İmalat Yöntemleri MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 8 Doç. Dr. Yüksel HACIOĞLU Talaşsız İmalat Talaşlı İmalat Fiziksel-Kimyasal Hammaddeye talaş kaldırmadan bir şekil verilir Döküm Dövme Presleme Haddeleme Derin çekme Sıvama Bükme Kaynak Lehim Yapıştırma Perçinleme Hammaddeye bir takımın yardımıyla talaş kaldırarak şekil verilir Tornalama Frezeleme Delme Planya-Vargel Broşlama Taşlama Honlama Lepleme Hammaddeye esasen talaş kaldırarak şekil verilir, ancak bunun için fiziksel ve kimyasal işlemler kullanılır Dalma elektroerozyon Tel erozyon Kimyasal frezeleme Lazer Plazma Su Jeti 2 Talaşlı İmalat Talaşlı imalat metal, plastik ve ahşap gibi malzemelerin üzerinden veya iç kısmından talaş denilen malzemenin kaldırılarak şekil verme işlemidir. Bahsi geçen hareketlerin takım veya parça tarafından yapılması çeşitli talaş kaldırma yöntemlerini meydana getirir. Talaş kaldırma işlemi ucu keskin bir takımla ve takım tezgahı denilen makinelerle yapılır. Bu işlem takım ile parçaya çeşitli hareketler verilerek gerçekleştirilir. Bu hareketler kesme, ilerleme veya yardımcı olmak üzere üç şekildedir. Esasen tornalama, frezeleme, delik işleme, planyalama-vargelleme ve taşlama olmak üzere beş ana talaş kaldırma yöntemi vardır. Talaş kaldırma yöntemleri Kesme talaş kaldıran harekettir; ilerleme parçanın uzunluğu veya genişliği boyunca işlenmesini; yardımcı hareket ise takımın parçaya göre ayarlanmasını sağlayan harekettir. Tornalama Frezeleme Planyalama- Vargelleme Delik işleme Taşlama 3 4
Tornalama Tornalama işleminde dönme şeklinde olan kesme ni parça, ilerleme ni ise takım yapar. Takım parça eksenine paralel bir hareket yaptığı durumda boyuna tornalama, ilerleme parça eksenine dik olduğu durumda alın (radyal) tornalama işlemi söz konusudur. Boyuna tornalama ilerleme Alın tornalama kesme kesme yardımcı hareket ilerleme Üniversal torna tezgahı 5 6 CNC torna tezgahı Tornalama ile genellikle silindirik ve konik iç ve dış yüzeyler işlenir. Silindirik tornalama Delik delme Kanal açma Ayna Punta Kontrol paneli Konik tornalama Delik büyütme Diş açma 7 8
Frezeleme Frezelemede takım dönme şeklinde kesme ve parça ilerleme ni yapar. Üniversal freze tezgahı Freze takımları Takımın kesme işlemini çevresinde bulunan dişlerle yaptığı durumda işleme çevresel, alın yüzeyinde bulunan dişlerle yaptığı durumda alın frezeleme denir. Çevresel frezeleme Takım Tabla Kesme ni gerçekleştirebilmek için takım iş miline, ilerleme ni yapmak için parça tezgah tablasına tutturulur. 9 10 CNC Freze Tezgahı Delik işleme Delik işlemede parça sabit olup, takım hem dönme şeklinde kesme hem de ilerleme ni yapar. Bu amaçla takım matkap tezgahının iş miline, parça ise tezgahın tablasına tutturulur. Delik işleme; delik delme, delik genişletme, havşa başı açma, vida açma gibi işlemlerden meydana gelir. 11 12
Matkap tezgahı El matkabı Delik delme Raybalama Diş açma Matkap ucu tabla Konik havşa başı açma Silindirik havşa başı açma 13 14 Planyalama Vargelleme Planya ve vargellemenin ortak özelliği kesme nin doğrusal olmasıdır. Kullanılan takım tek ağızlı bir takımdır. Planya tezgahı Vargel tezgahı Planyalamada doğrusal takım, vargellemede ise doğrusal tezgah tablasına bağlı olan parça yapmaktadır. V : kesme hızı U : ilerleme hızı Planyalama Vargelleme 15 16
Her iki yöntemde de kesme, talaş kaldırılacak yüzey boyunca ileri ve geri olmak üzere bir çift stroktan oluşur. İleri harekette talaş kaldırılır, geri harekette ise talaş kaldırılmaz takım yalnızca parçaya değmeden geri döner ve geri döndükten sonra yana doğru yani kesme yönüne dik ilerleme yapar ve tekrar çift stroktan oluşan bir kesme ne başlar. Planyalama ve vargelleme ile işlenen düzlemsel yüzeyler Vargel tezgahlarında planya tezgahlarına göre göreceli olarak daha büyük boyutlu parçalar işlenmektedir. Planyalama ve vargelleme ile işlenen kanallar ve eğrisel yüzeyler 17 18 Taşlama Taşlama; aşındırıcı bir malzemeden yapılan ve taş adını taşıyan takımla talaş kaldırma işlemidir. Düzlemsel taşlama tezgahı Silindirik taşlama tezgahı Taşlama işlemi, tornalama, frezeleme, delik işleme, planyalama ve vargellemeden sonra, imalat ve yüzey kalitesini iyileştirmek için uygulanan nihai bir işlemdir. Taşlama uygulanan yönteme göre düzlemsel (satıh) ve silindirik olmak üzere iki gruba ayrılır. Her iki taşlama yönteminde de kesme dönme yapmakta olan takım tarafından yapılır. İlerleme parça veya takım tarafından yapılabilir. 19 20
Taş adını taşıyan taşlama takımları birbirine bağlı binlerce aşındırıcı (abrazif) taneciklerden oluşur. Bir taş; aşındırıcı tanecikleri ve bağlama maddesi olmak üzere iki elemandan meydana gelir. Bağlama maddesi ile bağlı olan tanecikler arasında boşluklar bırakılır. Fiziksel-Kimyasal İşleme Yöntemleri Daha önce incelenen işleme yöntemlerinin uygulanamadığı özellikle sert malzemeler, fiziksel-kimyasal yöntemlerle işlenirler. Bunlar; dalma ektro erozyon, tel erozyon, kimyasal işlem,elektron çubuğu, lazer, plazma, su jeti gibi işlemlerdir. Bu yöntemlerde de bir nevi talaş kaldırma söz konusudur. Fakat bunun için kesici takım yerine fiziksel-kimyasal yöntemler kullanılır. Tanecik ve toz halinde bulunan aşındırıcılar çok hassas işlemler için kullanılan sert malzemelerdir (alüminyum oksit, silisyum karbür, sentetik elmas gibi). 21 22 Dalma elektro erozyon Bu işlemde malzeme kaldırma işlemi, takım fonksiyonu yapan bir elektrot ile parça arasında meydana gelen yüksek frekanslı kıvılcımların yardımıyla gerçekleştirilir. Güç kaynağı Elektrot Parça Servo sistemi Dielektrik sıvısı içeren tank Parça ile elektrot arasında elektrik atlamasından dolayı oluşan kıvılcımlar parçayı aşındırır ve parçadan malzeme parçacıkları (talaş) koparır. Parçadan kopan parçacıkları proses yerinden uzaklaştırmak için, parça ile elektrot arasında elektrik akımını geçirmeyen ve dielektrik denilen bir sıvı geçirilir. Takım rolünde olan elektrot çubuk biçimindedir ve buna imal edilecek parçanın aynaya yansıyan şekli verilir. Elektrot parçanın içine daldırılır ve orada parça şeklinde bir boşluk meydana getirir. Elektroerozyon kalıp imalatında parça yuvalarını yapmak için, kesme özellikleri çok kötü olan sert metaller üzerinde delikler, kanallar, karışık boşluklar meydana getirmek için kullanılır. Bu yöntemde elektrot parçayı yansıtacak şekilde işlendiğinden işlemin maliyetini arttırmaktadır. 23 24
Tel erozyon Tel erozyon işlemi, dalma elektro erozyon işlemi gibidir. Aralarındaki fark tel erozyon yönteminde elektrot olarak tel (bakır veya pirinç tel) kullanılmasıdır. Parça üzerinde işlemin başlayacağı yerde bir delik açılır, bu delikten tel geçirilir, iki makara arasında gerilir ve tele elektrik akımı verilerek işleme başlanır. Pirinç Tel elektrot Alt kılavuz Üst kılavuz Burada işlem elektrik akımının etkisiyle tel ile parça arasında meydana gelen kıvılcımların erozyon etkisiyle gerçekleştirilir. İşlem sonucu oluşan metal parçacıklar dielektrik sıvının yardımı ile uzaklaştırılır. Tel erozyonda tel esasen kesme ile parçaya şekil verir. 25 Fotokimyasal işleme Fotokimyasal işlemde işlenmesi istenen şekil plaka üzerine çizilir. Plakanın şekil alan kısmı maske ile kaplanır ve kimyasal maddelere dayanıklı hale getirilir. Tüm yüzey kimyasal bir maddenin (asit veya alkalin çözeltisi) etkisi altında tutulur ve şekil dışında kalan kısımlardan malzeme kaldırılarak işlenmiş parça elde edilir. 26 Bu yöntemle çok ince plakalar üzerine çeşitli şekiller işlenir ve elektronik alanında entegre devre plakaları hazırlanır. Su jeti Bu yöntemde yüksek basınç ve hıza sahip bir su akışı ile genellikle malzemeyi kesme işlemi yapılır. Özellikle parçanın işlenmesinde diğer yöntemlerin kullanımıyla oluşabilecek yüksek sıcaklıklara karşı hassas olan malzemelerde kullanılır. 1- yüksek basınçlı su girişi; 3 - aşındırıcı; 4 - karıştırma tüpü; 6 - kesme su jeti 7 - kesilen parça 27 28