasıdır. Kesici kenar uzunluğu, normal olarak, Şekil 2.13 te görüldüğü gibi, kare ve yuvarlak uçlar hariç IC büyüklüğünden daha uzundur. Uçlarda yaygın olarak kullanılan kesici kenar uzunluğu, Cetvel 2.7 de verilen eşitliklerden hesaplanabilir. M Nalbant 2006 20

Şekil 2.13 İç teğet çember çapı (IC) ve kesici kenar uzunluğu Uç şekli Kare Yuvarlak Üçgen 80 eşkenar dörtgen 55 eşkenar dörtgen 35 eşkenar dörtgen Kesici kenar uzunluğu (L) L = IC L = IC L = 1.732 IC L = 1.015 IC L = 1.221 IC L = 1.744 IC Cetvel 2.7 Değişik uç şekillerinin kesici kenar uzunlukları Uç Kalınlığı Uç kalınlığı seçimini etkileyen faktörler; ilerleme hızı ve kesici kenar temas uzunluğudur. Şekil 2.14 de görülen nomogram, mukavemet ihtiyacını karşılayacak uç kalınlığının seçimi için referans bilgi sağlar. Bu nomogramı kullanmak için seçilen ilerleme hızı ve gerçek maksimum kesici kenar temas uzunluğu arasına bir hat çizilir. Bu hat, uç kalınlığı çizgisini, uygun uç kalınlığını veren noktada keser. Uç kalınlığı çizgisinde iki ölçek verilmiştir: Biri sürekli talaş kaldırma, diğeri ise kesikli işleme içindir. M Nalbant 2006 21 Şekil 2.14 İlerlemeye bağlı kesici uç kalınlığı seçimi için nomogram

Uç Burun Yarıçapı Bir operasyon için uç burun (köşe) yarıçapı seçimi, esas olarak ilerleme hızı ve talep edilen bitirme yüzeyi gibi iki faktöre bağlı olarak tayin edilir. Bitirme yüzeyi değeri (pürüzlülük), normal olarak aritmetik ortalama değer veya karekök değeriyle açıklanır. Şekil 2.15, verilen ilerleme hızı ve aritmetik ortalama değeri olarak gerekli yüzey kalitesine bağlı uygun uç burun yarıçapı seçimi için bir nomogramı göstermektedir. Şekil 2.15 Uç burun yarıçapı seçimi için nomogramı Yukarıdaki nomogram kullanılarak burun yarıçapının seçimi için aşağıdaki adımlar takip edilir: 1. Düşey hat üzerine gerekli bitirme yüzeyi (Ra) yerleştirilir. 2. İstenen yüzey bitirmeye uygun yatay hattı, ilerleme hızını gösteren çapraz hattı kestiği noktaya kadar izlenir. 3. Bu noktadan aşağıya doğru köşe yarıçapı ölçeğine bir çizgi çizilir. 4. Bu çizgi iki değer arasına düşerse büyük olan değer seçilir. 5. Mevcut köşe yarıçapı gerekli bitirme yüzeyinin elde edilmesini sağlamıyorsa, ilerleme hızı azaltılır. M Nalbant 2006 22

Talaş Kırıcılar Uygun talaş kırıcı (chip breaker) seçimi için aşağıdaki iki adım izlenir: a. Kesikli işlemeler ve dökme demir gibi gevrek malzemelerin işlenmesinde talaş kırıcılar gerekli değildir. b. Çelik, alüminyum ve demir dışı malzemeler gibi tok ve sünek malzemeler için talaş kırıcılar gereklidir. 2.7 Takım Tutucular Şekil 2.16 da kesici uç takım tutucusu tanımlama sistemi için ISO standardı, gösterilmiştir. Bu ISO tanımlama sistemi, kesici uç takım tutucusunun aşağıdaki özelliklerini tarif eder. 1. Sıkma yöntemi 6 Sap yüksekliği 2. Uç tipi 7. Sap genişliği 3. Takım tutucu şekli 8. Takım tutucu uzunluğu 4. Uç boşluk açısı 9. Uç büyüklüğü 5. Takım kesme yönü 10. İmalatçının tip ataması Uç takım tutucu, sadece belli bir uç şekli ve büyüklüğüne uygun olacak şekilde özel tasarlanmıştır. Bu sebeple özel bir iş için doğru uç takım tutucu seçimi çok önemlidir. Uç takım tutucu seçiminde göz önünde bulundurulacak beş faktör vardır. Bunlar aşağıda verilmiştir. 1. Tutucu şekli 2. Uç şekli ve büyüklüğü 3. Talaş açısı 4. Sap boyutu 5. Takım yönü Yanaşma açısı, uç takım tutucunun stilini tayin eder. Yanaşma açısı, kılavuz açı olarak da adlandırılmaktadır. Yanaşma açısı, kesici kenar ve temel eksenlerden biri arasındaki açıdır (Şekil 2.17). Yanaşma açısı; negatif yanaşma açısı, sıfır yanaşma açısı ve pozitif yanaşma açısı olmak üzere üç şekilde olabilir (Şekil 2.18). M Nalbant 2006 Şekil 2.16 Boşluk (yanaşma) açılarının tanımlanması 23

Şekil 2.17 ISO uç takım tutucu tanımlama sistemi M Nalbant 2006 24

Şekil 2.18 Yanaşma açısının üç çeşidi Takım tutucu tipi seçiminde göz önünde bulundurulması gereken diğer önemli bir açı ise, profil açısıdır. Profil açısı, profil işlemede uç ve takım tutucu birleşiminin üretebileceği maksimum eğimdir (Şekil 2.19). Profil açısı, aşağıdaki formülden hesaplanabilir. Profil açısı = 90 + yanaşma açısı uç açısı Şekil 2.19 Profil açısının gösterilmesi Uygulamada üretilen maksimum profil açısı, hesaplanan profil açısından en az 2 daha küçük olmalıdır. Delik Büyütme Barası Tanımlama Sistemi Delik büyütme barası tanımlama sistemi, normal takım tutucuların tanımlama sistemine çok benzerdir. Başlıca fark, tanımlama kodunun önüne ilave edilen bara bileşen kodudur. Bara bileşeni, delik büyütme barasının malzemesini gösterir. Delik büyütme barasının yaygın iki malzemesi çelik (S) ve karbür (C) dür. Normal takım tutucular için sap kesitini belirten altıncı ve yedinci konumlar, delik büyütme baraları için bara çapını göstermek üzere kullanılır. Özel uygulamalar için delik büyütme barası seçimi, aşağıdaki yedi faktöre bağlıdır. M Nalbant 2006 25

1. Bara malzemesi, 2. Delik büyütme barası stili, 3. Minimum delik çapı, 4. Bara çapı, 5. Uç şekli ve büyüklüğü, 6. Kesme yönü, 7. Talaş açısı. Cetvel 2.8, sanayide yaygın olarak kullanılan takım tutucu stillerini ve uçların listesini ve bunların tipik uygulamalarını göstermektedir. 2.8 İşleme Parametreleri Kesme hızı, ilerleme ve talaş derinliği talaş kaldırmanın verimliliğini tayin eden üç değişkendir. Bu üç değişken, işleme parametreleri olarak da adlandırılırlar. İşleme parametrelerinin seçiminde aşağıdaki husulara dikkat edilmelidir. Kesici takımın işleme kapasitesi, Tezgahın mevcut iş mili gücü, İş parçası malzemesinin işlenebilirliği, Parça ve bağlama sisteminin rijitliği. Kesme Hızı ve İş Mili Devir Sayısı Yüzey hızı olarak da adlandırılan kesme hızı, takımın kesme kenarının iş parçası yüzeyinden geçtiği esnadaki hızı esas alır. Bir operasyondaki kesme hızı, aşağıdaki iki eşitlik kullanılarak tesbit edilebilir. π D N V = (m/dak) 1000 π D N V = (feet/dak) 12 Burada: V = yüzey kesme hızı, m/dak D = kesici takım ya da iş parçası olarak dönen parçanın çapı, mm N = iş parçası veya kesicinin dakikadaki devir sayısı, dev/dak dır. Dönen parça çapı yerine, delik delmede (Şekil 2.20) ve frezelemede (Şekil 2.21) kesici çapı, tornalamada ise iş parçasının çapı alınır (Şekil 2.22). M Nalbant 2006 26

Cetvel 2.8 Değiştirilebilir uç tutucu seçimi M Nalbant 2006 27

Cetvel 2.8 Değiştirilebilir uç tutucu seçimi (devam) M Nalbant 2006 28

Şekil 2.20 Delme Şekil 2.21 Frezeleme Malzeme işleme sırasındaki yüzey kesme hızı, normal olarak talaş kaldırma ile ilgili veriler ihtiva eden el kitaplarına veya tecrübeye dayalı olarak belirlenir. İş mili devir sayısı yukarıda verilen iki eşitliğin yeniden düzenlenmesiyle aşağıda verilen eşitliklerden hesaplanır. 1000 V N = (D mm olarak çap) π D 12 V N = (D inç olarak çap) π D Burada: N : devir sayısı, (dev/dak) dır Şekil 2.22 Tornalama İlerleme Hızı İlerleme, kesici takımın kesme yönündeki hareketidir. İlerleme hızı ise kesici takımın ilerleme hızıdır ve aşağıda verilen üç birimle belirtilebilir: Diş başına ilerleme, diş başına milimetre (mm/diş) İlerleme/devir, milimetre/devir (mm/dev)) İlerleme/dakika, milimetre/dakika (mm/dak) M Nalbant 2006 29

İlerleme el kitapları veya kesici takım imalatçıları tarafından tavsiye edilen ilerleme hızı, normalde diş başına ilerleme olarak verilir. Ancak NC tezgahlarda ilerleme, devir başına ilerleme veya dakikadaki ilerleme cinsinden programlanır. Aşağıdaki üç formül, ilerleme hızını diş başına ilerlemeden devir başına ilerlemeye veya dakika başına ilerlemeye dönüştürmek için kullanılabilir. f r = f t T burada f r = devir başına ilerleme, mm/dev f t = diş başına ilerleme (veya kesici ağız), mm/diş f m = f r N f m = dakikadaki ilerleme, mm/dak T = kesicinin diş (veya kesici ağız) sayısı f m = f t T N N = devir sayısı, dev/dak Talaş Derinliği Talaş derinliği, kesicinin iş parçası içine daldığı mesafedir ve kesicinin hareket yönüne dik yönde ölçülür. Talaş derinliği, mevcut iş mili gücü ile kesici ve tezgah rijitliği olmak üzere iki faktörle tesbit edilir: Malzeme Kaldırma Miktarı Malzeme kaldırma miktarı, birim zamanda kaldırılan malzeme miktarını gösterir. mm 3 /dak veya in 3 /dak birimiyle açıklanır. Üç çeşit işlemede malzeme kaldırma hızını hesaplamak için kullanılan eşitlikler, aşağıda verilmiştir. 1. Delme için (Şekil 2.20 ye bakınız): π D 2 f r N MRR = 4 Burada: MRR = malzeme kaldırma miktarı, mm 3 /dak D = matkap çapı, mm f r = ilerleme hızı, mm/dev N = iş mili devir sayısı, dev/dak dır. 2. Frezeleme için (Şekil 2. 21 e bakınız): MRR = W H f m Burada: W = kesme genişliği, mm H = kesme derinliği, mm f m = ilerleme hızı, mm/dak dır. 3. Tornalama için (Şekil 2. 22 ye bakınız): π (D 2 - d 2 ) f r N MRR= 4 Burada D = iş parçası orijinal çapı, mm d = kesme sonrası çap, mm f r = ilerleme, mm/dev N = dakikadaki dönme sayısı, dev/dak dır. M Nalbant 2006 30

Güç İhtiyacı İş parçasının, işleme şartları altında işlenmesi için gerekli gücün bilinmesi önemlidir. İşlemede gerekli güç, tezgah iş mili gücünü aşmamalıdır. Birim güç kavramı, iş parçasını işlemek için gerekli gücün hesaplanmasında geniş oranda kullanılır. Dakikada 1 mm 3 olarak belirlenen bir malzemeyi kaldırmak için gerekli güç miktarı, birim güç olarak adlandırılır. Deneylerle tesbit edilir ve uygulamada kullanım için cetveller halinde kullanıma sunulur. Gerekli tezgah gücü ihtiyacı, aşağıdaki formülden hesaplanabilir: Tornalama için Vc a p f Ks Pnet = - 60 102 η Burada Pnet : Güç tüketimi, kw Ks : Kesme direnci, N/mm 2 f : ilerleme, mm/dev a p : Talaş derinliği, mm Vc : Kesme hızı, m/dak η : Katsayı İş parçası malzeme çeşitlerine ve farklı ilerlemelere göre kesme direnci değerleri Cetvel 2.9 da verilmişti00000r Cetvel 2.9 Kesme direnci değerleri İş parçası Çekme mukavemeti ve sertlik, N/mm 2 0,1 mm/dev Kesme direnci, Ks, N/mm 2 0,2 0,3 0,4 mm/dev mm/dev mm/dev M Nalbant 2006 Gri dökme demir HB1962 2070 1766 1570 1373 1305 31 0,6 mm/de v Yumuşak çelik 510 3541 3041 2668 2453 2237 Adi karbonlu çelik 608 3021 2649 2521 2403 2256 Sert çelik 706 3973 3532 3188 2894 2590 Takım çeliği 657 2982 2747 2580 2453 2354 Takım çeliği 755 3090 2796 2570 2403 2296 Krom-mangan çelik 755 3757 3188 2845 2600 2354 Krom-mangan çelik 618 4424 3826 3178 2845 2580 Krom molibden çeliği 716 4415 3826 3335 3090 2796 Krom molibden çeliği 589 3541 3139 2825 2649 2453 Ni-Cr-Mo çelik 883 3012 2600 2305 2158 1942 Ni-Cr-Mo çelik HB3453 3247 2845 2531 2354 2158 Sert dökme demir HRC451 3129 2747 2551 2403 2227 Mahanite 353 2256 1893 1697 1570 1422

Frezeleme için güç tüketimi; a p a e Vf Ks Pnet = - - 60 102 1000 η Burada Pnet : Güç tüketimi, kw Ks : Kesme direnci, N/mm 2 f : ilerleme, mm/dev a p : Talaş derinliği, mm a e : Kesme genişliği, mm Vc : Kesme hızı, m/dak η : Katsayıdır. İş parçası malzeme çeşitlerine ve farklı ilerlemelere göre kesme direnci değerleri Cetvel 2.10 da verilmiştir Cetvel 2.10 Kesme direnci değerleri Çekme Özgül kesme direnci, Ks, N/mm 2 İş parçası mukavemeti ve 0,1 0,2 0,3 mm/diş 0,4 mm/diş 0,5 sertlik, N/mm 2 mm/diş mm/diş mm/diş Yumuşak çelik 510 2158 1913 1785 1668 1550 Adi karbonlu çelik 608 1942 1766 1697 1570 1540 Sert çelik 706 2472 2158 2001 1815 1707 Takım çeliği 657 1942 1766 1697 1668 1570 Takım çeliği 755 1991 1766 1717 1668 1550 Krom-mangan çelik 755 2256 1962 1844 1717 1628 Krom-mangan çelik 618 2698 2256 2021 1766 1746 Krom molibden çeliği 716 2492 2207 2099 1962 1766 Krom molibden çeliği 589 2139 1962 1825 1766 1638 Ni-Cr-Mo çelik 922 1962 1766 1648 1570 1472 Ni-Cr-Mo çelik HB3453 2060 1864 1727 1668 1501 Dökme demir 510 2747 2453 2276 2158 2001 Sert dökme demir HRC451 2943 2649 2453 2354 2158 Mahanite dökme demir HB353 2139 1962 1717 1570 1442 Gri dökme demir 1962 1717 1373 1216 1030 952 Bronz 491 1128 932 785 687 618 Alüminyum alaşımı (Al-Mg) 157 569 471 392 343 314 Alüminyum alaşımı (Al-Mg) 196 687 589 481 441 383 M Nalbant 2006 32

2.9 Alın Frezeleme Alın frezeleme, normal olarak iki durumda kullanılır: 1. büyük miktarda malzemenin kısa sürede kaldırılması gereken yerlerde 2. iyi bir bitirme yüzeyi gereken yerlerde. Kesici Büyüklüğü İşleme zamanını kısaltmak için daha büyük Etkili Çap kullanılmalıdır. İşlenilen düz yüzey büyüdükçe, daha büyük Etkili Çap kullanılmalıdır. Kesici yüksekliği, müsaade edilen maksimum kesme derinliğini belirler. Kesme derinliği, kesici yüksekliğinden daha küçük olmalıdır. Kesme Genişliği Seçimi Kesme genişliği seçiminde, takım ömrü ve işleme verimliliği göz önünde bulundurulur. Kesme genişliği büyüdükçe, takım ömrü kısalır ve işleme verimliliği daha iyi olur. Kesme genişliği, etkin işleme elde edilecek tarzda seçilmelidir, takım ömründen fedakarlık yapılmamalıdır. Temas açısı, ilk temas noktası ve çıkış noktası arasındaki açıdır (Şekil 2.24), ve genellikle kesme genişliğini takım ömrüyle ilişkilendirmek için kullanılır. Şekil 2.24 Temas açısı Şekil 2.25, temas açısının genişlik/derinlik oranı ilişkisini göstermektedir. Temas açısı, kesme genişliği miktarına bağlı olarak 0 ila 180 arasında değişir. Temas açısı, W/D=1 ise 180 ve W/D=0,5 ise 90 dir. Şekil 2.25 Temas açısı ile genişlik/derinlik oranı ilişkisi M Nalbant 2006 33

Şekil 2.26 temas açısının takım ömrünü nasıl etkilediğini göstermektedir. Takım ömrü, temas açısı 105 yi aştıktan sonra ciddi şekilde azalır. Takım ömrü ve temas açısı arasındaki ilişkinin bir malzemeden diğerine değiştiği de unutulmamalıdır. Şekil 2.26 Temas açısı takım ömrü ilişkisi Alın frezelemede maksimum talaş derinliğini tesbit için aşağıdaki iki kural kullanılır: W : (0.6) D (çeliklerin alın frezelemesi için), W : (0.75) D (dökme demirin alın frezelemesi için), Burada W : kesme genişliği, mm, D : alın freze çakısının çapı, mm dir. Alın frezeleme işlemlerinin çoğu için maksimum kesme derinliği, 2 mm ve ilerleme yaklaşık 0,02-0,2 mm/dev dir. 2.10 Parmak Frezeyle İşleme Parmak frezeler; dalma frezeleme, çevresel kademe frezeleme, kanal frezeleme, cep frezeleme ve profil frezeleme olmak üzere beş çeşit işlemi gerçekleştirmek için kullanılabilir (Cetvel 2.13). M Nalbant 2006 34

Cetvel 2.13 Parmak freze işlemleri İşlem tipi Özellikler Uygulama Gösterim 1. Dalma frezeleme Önceden tespit edilen derinliğe ulaşmak için tekrarlı şekilde dalar, sonra ilerler ve tekrar dalar. Maksimum kesme kuvveti, Z ekseni yönünde meydana gelir Büyük miktarda malzemeyi çabuk kaldırır 2. Çevresel kademe frezeleme Kademeyi üretmek için parmak frezenin yan kenarlarını kullanır Kesici temasının maksimum genişliği 3D/4 dür. D, kesici çapıdır. 3. Kanal frezeleme Kör kanal veya boydan boya kanal üretmek için kesicinin yan kenarlarını kullanır Değişik biçimlerde kanal açmak 4. Cep frezeleme Kesmeyi, zig zag veya dıştan spiral desen dizisinde yapar Derin boşluk üretmek 5. Profil frezeleme Kesiciyi, önceden belirlenmiş çevre boyunca gezdirir Çizgi ve yay serilerinden meydana gelen parça profilini işlemek M Nalbant 2006 35

Parmak Freze Seçimi Parmak frezeler, çeşitli biçim, konfigürasyon, kesici ağız sayısı ve farklı uç yüzeyi merkezi tipinde yapılırlar. Parmak frezelerin, yekpare parmak freze, HSS veya karbür parmak freze ve takma (değiştirilebilir) uçlu parmak freze olmak üzere üç tipi vardır. Yekpare parmak frezeler, yüksek hız çeliği veya sinterlenmiş karbürden imal edilirler. Bunlar çift veya tek uçlu olurlar. Karbür parmak frezeler, ince taneli karbürden imal edilirler. CNC uygulamalarında değiştirilebilir uçlu parmak frezeler, yaygın şekilde kullanılmaktadır. Parmak frezeler, genel maksatlı uygulamalar için düz parmak frezesi, kaba işlemeler için dalgalı, döküm ve yüzey işleme için küresel uçlu parmak freze ve derin delik, kademe veya profil üretmek için çevresel parmak frezeleri içine alacak şekilde çeşitli biçimlerde yapılırlar (Şekil 2.27). Şekil 2.27 Çeşitli biçimlerdeki parmak frezeler Parmak frezeler, talaş kaldırmaya imkan sağlamak için iki, üç, dört veya daha fazla kesici ağıza sahip olurlar. Kesici ağız sayısının azalması, kesme cebinin büyümesi anlamına gelir. Parmak frezenin uç yüzey merkezi, kesen tip veya delikli tipten herhangi birinde yapılabilir. Kesen merkezli tipteki parmak frezeleri, kesici merkezinden daha ileriye uzanan bir veya iki kesme kenarı ucuna sahiptir (Şekil 2.28) böylece bu freze çakıları, dalma amaçlı kullanılabilirler. Delik merkezli tipli parmak frezeler (Şekil 2.29), kesici merkezini aşan kesme kenarı ucuna sahip değildirler, bu sebeple dalma işlemlerini icra etmek için kullanılamazlar. Şekil 2.28 Kesen merkezli çeşit Şekil 2.29 Delik merkezli çeşit M Nalbant 2006 36

Belirli bir uygulama için parmak freze seçiminde aşağıdaki kriterler kullanılır. 1. Genel uygulamalar için 30 helisel açılı parmak frezeler kullanılır. Ağır kesme şartlarında, uç yüzeyinde 40-45 helisel açılı ve 15 lik eksenel helisel açılı parmak frezeler kullanılır. 2. Daha hızlı talaş kaldırma sağlamak için kaba kesmelerde helisel şekilli kesici kenarlı parmak freze kullanılır. 3. Kaba kesmelerde daha az kesici ağız sayılı parmak frezeleri seçilir, çünkü bunlar daha büyük kesme cebi sağlarlar. Daha fazla kesici ağıza sahip takımlar bitirme işlemlerinde kullanılır. 4. Dalma frezeleme şeklindeki kesmeler için kesen merkezli uç yüzeyine sahip takımlar seçilir. Delik merkezli tipteki parmak freze takımları sadece kenardan kesme yapmak için kullanılır. Parmak frezeyle işlemelerde kesme genişliği, takım ömrünü etkiler. Maksimum kesme genişliği, kesici çapının % 75 (veya 3/4D) dir. 2.11 Küresel Uçlu Frezelerle Frezeleme Küresel uçlu parmak frezeler top burunlu parmak frezeler olarak da bilinirler ve takım ucu yarım küre şeklindedir. Küresel uçlu parmak frezeler, kalıp, döküm ve otom Etkili çap, gerekli iş mili gücü hesabında kullanılan ana faktördür. Etkili çap, kesme hattının eksenel derinliğinde kesicinin gerçek çapı olarak tanımlanır (Şekil 2.30). E Etkili çap aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilir: D E = 2[R 2 -(R-H) 2 ] ½ Burada D E : Etkili çap, mm R : takım yarıçapı, mm H : eksenel kesme derinliği, mm dir. Etkili yarıçap, küresel uçlu parmak freze için kesme hızı hesaplandığında kesici çapıyla yerdeğiştirir. Eşitlik aşağıdaki gibi olur: π D E N V = ---------------- 1000 burada D E : Etkili çap, mm V : kesme hızı, m/dak N : devir sayısı, dev/dak dır. M Nalbant 2006 37

Şekil 2.30 Parmak frezede etkili çap Küresel uçlu parmak frezede olduğu gibi düz uçlu olmayan bir kesiciyle, yüzey kesmede zigzag deseni kullanılırsa, iki geçiş arasında kesilmeyen bir bölge meydana gelir (Şekil 2.31). Bu arzu edilmeyen bölgenin yüksekliğine sırt yüksekliği adı verilir. Şekil 2.31 Sırt yüksekliği, aşağıdaki eşitlikten hesaplanabilir: H C = R - [R 2 - ( S/2 ) 2 ] ½ veya S = 2[R 2 - (R -H C ) 2 ] ½ Burada: H c = sırt yüksekliği, mm R = takım köşe yarıçapı, mm S = iki geçiş arasındaki kesme genişliği değeri, mm dir. 2.12 Delme İşlemleri Delme işlemleri, delik üretme veya mevcut bir deliği büyütme işlemidir. Yaygın olarak kullanılan delme işlemleri; delme, punta deliği açma, silindirik havşalı delik açma ve konik havşalı delik açmadır. M Nalbant 2006 38

Delmede göz önünde bulundurulacak faktörler 1. Deliklerin başlangıç şartı: Delikler için başlangıç şartı, aşağıdaki üç biçimden biri olabilir. Ham delik boyutunda biçimlendirilen dökümden gelen veya dövmeden gelen delikler. Bu delikler, uygun büyüklükte matkap veya iki ağızlı parmak freze kullanılarak delinebilir. Normalde büyük çaplı deliklerin ön delikleri, küçük çaplı matkapla delinebilir. Son delme uygun büyüklükte matkap kullanılarak yapılır. Dolu malzeme. dolu malzeme üzerindeki delikler, deliklerin büyüklüğü, hassasiyeti ve yüzey pürüzlülüğüne bağlı olarak, birden fazla matkap kullanılmasını gerektirebilir. 2. Deliklerde gerekli hassasiyet Delme, delik merkezinin kaymasıyla, normalden daha büyük delik üretme eğilimindedir. Deliğin gerekenden daha büyük olması ve merkezinin kayması, delik hassasiyetinin ölçümündeki iki parametredir. Çap ve eksen kaymasına göre delik hassasiyeti; ±0.01 mm içerisinde olması gerektiğinde, delik merkezini eksenlemek için punta deliği açılması gerekir. 3. Delik büyüklüğü Delik çapı, deliği üretmek için gerekli delme sayısını etkiler. Genelde 25 mm (1 in.)lik çapın, kritik boyut olarak kullanıldığı söylenir. 25 mm lik çaptan daha küçük herhangi bir delik büyüklüğü için, sadece bir delme gerekir. 30 mm lik delik delmek için önce 10 mm lik matkapla bir ön delme sonra 30 mm lik matkapla son delik delme olmak üzere iki delme işlemi gerekir. 4. Delik derinliği Derin olmayan delikleri delmek için sadece bir delme geçişi gereklidir. Delik derinliği arttıkça, talaşı temizlemek ve talaş sarmasından kaçınmak için gagalama şeklinde delme kullanılır. Gagalama delme, delik derinliğinin matkap çapından üç dört kat daha büyük olduğu zaman tavsiye edilir. Her gagalama mesafesi (derinliği), talaş biçimi ve matkap kırılma hızına bağlı olarak matkap çapının ½ - 1½ katı kadar olabilir. Not: Derin delik delme sırasında kullanılacak kesme hızı ve ilerleme hızının, delik derinliği/matkap çapı oranına göre azaltılması gerektiğine dikkat edilmelidir. Güvenlik, matkap ucu ve nüfuziyet mesafesi NC tezgahlarıyla delmede, takım hızla referans seviyesine (R) hareket eder ve sonra delik tabanına erişinceye kadar iş parçası içerisinde ilerler. NC kullanımını optimize etmek için: güvenlik mesafesi, matkap uç mesafesi ve nüfuziyet mesafesi olmak üzere üç mesafe dikkatli bir şekilde tayin edilmelidir (Şekil 2.32). M Nalbant 2006 39

Şekil 2.32 Delme mesafeleri Güvenlik mesafesi Güvenlik mesafesi, referans (R) seviyesinden iş parçası yüzeyine olan mesafe olarak ölçülür ve NC verimliliğini artırmak için mümkün olduğu kadar kısa tutulmalıdır. Güvenlik mesafesi, iş parçasının yüzey şartları tarafından belirlenir ve aşağıdaki gibi hesaplanır: Matkap uç mesafesi Matkap uç açısı, genellikle 118 veya eksen çizgisi etrafında 59 dir. Matkap uç mesafesi, aşağıdaki gibi hesaplanabilir: veya D L L = ---------------- 2(tan 59 ) L L = 0.3 D Burada D : matkap çapı, mm L L : matkap uç mesafesi, mm dir. Nüfuziyet mesafesi Nüfuziyet mesafesi, matkabın deliği boydan boya delip geçmesi sırasında oluşan çapakları kaldırmak için, matkabın fazladan daha derine hareket etmesi için izin verilen mesafedir. Genelikle nüfuziyet mesafesinin güvenli mesafeye eşit olması tavsiye edilir. düz döküm ve işlenmiş yüzeyler için L S = 4 mm (veya 0.15 in.) işlenmemiş yüzeyler için L S = 5 mm (veya 0.2 in.) M Nalbant 2006 40

Kör delik delme mesafesi; güvenlik mesafesi, tam çaptaki derinlik ve matkap uç mesafesinden oluşan üç bileşenden ibarettir (Şekil 2.32a). L = L S + L D + L L Burada: L : delme mesafesi, mm L S : güvenlik mesafesi, mm L D : tam çaptaki delme mesafesi, mm L L : matkap uç mesafesi, mm dir. Boydan boya delik için delme mesafesi, dört bileşenin toplamıdır (Şekil 2.32b) ve aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilir. L = L S + L D + L P + L L Burada: L D : delik derinliği, mm L P : nüfuziyet mesafesi, mm dir. 2.13 Delik Büyütme İşlemleri Delik büyütme, tek ağızlı kesici takımlarla veya çok ağızlı kesici takımlarla talaş kaldırarak iç delikleri üretmek için kullanılan hassas bir işlemdir. Delik büyütmek için kullanılan yaygın uygulamalar, matkapla delinmiş, zımbayla delinmiş, döküm veya dövülerek ortaya çıkarılmış önceden mevcut deliklerin genişletilmesi veya bitirilmesini de içine alır. Delik büyütme işlemleri, tek kademeli (Şekil 2.33) ve çok kademeli (Şekil 2.34) olmak üzere iki kategoride olabilir. a. Boydan boya delik b. Kör delik c Ters delik Şekil 2.33 Tek kademeli delik büyütme işlemleri M Nalbant 2006 41

Şekil 2.34 Çok kademeli delik büyütme işlemleri (a. Delik büyütme ve pah kırma b. İki adımlı delik büyütme c. Üç adımlı delik büyütme ve pah kırma d. Delici takımla delme ve delik büyütme) Delik büyütme baraları, çeşitli büyüklük ve tipte yapılırlar. En yaygın tip, tek çaplı delik büyütme işlemi yapmak için baranın ucuna bağlanmış tek kesici kenarlı, yuvarlak tek kademeli delik büyütme barasıdır. Sapın uzunluk/çap oranı (L/D), delik büyütme barası için delik büyütme kabiliyetinin esas göstergesidir. Genel bir kural olarak, L/D oranının 4-5 olması halinde, normal delik büyütme şartları altında kararlı bir işleme gerçekleştirilir. Bu oran 5 ten daha büyük olduğunda tırlama (otlama) tabir edilen titreşimler meydana gelebilir. Gerçekte tırlama, kesme direnç kuvvetine maruz kalan delik büyütme barasının eksenden sapması sonucu ortaya çıkar. Kesme direnç kuvveti arttıkça, bu sapmanın izin verilen sınır içerisinde tutulması gerekir. İlerleme ve Talaş Derinliğinin Seçimi İlerleme ve talaş derinliğinin seçimi, aşağıdaki faktörlere bağlıdır: 1. Sapma, 0.02 mm (veya 0.001 in.) yi aşmamalıdır. 2. İstenilen yüzey pürüzlülüğü için ilerlemeyi tespit etmek amacıyla F = (8R th r) ½ eşitliği kullanılır. Burada: R th : yüzey pürüzlülüğü, mm r : takım köşe yarıçapı, mm F : ilerleme, mm/dev. dir. 3. Kaba delik büyütme işlemleri için kesme derinliği 1-6 mm (0.04-0.24 in.) arasında değişir. Son (bitirme) delik büyütme işlemleri için 0.5-1 mm (0.02-0.04 in) kullanılır. M Nalbant 2006 42

2.14 Kılavuz Çekme İşlemleri Kılavuz çekme, mevcut deliklerde iç vida üretmek için eksenel ve dönme hareketleriyle kılavuzu kullanma işlemidir. CNC frezeleme tezgahlarında; düz vida açmak için el kılavuzları, helisel uçlu kılavuzlar ve metrik kılavuzlar kullanılır. Kılavuz seçimi CNC tezgahlarda iç vida üretmek için birkaç tip kılavuz kullanılır. Cetvel 2.4, çeşitli kılavuz tiplerini ve bunların uygulamalarını özetlemektedir. Kılavuz için matkap seçimi Kılavuz için matkap, iç vidaların diş dibi çapını üretmek için kullanılır. Vida temas yüzdesi veya vida yüksekliği, kılavuz için matkap büyüklüğü tesbitinde önemli bir faktördür. Şekil 2.35, vida yüksekliği yüzdesi tanımlamasını göstermektedir. Dikkat: Malzeme toklaştıkça, üretilen vida yüzdesi azalır. Tolerans küçüldükçe gereki vida yüzdesi büyür. Kılavuz matkap çapı, kabaca aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilir: D= D M - P Burada D : kılavuz delik çapı, mm D M : kılavuz diş üstü çapı, mm P : vida adımı mm. dir M Nalbant 2006 43 Şekil 2.35

Cetvel 2.14 Kılavuz tipleri ve uygulamaları Kılavuz tipi Özellik Uygulama Gösterim A. El kılavuzu 1. Konik kılavuz Pah kırılmış ilk 8-10 dişe sahip Derin delikte vida açmaya başlamak veya boydan boya deliklere kılavuz çekmek için 2. Ara kılavuz 3. Son kılavuz 3-5 dişlik pah uzunluğuna sahip Sadece 1 diş pah mesafesine sahip Boydan boya deliklere kılavuz çekme, genel kılavuz çekme uygulaması Sınırlı bir uzunluğa hatalı vida açmaya izin verilen kör deliklere kılavuz çekmede A. Giriş kısmı helisel kılavuzlar Talaşı kılavuzdan ileriye zorlamak için sol yönlü helisel kesici giriş ağızlarına sahip Talaşın kolayca kırılmadığı yumuşak çelik ve paslanmaz çeliklerde, kısa boydan boya deliklere kılavuz çekmede C. Helisel kesici ağızlı kılavuzlar 1. Helisel kılavuzlar 2. Büyük adımlı helisel ağızlı kılavuzlar Kesilen talaşı geriye yukarıya doğru kaldırmayı artırmak için 25 den 35 ye kadar değişen helis açılı, sağ yönlü helisel kesici ağızlara sahip Kesilen talaşı geriye yukarıya doğru kaldırmayı artırmak için 45 den 60 ye kadar değişen helis açılı Talaşın deliğin açık ucundan dışarıya atılması gerektiği kör deliklere kılavuz çekmede Uzun kıvrılmış talaş veren malzemelerde, uzun kör deliklere kılavuz çekmede M Nalbant 2006 44

Aşağıdaki formüller, vida yüksekliği yüzdesi göz önünde bulundurulduğunda kılavuz matkabı büyüklüğünü hesaplamak için kullanılabilir: Metrik vidalar: 2 H Q D = D M - --------------- 100 H = 0.6403 P veya D = D M - 0.01281 P Q Burada: D : kılavuz matkap büyüklüğü (çap), mm D M = kılavuzun diş üstü çapı (vida), mm H = vida yüksekliği, mm P = vida adımı, mm Q = vida yüksekliği yüzdesidir. Kılavuz için deliklerin derinliği Kılavuz çekilecek deliklerin derinliği, kılavuzun istenilen derinliğe kadar dişleri üretmesine izin vermeye yetecek kadar derinlikte olmalıdır. Kör deliklere kılavuz çekilmesinde delik derinliği; vida uzunluğu, yavaşlama boyu, yanaşma uzunluğu, ve matkap uç uzunluğu olmak üzere dört mesafenin toplamıdır (Şekil 2.36). L = L l + L d + L c + L t L t = 0.3 D Burada: L : kılavuz çekilecek delik derinliği, mm L l : vida uzunluğu, mm L d : yavaşlama boyu, mm (1-2 vida adımı) L c : yanaşma uzunluğu, mm (0.5 vida adımı) L t : matkap uç mesafesi, mm D = kılavuz için matkap çapı, mm dir. M Nalbant 2006 Şekil 2.36 Kör deliklere kılavuz çekmede delik derinliği 45

2.15 Tornalama İşlemi Tornalama, torna tezgahı üzerinde dış ve iç profillerin ve yüzeylerin üretilmesi için önemli bir işlemdir. İlerleme seçimi, kesme derinliği, kesicinin merkezden kaçması sonucu ortaya çıkan hata ve talaş kırıcı, tornalama işlemi sırasında göz önünde bulundurulması gereken birkaç önemli faktördür. İlerleme seçimi ve yüzey pürüzlülüğü İlerleme, tezgah verimliliğini etkileyen önemli faktörlerden biridir. Tornalama için ilerleme seçimi, esas olarak istenilen yüzey pürüzlülüğü tarafından yönlendirilir. Pürüzlülüğü hesaplamak için teorik eşitlik (Şekil 2.37): R th = r - (r 2 -(F/2) 2 ) ½ şeklindedir. Burada R th : yüzey pürüzlülüğü, mm r : takım köşe yarıçapı, mm F : ilerleme, mm/dev dir Bu eşitlik aşağıdaki şekilde de açıklanabilir: R th 2 2 r R th = -F 2 /4 R th değerinin çok küçük olmasından dolayı, R 2 th terimi dikkate alınmayabilir ve bu durumda eşitlik aşağıdaki şekli alır. F 2 R th = ---------- 8r veya F= (8 r R th ) ½ Yüzey pürüzlülüğü, ya ilerleme hızını azaltarak ya da takım köşe yarıçapını artırarak iyileştirilebilir. Daha iyi pürüzlülük elde etmek için ilerleme hızını azaltmak yerine daha büyük takım köşe yarıçapı kullanımı tercih edilir, çünkü küçük ilerleme kullanıldığında talaş, kesici uç üzerinde yığılabilir ve yüzeye hasar verebilir. Şekil 2.37 M Nalbant 2006 46

Talaş derinliği ve eksenden sapma Genelde, paslanmaz çelik hariç tüm malzemelerin kaba işlemesinde kesme derinliğinin, yaklaşık 4 mm (0.15 in.) olduğu söylenir. Paslanmaz çeliğin kaba işlenmesinde ise kesme derinliği, 2 mm (0.1 in)dir. Talaş derinliği arttıkça, daha büyük kesme kuvveti gerekir. Kesme direnç kuvveti, iş parçasının sapmasına sebep olur. İş parçası, nispeten yüksek hızlarda döndüğünde bu sapma, tırlama olayını meydana getirir. Sapma, 0.02 mm (veya 0.001 in.)den daha büyük olduğunda, tırlama, istenen yüzey bitirme özelliklerini elde etmeyi imkansız hale getirebilir. Kesicinin eksenden sapmasından kaynaklanan hata Çoğu durumlarda, tornalama işlemlerinde kesici ucunun eksende yerleştirilmiş olması istenir. Kesici uc eksenden bir miktar kaydığında, tornalanmış çap programlanmış ölçüden bir miktar daha büyük olur (Şekil 2.38). Elde edilen çap hatası, aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilir: ΔX = (X 2 + Y 2 ) ½ - X Burada: ΔX : hata miktarı X : programlanan noktanın X-koordinatı Y : merkez kayması miktarıdır. Şekil 2.38 Kesicinin eksenden sapmasından kaynaklanan hata Talaş kırıcı Talaşın iş parçası ve kesiciden uzaklaşmasını kolaylaştırmak için, talaş parçalara ayrılmalı veya küçük spiraller halinde kıvrılmalıdır. Dökme demir gibi kırılgan malzemeler tornalandığında ve süreksiz kesme halinde, talaşın kendiliğinden kırılması sebebiyle talaş kırıcı gerekli değildir. Talaş kırıcı, çelik, alüminyum vb. gibi sünek malzemeleri tornalamak için kullanılan kesicilere uygulanmalıdır. Talaş kırıcılar, çeşitli biçimlerde olabilir. Şekil 2.39, talaş kırıcıların temel ilkesini göstermektedir. Kıvrılmış talaşın teorik çapı; talaş kırıcının genişliği (W) ve talaş kırıcının derinliği (H) olmak üzere iki değişkenle tespit edilebilir ve Şekil 2.39 daki ABD ve ACB benzer üçgenler ilişkisi kullanılarak hesaplanabilir. M Nalbant 2006 47

AC AB -------- = -------- AB AD AC = 2R, AD = H, olduğundan dolayı ve AB = (H 2 + W 2 ) ½ Bu sebeple; 2RH = H 2 + W 2 W 2 H H vaya R = ------------ + ----- 2H 2 2 olur. Burada: W : talaş kırıcı genişliği, mm H : talaş kırıcı derinliği, mm R : kıvrılmış (bükülmüş) talaş yarıçapı, mm dir. Gerçek talaş büyüklüğü, kesmede kullanılan ilerleme tarafından da etkilenir. İlerleme büyüdükçe, talaş daha kolay kırılır. İlerleme küçüldükçe, ilerlemenin talaş kırılması üzerine etkisi azalır. Şekil 2.39 Talaş kırıcı için temel ilke M Nalbant 2006 48