tmmob makina mühendisleri odası V. DANILEVSKY İMALAT MÜHENDİSLİĞİ Çeviren: Mak. Müh. Emin Bahadır KANTAROĞLU YAYIN NO: 121
TMMOB MAKİNA MÜiBNDbLERİ ODASI OCAK 1967 lıv I" ı m. m t m YAYIN NO: 121 H " BASKI: Y«n«BMB Y«y»SM^İ Ud. Ştl. T* 2961 20 ANKARA
9. KISIM M AKINA PAİÇAJ-ARİPHN TEMEL YÜZEYLERİNİN İŞLENMESİ fçtn İŞLEM PLANLAMASI 9.1. ön Bilgiler ve İşlem Hesaplamasının Sırası On Bilgiler; eğer bir makina parçasının temel yüzeylerinin işlenmesini doğru bir şekilde planlamak istiyorsak, belli bir işleme metodu uygulamanın ne ölçüde gerekli olduğunu saptayabilmek için elimizde olması gereken bilgilerdir. Bu bilgilerin kapsamma şunlar girer: Parça uygulama teknik resmi, üretimin planlanmış hacmi (senelik üretim), kaba parça ile ilgili resim ve/veya bilgiler, üretim için elde bulunan işleme teçhizatı, elde bulunan avadanlık, uygulanan mühendislik ve ekonomi endeksleri v.b. İmal edilecek makina parçasının uygulama resmi çok önemli detayları açıkça göstermeli ve şu gereksinmeleri karşüamalıdır: (a) Parçanın doğru şeklini vermek için yeterli sayıda görüntü ve kesit görünümleri verilmelidir. (b) Teknik resim, bütün ölçülerde öngörülen toleransları belirtmelidir. Bu toleranslar nominal ölçüye göre izin verilebilir sapmalar şeklinde olabileceği gibi çeşitli uyum ve hassasiyet derecelerini belirten semboller şeklinde de olabilirler. (c) işlenecek yüzey (veya yüzeyler serisi) için yüzey kalitesi sınıfın sembollerle belirtilmelidir. (d) Resim, parçanın malzemesini, sertliğini ve ısıl işlemini belirtmelidir. Bu kesme ve ilerleme hızlarını saptamak için önemli olabilir. (e) Teknik resim, verilen parçadan her makinada kaç tane olduğunu göstermeli ve varsa özel işlem gereksinmelerini belirtmelidir, (örneğin yerel ısıl işlem gerekmesi v.b.). (f) Teknik resim şu sayacaklarımızın saptanabilmesi için gerekli bütün imalât şartlarını belirtmelidir: Yüzeylerin geometrik özelliklerinin hususiyeti, yüzeylerin koordinasyonu, herhangi bir özel şart (öngörülen ağırlığa göre istenebilecek hassasiyet, ölçülerine veya diğer özelliklerine göre gruplandırılmalarının gerekip gerekmediği v.b.) ve bunların yanında parçanın üniteye doğru bir şekilde monte edilmesi için gerekli diğer şartlar. Planlaaan iketim hacmi. GÜMMİ^de üttüm için çok çeşitti yöntemlerin (örneğin çok 132
çeşitli ve değişik üretim kapasitelerinde takım tezgahlarının) varlığı ve çeşitli işleme metotlarını uygulayabilme olanağı (tek veya çok istasyonlu) bağlama aparatlarının, sürekli döner tablalardaki. a taşınanların kullanılması v.b.) dikkate alınırsa, işlem planlaması için belli bir zaman süreci içerisinde üretilecek parça sayısının tam olarak bilinmesinin büyük önemi açıkça ortaya çıkar. Kaba parça ile ilgili bilgiler: İşleme operasyonlarını planlarken kaba parçanın ne şekilde üretileceğini (döküm mü, dövme mi yoksa çubuk malzemeden mi olacağı gibi) ve hangi hassasiyette olacağını bilmek gerekir. Bu, işleme sırasında kaldırılacak olan işleme paylarının saptanmasına yarar. Kaba parçanın da bir resminin yapılması ve imalât şartlarının belirtilmesi çok arzu edilir,. Bu yapılırsa işleme için kullanılacak kalıp ve bağlantı aparatlarını dizayn ederken döküm veya dövme üzerindeki konikliklerin (kalıptan çıkarılmasını kolaylaştırmak için yan yüzlere verilen eğim) düzenlenmelerini ve ölçülerini dikkate almak olanağı sağlanır. Diğer taraftan dökümlerdeki dökme ağızlarının, kanallarının düzeni ile kaba malzeme bölümünde yapılan ısıl istemlerde parçanın işlenmesinden önce önemle dikkate alınmalıdır. Isıl işlemler malzemenin işlenebilirlik derecesini belirtir. üretim için elde olan işleme teçhizatı: Eldeki teçttsatla ilgili bilgiler,uygulanacak bazı işleme metotlarının önceden saptanmasına yarar, işlem planlamasında, eldeki teçhizatın yeterii olup olmadığı veya yeni tip takım tezgahlarının satın alınmalarının geıekip gerekmediği konusunda da bir karara varılmalıdır. Eldeki takımlarla ilgili bilgiler. Bu bilgiler, üretim için elde bulunan takım oianaktkbtı karakterize eder ve planlanan işlemin niteliğini önceden belirtir. Bu işlemin seçimine ve kullanılan imalât tekniğine verilen iş parçasının Hassasiyet derecesi ve yüzey kalitesi s»- nıfı etki eder. İşlenen parçanın yüzey kalitesinin çok daha iyi olması istenirse imalât işleminin özelliğinde de büyük değişikliklerin yapılması gerekir. Yani operasyonlann, operasyon elemanlarının ve işlemede verilen pasoların sayılan artar ve sık sık özel hassas işle me operasyonlarının uygulanması da gerekli olur. Uygun şekilde düzenlenmiş mühendislik ve ekonomi endeksleri, bütün işlem planlaması çalışmalarının temeli olarak kullanılırlar. Bu endeksler, teknik resimdeki bütün şartlar yerine getirilmek üzere parçanın endüşük maliyetle hangi koşullarda imal edilebileceğini de dikkate almalıdırlar. İşlem planlamasından önce, teknik resimde işlenecek yüzeylerin birbirlerine göre durumlarını (koordinasyonlarını) belirten ölçülendirme sisteminin iyice bilinmesi gerekir. Teknik resmin ölçülendirilmesi yerleştirme temel elemanlarının ve işlem sırasının önceden saptanmasına büyük ölçüde olanak verir. Çünkü işlenen ilk yüzeyler, daha sonra işlenecek çok sayıdaki diğer yüzeylerin işlenmesi sırasında yerleştirme amacıyla kullanılacaklardır. Yerleştirme temel elemanlarının ve işleme operasyonları sırasının seçiminden sonra işleme payları hesaplanır. Bu, ve öngörülen hassasiyet dereceleri ile yüzey kalitesi sınıflarının dikkate alınması gerekli operasyon elemanlarının saptanmasına yardımcı olur. Bunun yanında bitmiş parçadan kaba parçaya doğru geri giderek her operasyondaki işlem ölçülerinin saptanmasına da olanak verir. îşlemsel ölçüler üzerindeki toleranslar da verilen hassasiyet sınırlan içerisinde belirlenir. Bu hesaplar, çoğunlukla kaba ve hassas işlemelerin ayn ayn yapılmalannın, hatta birçok h dde yan bitmiş işleme yapılmasının daha uygun olduğunu açıkça ortaya koyarlar. 133
Bir imalât işlemi kaba ve hassas işlemler olmak üzeri iki gruba ayrılıra, parçanın her yüzeyi istenilen şekle ve ölçüye bir defada değil, yavaş yavaş birkaç defada ve diğer yüzeylerdeki benzer değişikliklere paralel olarak gelir. Her yüzey, başka başka operasyonlarda işlenir, bir önceki her operasyon parçayı yapılmakta olan operasyona hazırlar. Bir operasyondan bir sonrakine geçerken yüzeyin hassasiyeti gittikçe artar; onun, diğer yüzeylerle koordinasyonundaki hassasiyet te artar. l^tmi kaba ve ince işleme olmak üzeri ikiye ayırmanın uygunluğu, şunların dikkate alınması ile açıklanır. Herhangi bir yüzeyi işlerken daha önce işlenmiş yüzeyin deformasyonundan kaçınmak olanaksızdır. Bu de formasyon, talaş kaldırma sırasında iç gerilimlerin yeniden dağılmasından ve tezgaha bağlamanın sonucu olarak ortaya çıkar. Eğer yüksek hassasiyet gerektiren bir yüzey bir kez işlenmiş ise daha sonra, diğer yüzeyler işlenirken iç gerilim dağılması yüzünden bu yüzey deforme olur. Bunun da yanında iş parçalan bir operasyondan diğerine aktarılırsa bu yüzey tezgaha bağlama ve elleme sırasında da hasar görebilir. Kaldırılan talaş tabakası ne kadar ince olursa iç gerilimlerin yeniden dağılmaları yüzünden deformasyon o kadar az olur. Bu, ince işleme operasyonunda yani son işlemede çok küçük işleme payları kaldırıldığından, iş parçasında dikkate değer bir deformasyon görülmez, özellikle yeteri kadar rijit olmayan parçalan işlerken operasyonu mutlaka kaba ve ince olmak üzere ikiye ayırmak gerekir. Böyle bir ayınm sadece tazgahlann daha verimli kullanılmasını sağlamakla kalmaz aynı zamanda çeşitli işleme metodu olanaklanndan yararlanmayı sağlar, örneğin, işleme payının büyük kısmı kaba işlemede alınmış ve yüksek hassasiyet gerekmemiş olabilir. Dolayısıyla kaba işlemeler, büyük kesitli kalın talaşlar kaldıran takım tezgahlarında yapılabilirler. A- maçı; öngörülen hassasiyette yüzey elde etmek olan ince işleme, istenilen hassasiyeti sağlayabilecek diğer tezgahlarda ve diğer metotlarla yapılabilir, örneğin silindirik bir yüzeyin kaba işleme ve yan bitmiş işlemesi torna tezgahında, son hassas işlemi ise taşlama tezgahında yapılabilir. Bu, üretim kapasitesi ve hassasiyet yönünden en iyi sonucu verir. İşleme payı az fakat kendileri yeterince rijit olan parçaların iç gerilimlerini gidermek için ısıl işlem uygulanmışsa, bu parçaların, fazla işleme ve yüksek hassasiyetin gerekmediği hallerde doğrudan doğruya ince işleme yapılabilir. Büyük gövde tipi parçalan işlerken işlemenin kaba ve ince olarak ikiye aynlmaa genellikle istenmez, çünkü bu parçaların takım tezgahlarına yerleştirilip ayarlanmaları çok zordur. Eğer çok yüksek işleme hassasiyetleri isteniyorsa böyle gövdeler için bile işlemenin kaba ve ince olarak ikiye ayrılması gerekir. Takım tezgahlanndaki işlemleri planlarken ilk basamak, imalât işleminin operasyon sayısını ve bu operasyonlann kapsamlarını saptamaktır. Böyle bir işlem planlamasında şu prensiplerden biri veya her ikisi esas alınır: İşleme operasyonlarının konsantrasyon veya diferansiasyonu. Bu eğilimlerden birincisi olabilecek kadar çok sayıda yüzeyin tek bir operasyonda işlenmesi yolunda harcanan çaba ile karakterize edilir. Böyle bir konsantrasyonun limiti parçanın gerektirdiği bütün işlemlerin tek bir operasyonda gerçekleştirilmesi halidir. Diğer eğilim ise tam aksine işlemlerin daha küçük bölümlere ayrılmasını ve sayılarını arttırarak operasyonlann basitleştirilmesini gerektirir. Diferansiasyonun limiti ise imalât işleminin her biri tek bir operasyon elemanından meydan gelen operasyonlara ayrılması halidir. V 5 Operasyonlann yoğunlaştırılması (konsantrasyonu) iş parçasının ayarlanma sayısını azaltır. Bu, ağır ve/veya hacimli parçaların işlenmelerinde ve yüzeylerin koordinasyonunda 134
istenilen hassasiyete tek bir ayarlama ile (örneğin döner yüzeylerin ortak eksenli olmaları gibi) ulaşılabilmesi hallerinde bir temel faktördür. Diğer yararlı faktörler de şunlardır: İş parçasının yerleştirilmesi ve kenetlenmesi için kullanılacak kalıpve bağlama aparatı sayısının azalması, yüksek üretim kapasiteli takım tezgahlarının (çok takımlı, çok mandrenli otomatik ve yan otomatik v.b.) kullanılabilme olanağı. Diferansiasyon teçhizatın ayarlanmasını basitleştirir, az tecrübeli işçilerin görevlendirilmesine olanak verir, her operasyon elemanında en uygun kesme ve ilerleme hızlarının uygulanmasını sağlar. Uygulanacak diferansiasyon derecesinin kararlaştırılmasında göz önünde bulundurulacak en önemli faktör, üretim hacmidir. Genel uygulamada makina işlemleri, her biri tek tek bir takım tezgahına verilecek şekilde operasyonlara ayrılırlar. Eğer üretim hacmi düşük ise ve iyi bir tezgah kullanma faktörü elde etmek amacıyla her tezgaha birkaç operasyon verilmiş ise; operasyonların konsantrasyonu (tezgahta yoğunlaşmaları) nedeniyle takım tezgahının diğer işler için değiştirilme sayısı azalacaktır, üretim planlaması basitleşecektir, ayrıca operasyonlar arasında iş parçalarının elleme miktarı azalacaktır. Eğer diğer taraftan üretim hacmi çok yüksekse, operasyonların önemli ölçüdeki diferansiasyonuna karşın her operasyonun yapılması için halâ birkaç takım tezgahı gerekiyorsa operasyonların konsantrasyonuna gitmek daha uygun olacaktır. Böylece özel tezhizatan daha verimli ve üretgen çalışmasına olanak sağlanır. İmal edilen parçada öngörülen hassasiyete ulaşmayı garanti etmek için çözülmesi gereken önem'i bir problem de; ilk operasyonda kaba parçayı işlerken ayarlama temel yüzeyinin seçimidir. Bunun amacı daha sonra bütün imalât işlemleri boyunca işlem temel yüzeyi olarak yararlanılabilecek yüzeyi önce işlemektir. işlem temel yüzeyinin seçimi şu esaslara göre yapılır: (a) İşlem temel yüzeyleri öyle bir Hassasiyette istenmelidirler ki istenilen kalitenin bir kısmı bu işlem sırasında mutlaka elde edilmiş olsun. Temel yüzeyler, bu temel yüzeylere göre yerleştirilip işlenecek yüzeylerin toleranslarının 1/3 'v 1/2 oranında toleranslarla işlenirler. (b) Mümkün olan yerde işlem temel yüzeyi, dizayn ve ölçme temel yüzeyi ile aynı olmalıdır. (c) İşlenecek yüzeyin pozisyonu üzerinde çok dar toleransların bulunması halinde, toleranslı ölçüler hangi yüzeye göre verilmiş ise o yüzey, ilk yüzeyin işlenmesi sırasında ayarlama temel yüzeyi olarak kullanılır veya birbirleri ile bağlantılı bütün yüzeyler tek bir ayarlamada işlenirler. (d) Seçilen ayarlama yüzeyleri o şekilde olmalıdırlar ki, bağlama aparatı çok basit bir şekilde dizayn edilmiş olsa bile iş parçası ne kenetleme ne de kesme kuvvetlerinin etkisi altında deforme olmamalıdır. (e) tşlem temel yüzeyi olarak seçilen yüzeyin işlenmesi sırasında kaba parça, bitmiş parçada da kaba olarak kalacak yüzeyine göre yerleştirilmelidir. Eğer bu şekilde bir kaç yüzey varsa kaba parça nominal pozisyonuna göre en az kaçıklık gösteren yüzeye göre yerleştirilmelidir. Kaba parçanın temel yüzeyi taşlandığı zaman kaba parça en az işleme payı olan yüzeyine göre yerleştirilmelidir- Daha sonraki bütün işlemeler parçanın işlenmiş temel yüzeyine göre yerleştirilmiş durumunda yapılır. 135
9.2. İşleme Operasyonları Sıralarının Planlanması Operasyonların sıralanmasında şu genel yol izlenir. İşlemeye4ş parçasını işitmek üzere yerleştirirken işlem temel elemanı olarak kullanılabilecek yüzeyden başlamalıdır. Bu yüzey (doğrusal ölçülendirme ve geometrik şekil yönünden ) yeterince hassas bir şekilde işlenmeli ve daha sonraki operasyonlar için gerekli hassasiyette yerleştirme olanağını sağlamalıdır. Birbirini izleyen operasyonların sıralanış şekli, onlardan istenen hassasiyetlerin sıralanış şeklinin tam tersidir. Yani, işlemeye en kaba talaş kaldırma işlemi ile başlanır, buna özellikle döküm parçaların dış yüzeylerinin işlenmesinde rastlanır. (Not: Hatırlanacağı gibi parçaların hassasiyetlerini ve toleranslarını saptarken bitmiş parçadan başlayıp her işlem için gerekli toleransı hesaplayarak kaba parça imalâtına kadar geri gidiyorduk). Bundan sonra ince işleme operasyonları yapılır ve son olarak ta hassas işleme ve lepleme yapılır. Bir ömek olarak Şekil 44 te gösterilen flanşlı poryayı ele alalım. önce iş parçasının bütün imalât işlemi boyunca yerleştirilmesini sağlayacak temel işlem temel elemanını seçeriz. rj 8mm çapında { iki deliği del j j. V7 115 10) Aksi belirtilmemişse 10mm'llk4 delik del \i 70 Şekil-^4. Flanşlı bir poryanın teknik resmi. Bu seçimi yaparken, verilen parçanın monte edildiği ünitedeki çalışma şartlarını analiz etmek gerekir. Bunun yanında dizayn temel elemanı da saptanmalıdır. Bu saptama yapılırken işlem ve dizayn temel elemanlarının (eğer olanak varsa) çalışma koşullarına özellikle dikkat etmelidir. Bu poryanın dizayn temel yüzeyi 46 0,065 mm çapındaki fatura kısmıdır, bu fatura vasıtasıyla porya eşlenik parça olan boru şeklindeki gövde parçasına yerleştirilir (merkezlenir). Bunun dışında diğer bir dizayn temel elemanı da,makina gövdesindeki işlenmiş tampona dayanan 100 mm çapındaki flanş alnıdır. Parçanın işlenecek yüzeyleri aynı eksenli yüzeyler olduklarından torna edilmiş 46 0,065 mm çapındaki ve 100 mm çapındaki dip yüzü (C yüzeyi) temel ayarlama temel yüzeyleri olarak alırız. Tablo 12 de işleme operasyonlarını sırası ve seçilen temel elemanlar liste halinde >«# mistir. Hem operasyon sırası hem temel eleman seçimi detaylı olarak açıklannu Jt». 136
TABLO-12 FLANŞLI MANŞONUN İŞLEME OPERASYONLARI SIRASI ( ŞEKİL-14) NO: Operasyon Temel eleman seçimi Operasyonun amacı 1 İki pasoda torna et: 46.QQgg mm çapındaki faturayı ve 100 mm dış çapındaki flanşı. Flanşın C yüzünü 15 ve 20 mm boyunda toma et. A yüzeyi (46 _Q ggş mm lik fatura ile A yüzeyinin eş merkezliliğini garantileyerek) ve B yüzü (işlenmiş C yüzü ile B yüzü arasındaki 15 mm boyu elde etmek için). İşlem temel elemanı olarak seçilen yüzeyler arasında (46_Q Qgg mm lik fatura ve 100 mm dış çaplı dip yüz) bitmiş parçada işlenmemiş olarak bırakılan yüzeylere (A yüzeyi ve yüzü) göre, 46_Q 0 6 5 mm lik 2 15 mm çapındaki deliği boydan boya del. 46-0 0 6 5 mm çapındaki fatura (15 mm lik deliğin fatura A yüzeyi ile eş merkezli olabilecek şekilde torna edilecek ve 100 mm dış çapındaki dip yüz de B yüzünden itibaren 15 mm torna edilebilecek şekilde hassas bir koordinasyonu garantilemek. 15 mm lik deliğin 46_Q Qgg fatura ile eş merkezliliğini garantileyerek ve A yüzü mm çapındaki fatura ile eş (15 mm lik delik ekseninin A yüzü ile gönyeli olmasını garantileyerek) merkezliliğini ve 15 mm lik deliğin ekseni ile A yüzünün gönyeliliğini garantilemek. 3 10 mm lik delikleri del 46_Q Qgg mm lik fatura (70 mm lik delik merkezleri dairesinin fatura ile eş merkezliliğini garantileyerek) ve A yüzü (10 mm lik delik eksenlerinin A yüzüne gönyeliliklerini garantileyerek). 10 mm lik deliklerin 70 mm lik delik dairesi üzerindeki pozisyonları ve aralarındaki 90 lik açıklıklar kalıp üzerindeki uygun delgi bujçlanyla sagtanr. 70 mm lik delik merkezleri dairesinin 46 _Q Qgg mm lik fatura ile eş merkezliliğini ve 10 mm lik deliklerin eksenlerinin A yüzü ile gönyeliliğini garantilemek. 10 mm lik deliklerin delik merkezleri dairesi üzerindeki pozisyonlarının ve aralarındaki 90 lik açıklıkların hassasiyeti delgi kalıbının hassasiyetine bağlıdır. 137
k i I 4 Muyluyu taşlanmak üzere 40,5 mm çapma torna et, A yüzünden 130 mm uzaklıkta dip yüzü alın tornan et ve A yüzünden 101 mm uzaktaki 37x2 mm lik kanalı aç. 46 mm -0 065 " k fatura (40,5 mm çapındaki muylunun fatura ile eş merkezliliğini garantileyerek) vea yüzü (130 ve 101 mm lik uzunlukları elde etmek i- çin). 40,5 mm lik muylunun fatura ile eş merkezliliğini garantilemek.ve A yüzünden itibaren 130 ve 101 mm lik uzaklıkları elde etmek. 5 8 mm lik iki deliği del. 46_Q Qg 5 mm lik fatura (8 mm lik delik eksenlerinin parça ekseni ile kesişmesini garantileyerek), A yüzü (8 mm lik deliklerin eksenlerinden A yüzüne kadar olan 115 mm lik boyu elde etmek için) ve 10 mm lik deliklerden birisi (8 mm lik deliklerin eksenleriyle 10 mm lik deliklerden ikisinin eksenlerinin ayni düzlem içerisinde bulunmalarını garantilemek için). 8 mm lik deliklerin eksenleri parça ekseni ile kesişmeli ve 10 mm li deliklerden ikisinin ekseni ile ayni düzlem içerisinde bulunmalı, A yüzünden 115 mm uzaklıkta olmalıdır. 6 Muyluyu 40^05 «"» çapma taşla. 46-0,065 m m lik fetura ( 40-0 05 mm lik mu y' u " nun fatura ile eş merkezliliğini garantileyerek). 40_Q 05 mm lik muylunun yüzeninin 46_Q O g 5 mm lik faturaya göre eş merkezliliğini sağlamak. 138