tmmob makina mühendisleri odası V. DANILEVSKY İMALAT MÜHENDİSLİĞİ Çeviren: Malt. Müh. Emin Bahadır KANTAROĞLU YAYIN NO: 121
TMMOB MAKlNA MÜHENDiSLERi ODASI OCAK 1987 YAYIN NO: 121 r' İ BASKI: Yon» Boa Y«y«S«yi LMI. Şti. T«t296120 ANKARA
27. KASIM KAMALI MiL* İMALATI 27.1. Kamalı Milli Geçmelerin Çeşitleri ve Kullanılma Amaçlan Kamalı milli geçmeler, çeşitli amaçlarla kullanılan makina parçalarının (dişliler, kasnaklar, manşon ve kovanlar vb.) millere ya sıkı geçme veya boşlukta geçme ile monte edilmeleri için kullanılırlar. Bunlar, iki elemanın birbirlerine göre hareketlerini önleyen tesbit elemanları grubuna girerler. Basit kamalarla karşılaştırıldığında kamalı milli geçmelerin çeşitli avantajlı özellikleri, bulunduğu görülür: Parçalar, kamalı mil üzerinde kayarlarsa daha kolay yerleştirilirler basınç gerilmeleri normal kamanın yüzlerindekine göre kamalı milin kama yan yüzlerinde daha azdır; kamalı miller, dinamik ve değişken yüklere kama geçirilmiş millerden daha iyi dayanırlar. Kamalı milli geçmelerin en yaygın olarak kullanılanları; paralel kayar kamalı (Şekil 235-a), evolvent kamalı (Şekil 235-b) ve sıçan dişi (Şekil 235-c) olanlardır. ŞekU-235. Kamalı milli geçme çeşitleri. Paralel kenarlı kamalı mil geçmelerinde** üç öp yerleştirme (imalatta ve operasyonda) usulü uygulanır: (1) kamaların yanlarından yerleştirme (2) üst çapa göre yerleştirme (3) alt çapa göre yerleştirme. * : Kamalı mil: (yivli mil, oluklu mil, kamalı sıyırma, freze U mil gibi çeşitli isimlerle de bilinir). Bir mitin çevresinde kendi üzerine sabit işlenmiş kama ve oluklardan ve bunun içine girdiği dişi parçadan-kovan-meydana gelen geçme düzeni. Otomobillerin şaftlarında olduğu gibi. (Ç.N.) **.Bazı hallerde 1:16 lık eğimleri bulunan eğimli paralel kenarlı kamalı milli geçmeler de kullanılır. 359
Kamaların yan yüzlerine göre yerleştirmeye, üst çapı 25 ~ 90 mm arasında olan ve delik elemanının tam ve sıhhatli yerleştirilmesi gerekmeyen ancak geçmede yeterli sağlamlık aranan geçmelerde başvurulur. Takım tezgahlan, otomobiller, traktörlerdeki gibi en önemli özelliği dişli sisteminin kinematik hassasiyeti olan mekanizmalarda, üst çap (D) veya alt çap (d) yerleştirmesinden yararlanılır. üst veya alt çapın yerleştirme elemanı olarak kullanılmasının seçiminde kamalı mil kanallarının yüzey sertlikleri ve kamalı milli geçmenin büyüklüğü dikkate alınır. Eğer bir deliğin kama kanallarına ısıl işlem uygulanmamışa veya bunların yüzey sertlikleri ısıl işlemden sonra sıyırma takımıyla tam ölçüye getirilmelerine olanak verecek kadarsa, üst çapa göre yerleştirme yapılır. Eğer sertmk, ısıl işlemden sonra sıyırma işlemini uygulanamaz hale getiriyorsa alt çapa göre yerleştirme yapılır. Isıl işlem uygulanan uzun kamalı millerin yerleştirilmelerinde de alt çaptan yararlanılır, çünkü kamaların yan yüzleri taşlanırken alt çapta aynı anda taşlanabilir Üst çap yerleştirmesi için kamalı milin kamalarının dış köşelerine pah kırılır (Şekil 236-b); iç çap yerleştirmesinde kama kanallarının iç köşelerine pah yapılır ve dış köşelerine dolgu yapılır. Alt çap yerleştirmesinde ve aynca kamalarla kama kanalı yan yüzleri arasında maksimum temas alanım sağlamak gerektiğinde, kamalı milin kama kanallarının diplerinde boşluk kanalcıkları yapılır (Şekil 236-c). (C) Şekil-236. Kamalı milli geçmelerde yerleştirme çeşitleri Paralel kenarlı kamalı miller, profilli freze çaküanyla freze edilebilirler veya azdırma çakılanyla türetilebilirler. Her geçme ebadı ve kama sayısı için ayn bir azdırma çakısı gereklidir. Evolvent kamalı mitti geçmeler, oldukça büyük torklann aktarılmasında ve aynca birleşen elemanların yerleştirilmelerinde çok büyük hassasiyet arandığında kullanılırlar. Bu geçmeler, paralel kenar kamalı milli geçmelerden daha kuvvetlidirler. Çünkü, kama genişliği kama tepesinden dibine doğru yavaş yavaş artar ve dipteki gerilim konsantrasyonu azaltılmış olur. Bunun da ötesinde, kamalı millerin azdırma usulüyle işlenmelerinde düz kesici ağızlı azdırma çakılan kullanıldığından bu ikincisi daha hassastır ve daha iyi bir yüzey kalitesi verir. Bir çok halde evolvent kamalı miller azdırma ile daha sonraki taşlamayı gerektirmeyecek hassasiyette işlenebilirler. 360
Kamalı millerin evolvent kamaları, dişliler için kullanılan verimli metotlarla hassas işlenebilirler: raspalama, türetmeli taşlama v.s. Evolvent kamalı miller; üst çaplarından, dişlerin (kamaların) yanlarından veya yardımcı silindirik yüzeylerden (sap) yararlanılarak yerleştirilirler. Kamaların yanlarından yerleştirme çok sık olarak uygulanmaktadır. Düz kenarlı (üçgen) sıçan dişleri esas olarak küçük terk değerli sabit geçmelerde (pres geçmeden kaçınmak için) ve aynca ince cidarlı manşonlarda kullanılırlar. Sıçan dişli millerde, yerleştirme sadece dişlerin yanlarından yapılır, 27.2. Kamalı Milli ve Delikli Elemanları işleme Metotları Millerin kamalı kışından; divizörle donatılmış düz yatay freze tezgahlarında, dişli azdırma tezgahlannda, özel kamah mil azdırma tezgahlannda ve taşlama tezgahlannda (Şekil 237) işlenir. Büyük parti ve seri imalatta son yıllarda kamalı mil azdırma usulünün yerine, kamalı mil planyası, kamalı sıyırma ve makaralar, kremayerler veya çok makaralı kafalarla kamalı millerin soğuk haddelenmeleri şeklinde işleme metotları.kullanılmaktadır. Bu metotlar, aynı zamanda pahalı azdırma çakılarını gerektiren kamalı mil azdırma metodundan daha yüksek üretim kapasitesine sahiptirler. Parti imalatında, paralel kenar kamah miller genellikle iki operasyonda fireze edilirler, önce iki kanal freze ç akışıyla, karşılıklı iki kamanın yan yüzleri aym anda freze edilir bundan sonra da alt çap bir profil freze çakısı ile freze edüir. Şekil-237. Kamah millerin işlenme metotlan a- divizörlu bir düz yatay freze tezgahında freze ediliş; b- türetme işlemiyle azdırma; c- üç zımpara taşıyla kamah mil taşlama; d- profilli zımpara taşıyla kamalı mil taşlama. Seri imalatta, kamaların arasındaki bütün boşluk (yan yana iki kamanın kenarları ve alt çap) bir kamalı mil azdırma çakısıyla bir dişli veya kamalı mil azdırma tezgahında işlenir. 361
Şekil 238 de bir kamalı mil azdırma tezgahı gösterilmiştir, işlenecek kamalı mil iş tablasının l üzerindeki kafaların 2 ve 3 puntalann arasına tesbit edilir. Kamalı mil azdırma çakısı 4, azdırma çakısı helis açısına dik bir düzlem içerisinde salınabilen çakı sportunun üzerindeki malafaya monte edilmiştir. Azdırılacak en düşük kama sayısı dörttür. Çaplan 30 mm ye kadar olan kamalı miller genellikle tek pasoda azdırılırlar; daha büyük miller ise iki pasoda işlenirler. Azdırma, yan ve profil freze çakılanyla düz yatay freze tezgahlarında yapılan işlemeden daha üretgen bir metottur. Kamaların bir faturaya veya geniş kademeye yaklaşarak son buldukları kısa kamalı millerin, kısa kamalı kısımları (yani freze çakısı veya azdırma çakısı için yeterince yer bulunmayan hallerde) dişli planya tezgahlarında özel dizaynlı planya kalemleri kullanılarak işlenebilirler. Şekil -238. Kamalı mil azdırma tezgahı Kamalı millerin merkez delikleri genellikle ısıl işlemden sonra konik taşlama kafasıyla taşlanırlar. Paralel kenarlı kamaların yan yüzleri ve kamalı milin alt çapı bir veya iki operasyonda taşlanabilir. Parti imalatında bu iş genellikle basit yatay milli git-gel tablalı yüzey taşlama tezgahlarında ve iki operasyonda yapılır, önce iki düz zımpara taşıyla karşılıklı iki kamanın yanlan taşlanır (Şekil 237 -c) ve sonra da profilli zımpara taşıyla yan yana iki diş arasındaki boşluğun tabanı (alt çap) taşlanır. Seri imalat ve büyük parti imalatında yan yana iki kamanın arasındaki boşluğun tamamı (yanlar ve alt çap) kamalı mil taşlama tezgahında tek operasyonda taşlanır (Şekil 362
237-d). Kamaların yan yüzlerinde ve alt çap yüzeyinde bırakılacak taşlama payı genellikle 0,1 ~ 0,2 mm ananda değişir (her bir yönde). Kamalı mü planyası, profil kalemleri radyal yarıklar içerisinde oturtulmuş, çok kalemli bir kafa ile yapılır. Kullanılacak profil kalemlerinin sayıları ve profilleri, kama sayılan ile yan yana kamalar arasındaki boşluk profilinin aynıdır. Kalemlerin önceden ayarlanmış işleme boyunda hızla geri çekilmeleri olanağı sağlanmıştır. Bu bütün mil boyunca uzanmayan kamaların planya «dilmeleri için kullandır. Sovyet yapısı MA 4 modeli kamalı mil planya tezgahında 20 ~ 50 mm çapındaki kamalı millerde 70 ~ 370 mm boyunda kamalar planya edilebilir. 435 mm boya kadar miller yerleştirilebilir. Kamalar ya tam mil boyunda planya edilirler veya alt çapla üst çap arasındaki eğrisel bir geçiş hattı ile bitmek üzere belli bir boya kadar planya edilirler. Şekil-239. Parçalı iki sıyırma takımıyla kamalı mil sıyırma Şekil-240. Çok sayıda profil makaralı hadde kafasıyla kamalı mil haddeleme prensibi. Kamalı mil sıyırma, (broşlama). Paralel kenarlı kamaların sıyrılmaları, iki boşluğu kesen iki adet parçalı sıyırma takımıyla yapılır. Bundan sonra iş parçası, geri kalan boşluktan, her seferinde iki boşluk işlenmek üzere indekslenir (Şekil 239). Bu metotla kamalı millerin ya boydan boya tamamı veya bir kısmı işlenir. Böyle parçalı sıyırma takımlarında, sıyırma takımının her dişi radyal yönde bağımsız hareket yapabilir. Kam çubuğu, milin sadece belli bir bölümüne kadar uzanan ve istenilen herhangi bir şekildeki bir geçişim eğrisiyle* bilen kamaların işlenmesini sağlar. Kamalı mil sıyırmada üretim, kamalı mi! azdırmaya göre 5 ~ 10 kat fazladır. Soğuk haddeleme, (veya ovalama). Kamalı miller makaralarla, kremayerlerle veya çok sayıda profil makaralı kafalarla soğuk olarak haddelenirler. Soğuk haddelenmiş kamalı miller, işlenmiş kamalı millerden çok daha yüksek (yaklaşık % 40) yüklere dayanabilirler. Birçok halde, soğuk haddelenmiş kamalı millerin kazandıktan yüzey sertliği, yüzey kalitesi ve hassasiyet ısıl işlemi ve taşlamayı gerektirmeyecek kadar mükemmeldir. : Geçişim eğrisi: iki ayrı yüzey veya çizgiyi birbirine bağlayan eğrisel hat. (Ç.N.) 363
2,5 mm modüle kadar olan evolvent kamalı miller, iki veya üç profil makarasının soğuk çapraz haddelenmesiyle elde edilirler. Bu makaralar milin bölme dairesine göre ve sistemin elastik deformasyonu dikkate alınarak ayarlanırlar. Soğuk çapraz haddeleme iş parçasına pozitif eksenel haıeket verilir. Makaraların bir giriş kısmı vardır, iş parçası makaralara göre zamanlanmış olarak döner ve onların eksenlerine paralel olarak ilerler. Makaraların merkepleri aracındaki uzaklık önceden ayarlanır ve haddeleme işlemi boyunca değiştirilmez. Daha sonra soğuk haddelenecek iş parçaları, azdırma ile işlenecek iş parçalarına göre daha hassas işlenmiş olmalıdırlar. Sertlikleri Bhn 220 üzerinde olmayan iş parçalan soğuk haddelenebilirler. Bu metot çok sayıda (18 den fazla) kaması bulunan kamalı millerin imalatında kullanılır. Kama sayısı arttıkça haddeleme operasyonu daha düzgün şelilde ilerler. Evolvent kamalı miller soğuk haddelendiklerinde hatve hatası 0,03 mm içerisinde kalır. 250 mm den daha uzun kamalı millerde bu metodun üretimi, azdırma metodunun 10 kâtıdır; 100 mm den uzun kamalı millerde üretgeniik 4 ~ 7 defa fazladır. Çok sayıda profil makaralı kafalarla soğuk haddelemenin uygulanışı Şekil 240 ta şematik olarak gösterilmişi.». Bu metotta çok hassas olarak imal edilmiş çok makaralı kafa kullanılması gerekir. Takım kafası, her daire diliminde bir profil makarası bulunmak Üzere (sekiz makara gösterilmiştir) düzenlenmiş daire dilimlerine (şekilde gösterilmemiştir) sahip bir sertleştirilmiş rijit halkadan meydana gelmiştir. Bu makaralar rulmanların ortalarına geçirilmiş miller üzerinde serbestçe dönerler. Bu makaralar birbirlerine bağımlı olmaksızın ayarlanabilir ve değiştirilebilirler, tş parçası kenetleme aletinin cuntaları arasına yerleştirilir ve hadde kafası sabitlenmiş iş parçası ekseni boyunca önceden ayarlanmış boyda ilerler. Bu metotla elde edilen paralel kenarlı kamaların genişlikleri 0,07 veya 0,08 mm içerisinde değişiklik gösterir. Bu soğuk haddeleme işleminde plasük deformasyon iş parçasının çok derinlerine kadar geçer. Kaba parçanın sertliği Bhn 220 yi geçmemelidir. Bu nedenle operasyon sırasında iş parçası uzar, yer değiştiren metalin bir kısmı iş parçasının dış yüzüne doğru kaydırılır, îş parçasının dış çapı bir miktar artar ve ölçüye getirilmesi için silindirik taşlama gerekir. îş parçasının yüzey tabakalarının sertliği % 20 ~ 30 oranında artar. Bir takım kafası 100 000 iş parçası işleyebilir. Bu metot yüksek üretim kapasitesine sahiptir, fakat her çok makaralı takım kafası tek bir ölçüdeki kamalı mili işleyebilir. Bu tip kafalar evolvent kamalı millerin haddelenmesinde de kullanılabilirler. Ancak bu millerin 16 veya 18 den fazla kamaları bulunmamalıdır. Daha çok sayıda kama için makaraları düzenlemek olanaksızdır. Kamalı mil delikleri. Şaft-kovanları ve burç lordaki kamalı mil deliklerin kaba işlemleri, dolu parça delinerek, maça matkabı kullanılarak, bir ucunda veya her iki ucunda alın düzleme yapılarak tamamlanır. Bundan sonra yuvarlak bir delik daha sonrada kamalı delik sıyrılır. Seri imalatta, hem silindirik deliği hem de kama kanallarını tek bir kursta sıyırmak için uzun bir sıyırma (broş) takımı kullanılır. Bütün dış yüzlerin islenmesi bitirildikten son- 364
ra veya sadece kamah delikle eş eksenli olan yüzler işlendikten sonra iş parçasına ısıl işlem uygulanır ve kamalı deliğin alt çapı taşlanır. Bu taşlama operasyonunda iş parçası, yüksek hassasiyetle işlenmiş kamalı mil kısmıyla eş eksenli silindirik yüzeye göre yerleştirilir. Bu taşlama işi bir iç taşlama tezgahında yapılır. Kamalı miller ve delikler özel kamah mastarlanyla kontrol edilirler. Bazı hallerde kamah millerin alt çaplan mikrometreli pergellerle veya kamalar için kanalları bulunan dişi tampon mastarlarla kontrol edilirler. Alt çapla şaft muylularının aynı eş eksenli ve düzgün olup olmadıkları bir komparatörle kontrol edilebilir. 365