Konu: Konstrüksiyon Sistematiği -7- TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİ İLE ŞEKİLLENDİRME 1 TALAŞ KALDIRMA YÖNTEMİ İLE ŞEKİLLENDİRME 2 Talaş kaldırma yöntemi; dövme, döküm ve toz metalurjisi gibi yöntemlerle ulaşılamayan şekil ve hassasiyete sahip parçaların elde edilmesi için kullanılmakta dır. Doç.Dr. Ahmet DEMIRER Talaş kaldırma yöntemi; dövme, döküm ve toz metalurjisi gibi yöntemlerle ulaşılamayan şekil ve hassasiyete sahip parçaların elde edilmesi için kullanılmaktadır. Tasarım mühendisi, bir elemanın tasarımını yaparken, şekillendirmede kullanılacak takım tezgahların işleme yeteneklerini, kapasitelerini ve hassasiyetlerini çok iyi bilmek durumundadır. Aksi takdirde tasarım, ekonomik ve üretilebilir olmaktan çıkar ve başarısız olur. Bu anlamda Cetvel 7.1 de görülen temel üretim yöntemleri ve uygulama prensipleri çok iyi bilinmeli ve parça tasarımı yapılırken üretim aşaması da düşünülerek gerekli düzenlemeler yapılmalıdır. Örneğin metal kalıba döküm kum kalıba dökümden daha hassastır. Bu yöntemle elde edilen döküm parçaların istenen ölçüye getirilmesi için talaş kaldırma miktarı daha az dolayısıyla makina ve işçilik zamanı da az olmaktadır. Bunun dışında bazı diğer faktörler de üretim yöntemlerinin seçiminde dikkate alınmalıdırlar. Örneğin dövme, dökümden daha mukavemetlidir. Kum kalıba döküm, metal kalıba dökülecek parçalardan daha yüksek ergime sıcaklığındaki malzemeler için elverişlidir. Metal kalıba döküm ise özellikle seri üretimde daha ekonomiktir. 3 4 1
Bir tasarım ürününün en az işçilik ve en düşük malzeme gereksinimi ile elde edilmesine uygun olması özelliğine, o ürünün üretilebilirliği" denilmektedir. 5 Üretimdeki işçilik girdisi ve malzeme gereksinimi sadece tasarıma bağlı olmayıp aynı zamanda planlanan üretim yöntemine, kullanılan araç-gerece (takımlara) ve uygulanan şekillendirme işleminin diğer değişkenlerine bağlıdır. Bu nedenle bir makina parçasının tasarlandığı şekli ile üretilebilirliğini değerlendirirken, uygulanan şekillendirme yönteminin etkilerini göz ardı etmek mümkün değildir. Böylece verilen tasarımın üretilebilirliğini ortaya koymak için, üretimi yapılacak makina elemanının değişik yöntemlerle üretilmesi sonrası bunlara harcanan malzeme ve işçilik girdilerinin kıyaslanması ile karar verilmelidir. Bir makinanın veya onu oluşturan parçalarının üretilebilirliğinin objektif değerlendirilmesi yapılırken bütün yararlı etkenlerin ve tasarım özelliklerinin dikkate alınmaları gerekir. Kısaca bu özellikler; 1) Parçalar optimum şekillendirilmelidir. Böylece kaba parçaların minimum işleme payı ve minimum sayıda işlenecek yüzeyle üretilmeleri sağlanmış olur. 2) Parçalar mümkün olan en küçük ağırlığa sahip olmalıdır. 3) Birlikte çalışacak parçalar (elemanlar) için seçilen malzemeler eş çalışmaya uygun olmalı ve malzeme çeşidi en az sayıda tutulmalıdır. 4) Parçalar ve üniteler birbirleri ile değiştirilebilir ve tolerans bölgeleri optimum değerlere sahip olmalıdır. 5) Parçalar, üniteler ve aynı zamanda bunların tasarım elemanları (vida hatveleri, dişli modülleri, yuvarlatma yarıçapları, dolgular v.b.) yürürlükteki standartlara uymalı ve olabildiğince tek tip hale getirilmelidir. 6 Makina parçalarının en mükemmel şeklinin seçimi, onların tasarımına ve çalışmadaki fonksiyonlarına bağlıdır. Bir parçanın üretilebilirliğini değerlendirirken onun tasarımındaki çeşitli seçenekler arasında bir karşılaştırma yapmak gerekir. Demir dışı metaller için yapılan tasarımlar, bozulmaz metal kalıplarda (kokil kalıp) dökülmeye uygun olmalıdır. En az işçilikle işlenebilecek ve işlevsel özelliklerinin tamamına sahip (optimum şekilli) bir gövde parçası şu temel koşulları içermelidir: 1) İşlenecek ham parça üretim sonrası alacağı geometrik şekle mümkün olduğunca yakın olmalıdır. 2) Parçanın tasarımı yapılırken, işleneceği tezgaha kolay bağlanabilir olması ve bütün yüzeylerinin (düzlemsel, eğrisel, delikli vb.) tam olarak işlenebilmesine olanak sağlaması temin edilmelidir. Bu amaçla bu yüzeylerde işlemeyi engelleyecek çıkıntılı kısımlar veya faturalar olmamalıdır. Parçanın iç duvarlarında işlenen deliklerin çapları aynı eksen üzerinde fakat dış duvarda bulunan deliklerin çaplarından büyük olmamalıdır. 3) Gövde tipi parçalarda, deliklerin eksenlerine tam gönyede olmayan yüzeyler bulunmamalıdır. Yani delik eksenleri gövde yüzeyine dik olmalıdır. 4)Parça üzerindeki deliklerin çaplarında ve çekilen vida dişlerinde büyük farklılıklardan ve çeşitliliklerden kaçınılmalıdır. 5)Gövde tipi bir parça, olanak varsa, eş çalışacağı parçaya monte edilmeden işlenebilmelidir. 7 6)Parçanın tasarımında, sadece eşlenik parçalarla birlikte çalışan kısımların işlenmesi ön görülmeli ve parçaların şekilleri, çok az işleme payı olan kaba parçaların kullanılmasına olanak vermelidir. 7)Parçanın tasarımı, ısıl işlem sırasında, çarpılmasını önleyecek şekilde olmalıdır. 8)Hassas parçaların üzerinde bulunan ve hizmet gereksinimlerini karşılayan toleranslar, üretimi güçleştirecek kadar dar sınırlar içinde olmamalıdır. Makinanın veya onu oluşturan ünite ve parçalarının mümkün olan minimum ağırlıkları, en yüksek emniyet değerlerine göre yapılan hesaplarla saptanır. Şunu da belirtmek gerekir ki ağırlığın azaltılması, makinanın çalışması yönünden de büyük önem taşır. Örneğin demiryolu vagonları, traktörler, otomobiller ve diğer nakil araçlarında olduğu gibi ağırlıktaki azalma enerji gereksinimindeki azalmaya karşılık gelmektedir. Bir makinanın üretiminde ne kadar az çeşitte malzeme kullanılırsa, tasarımın üretilebilirlik derecesi o kadar yüksek olur. Malzeme çeşidinin fazla olması, üretimi daha karmaşık ve güç hale getireceği gibi parçanın şekillendirilmesi esnasındaki operasyonları da güçleştirir. Çünkü değişik tür ve sınıflardan malzemeler, değişik kesme ve ilerleme hızlarında çalışan ve farklı kesme açılarına sahip çok sayıda kesici takımın kullanılmasını gerektirir. Öte yandan istenen ölçüler ne kadar hassas olursa parçanın üretiminde işçilik girdisi de o ölçüde fazla olacak, yani makinanın üretilebilirliği daha düşük olacaktır. ( parlatma). Sonuç olarak parçaların işlenecekleri hassasiyet, olması gerekenden daha yüksek 8 seçilmemelidir. 2
Yani şekillendirilecek eleman boyutlandırılırken, işleme ve çalışma toleransı aralığı dar tutulmamalı ve bu değer; parçaların değiştirilmesine olanak sağlayacak, makinanın veya mekanizmanın istenen performansı yerine getirecek özellikler kadar olmalıdır. Eğer bir makinanın tasarımında çok sayıda standartlaştırılmış (geometrik ve fiziksel özellikler bakımından eşdeğer) parça veya ünite kullanılırsa onun üretilebilirliği önemli ölçüde arttırılmış olur. Standart parça ve ünitelerin kullanımı işçilik girdisini önemli ölçüde azaltır, otomasyona uygun hale gelir. Makina Parçalarının İşlenmesinin Planlanması Parçaların temel yüzeylerinin işlenmesini doğru bir şekilde planlamak istiyorsak, belli bir işleme yöntemine ilişkin elimizde bazı bilgilerin bulunması gereklidir. Bu bilgiler; parçanın teknik resmi, üretim için mevcut takım ve teçhizat, yeterli miktarda ve uygun kalitede malzeme, uygulanan mühendislik prensipleri, ekonomik endeksler vb. faktörleri kapsamaktadır. Makina Parçalarının İşlenmesinin Planlanması Üretimi yapılacak makina parçasının teknik resmi çok önemli detayları açıkça göstermeli ve gereksinimleri karşılamalıdır. Bir parçanın üretimi için hazırlanan teknik resimde: 1. Parçaya doğru şeklini vermek için yeterli sayıda görüntü ve kesit görünüşleri bulunmalıdır. 2. Öngörülen toleranslar bütün ölçülerde belirtilmelidir. Bu toleranslar anma ölçüsüne göre izin verilebilir sapmalar şeklinde olabileceği gibi çeşitli uyum ve hassasiyet derecelerini belirten semboller şeklinde de olabilir. 3. İşlenecek yüzey (veya yüzeyler serisi) için yüzey kalitesi sembollerle belirtilmelidir. 4. Parçanın yapılacağı malzeme, yüzey sertliği ve yapılacak ısıl işlemler gibi özellikler belirtilmelidir. Bu detaylar kesme ve ilerleme hızlarını saptamak için önemli olabilir. 5. Yapılacak parçadan her makinada kaç adet kullanılacağı belirtilmelidir. 6.Üretim ve montajla ilgili bütün koşullar belirtilmelidir. Yüzeylerin geometrik özellikleri, yüzeylerin koordinasyonu, herhangi bir özel şart (öngörülen ağırlığa göre istenebilecek hassasiyet, ölçülerine veya diğer özelliklerine göre gruplandırmalarının gerekip gerekmediği vb.) ve bunların yanında parçaların birleştirilerek makinayı oluşturacak şekilde monte edilmesi için gerekli diğer şartların tamamı açık şekilde belirtilmelidir. 9 10 Makina Parçalarının İşlenmesinin Planlanması 1. Planlanan üretim miktarı: Sürekli döner tablalardaki bağlama elemanları vb. dikkate alınırsa, işlem planlaması için belli bir zaman süreci içerisinde üretilecek parça sayısının tam olarak bilinmesinin büyük bir önemi olduğu açıkça ortaya çıkar. 2. Kaba parça ile ilgili bilgiler: İşleme operasyonlarını planlarken kaba parçanın ne şekilde üretileceğini (döküm, dövme veya hazır çubuk malzemeden gibi) ve hangi hassasiyette olacağını bilmek gerekir. Böylece verilecek işleme paylan da saptanır. Kaba parçanın bir resminin yapılması ve üretim şartlarının belirtilmesi son derece yararlı olur. Bu yapılırsa işleme için kullanılacak kalıp ve bağlantı aparatlarının tasarımında, kalıptan çıkarılmayı kolaylaştırmak bakımından, döküm veya dövme kalıplarına verilecek koniklikler ve bunların ölçüleri mutlaka dikkate alınmalıdır. 3. Üretim için işletmenin olanakları: Eldeki teçhizatın yeterli olup olmadığı veya yeni tip takım tezgahlarının veya bunların aparatlarının satın alınmalarının gerekip gerekmediği ve böyle bir durumda zaman kaybı olup olmayacağı konusunda da bir karara varılmalıdır. 4.Eldeki takımlar ile ilgili bilgiler: Takım ve teçhizatla ilgili bilgiler; parçanın işlenmesi için işlem seçimini, kullanılan üretim tekniğini, verilen iş parçasının hassasiyet derecesini ve yüzey kalitesi sınıfını etkiler. 11 Makina Parçalarının İşlenmesinin Planlanması 5. Mühendislik prensipleri ve ekonomi: İşlem planlaması çalışmalarının tamamı bu temele dayandırılır. Bu endeksler, teknik resimdeki bütün şartlar yerine getirilmek üzere, parçanın en düşük maliyetle hangi koşullarda üretileceğinin bir göstergesidir. Teknik resmin ölçülendirilmesi, yerleştirme temel elemanlarının ve işlem sırasının önceden tespit edilmesine büyük ölçüde olanak verir. Çünkü ilk işlenen yüzey, daha sonra işlenecek çok sayıdaki diğer yüzeylerin işlenmesi sırasında referans yüzey, yani elemanın tezgaha bağlanması amacıyla kullanılacaktır. Tasarım aşamasında öngörülen üretim yöntemleri, buna bağlı olarak hazırlanan teknik resim, dolayısıyla üretimdeki işlem sırasının belirlenmiş olması, üretimi gerçekleştirecek birim için gereken tüm kolaylıkları temin etmiş olur. Bu kriterlere göre yapılan üretimde; malzeme, işçilik, zaman gibi kazanımların yanında elde edilen ürünün tamlığı, kalitesi ve uyumlu çalışması hususlarında da büyük bir avantaj sağlanmış olur. 12 3
Talaş Kaldırma işlemi sonunda Yüzey Pürüzlülüğü Ra değeri yüzeyin nominal ölçüden eksi ve artı yöndeki yükselti ve çukur ölçülerinin ortalamasının mikron (μm) cinsinden veren değerdir. Yüzey Pürüzlülük Cihazı (Profilometre) mekanizması En hassas işlenmiş yüzeyler bile pürüzlüdür. Daha pürüzsüz yüzey işlemek ise kaliteyi arttırdığı gibi maliyeti de arttırır. Örneğin Honlama işlemi sonucu ortaya çıkan yüzeyin pürüzlülüğü ise motor ömrünü ve yağ sarfiyatını belirleyen en önemli faktördür. 13 14 15 16 4
Yüzey Pürüzlülüğü ve Maliyet Ra değeri azaldıkça imalat maliyeti Şekilde görülebileceği gibi hızla artar. Örnek: +/- 0.7 mm hassasiyet ile işlenmiş bir yüzeyin birim işleme maliyeti bir ise, +/-0.1 mm. hassasiyet ile işlenmiş bir yüzeyin birim işleme maliyeti 10 kat, +/- 0.01 mm hassasiyet ile işlenmiş yüzeyin birim işleme maliyeti ise 30 katdır. Bu nedenle gerekmiyorsa proje ve imalatlarımızda mümkün olduğunca büyük Ra değerine sahip yüzey işleme kullanılmalıdır. LEPLEME Yüzey Pürüzlülüğü 17 18 1. Matkap tezgahlarında yapılan temel işlemler Şekil 7.1 de gösterilmiştir. Matkapla delme işlemi, matkap ucunun döndürülerek aynı zamanda eksenel doğrultuda ilerlemesi ile yapılır (Şekil 7.1a). Burada kesici takım, ya basit bir matkap ucu veya daha komplike tipte tasarlanmış ve silindirik delik açma işleminde kullanılan bir kesici takımdır. 2. Boşluksuz çalışacak iki parçanın oluşturduğu geçmelerde iç köşe yarıçapı küçük, dış köşenin pahı ise kırılmış olmalı veya iç köşenin daha küçük ve dış köşenin daha büyük yarıçaplı bir daire yayı oluşturması temin edilmelidir. (Şekil 7.2). uygun değil uygun a) delme b)delik büyütme c)raybalama d)kılavuz çekme e)havşalama f)alın düzleme işlemi Şekil 7.1 Matkap tezgahında yapılan ana işleme tipleri 19 20 5
3.Ayrıca geçmelerde silindirik parçaya pah kırılarak ve deliğe havşa açılarak montaj kolaylaştırılmalıdır. (Şekil 7.3) Bu havşa ve pahlar genellikle 45 olarak yapılır. 4.Temastaki yüzeylerde birbirine dik veya paralel kısımlardaki işlemlerden birisi esas alınmalıdır. Diğer yüzey kılavuzlama görevi görür (Şekil 7.4) 21 22 5)Geçmelerde hassas işlenmiş yüzeyler korunmalıdır. Bunun için fatura yapmak uygun bir çözümdür (Şekil 7.5). 6) Döküm ve dövme yöntemine nazaran talaş kaldırma işleminde kavisli köşelerden çok konik geçişler veya havşalar tercih edilmelidir (Şekil 7.6). Çünkü kavisli kısımlar pahalı ve özel takımlar gerektirir. 7)Kademeli bir mil üzerine bir gövde yerleştirilecekse, faturanın bulunduğu kısım derin tornalanmalı (Şekil 7.7b) veya gövdenin delik ağzı konik olarak havşalanmalıdır (Şekil 7.7c). Faturanın derin tornalanması halinde mil mukavemetinin yeterli olduğundan emin olunmalıdır 23 24 6
8)Bir geçme işleminde, işçilik ve işleme özellikleri göz önüne alındığında, seçilecek en uygun şekil silindirik formdur (Şekil 7.8d). Ancak zıvana deliği denilen geçme ağaç işlerinde çok yaygın kullanılır (Şekil 7.8c). Şekil 7.8a yapımı oldukça zor bir tasarımdır. Tel erozyonu gibi spesifik tezgahlar gerektirir. Özellikle deliklerin kör delik şeklinde olması çok daha büyük sorunlar oluşturur. Şekil 7.8b deki tasarım (a) şekline göre üretim daha kolaydır. 9.Delme esnasında matkap ekseni delik eksenine dik olmalıdır. Aksi taktirde matkap kırılabileceği gibi delinen delik de tam ölçüsünde olmaz. Böyle bir durumda Şekil 7.9b çözümü seçilebilir. a nın işlenmesi zor, b, c, d uygun Uygun değil Uygun 25 26 Talaşlı işleme Esaslarına Uygun Tasarım Örnekleri Yine benzer şekilde, Şekil 7.10a daki parçaların yüzeyine matkapla delik delmek olanaklı değildir. Matkabın ilerleme ekseninin değişmeden devam etmesi ve deliğin ölçüsünde olabilmesi için matkap ucunun parçaya giriş ve çıkışında yüzeye dik olması gerekir (Şekil 7.10b). Burada delinen deliğin tam ölçüsünde olmaması yanında parçaya giriş ve çıkış bölgelerinde (X ve Y doğrultularında) matkabın kırılma tehlikesi de vardır. Talaşlı işleme Esaslarına Uygun Tasarım Örnekleri 27 10. Şekil 7.11a da görülen tasarımdaki deliğin açılması üretim aşamasında olanaklı değildir. Bu deliğin açılabilmesi için üst tarafa daha büyük bir delik açılabilir (Şekil 7.11b). Ancak iki delik arasındaki mesafe matkap boyundan daha uzun olmamalıdır. Matkabın uzunluğunun fazla olması da aynı zamanda matkabın salınım yapmasına ve hassas delik delinememesine yol açabilir. Şekil 7.11c deki tasarımda görüldüğü gibi, çalışma koşullarını etkilemeyecekse, eğik yüzey oluşturularak matkabın rahat çalışması temin edilir. Bu durumda da matkabın çıkış ucunda (iç yüzeyde) eğilme ve kırılma tehlikesi ile oval bir delik oluşumu kaçınılmazdır. 28 7
Benzer şekilde Şekil 7.12a incelendiğinde, matkabın parçaya ulaşması, parçanın şekli itibarıyla, olanaklı değildir. Şekil 7.12b deki düzenleme ile parçanın sağlıklı bir şekilde işlenebilmesi sağlanmıştır. Parça yüzeylerinin matkap ilerleme eksenine dik olmasının sağlandığı Şekil 7.12c deki tasarımla parça en kolay ve düzgün işlenebilir, hale getirilmiştir. 11.Takımın yüklenmesi normal olmalıdır. Örneğin eğilme şeklinde ikinci bir yüklemeye maruz kalmamalıdır. Şekil 7.13a 'da dik konumda görülen delik düşey torna edilirken kesici takım (a) bölgesinde eğilir. Tasarım Şekil 7.13b 'deki gibi düzenlendiğinde bu problem ortadan kalkar. Benzer şekilde bir kama yuvasının açılması esnasında iki tarafından yataklanmış bir silindirik freze, (Şek. 7.14a), tek taraflı yataklanmış olan parmak frezeye göre (Şek.7.14b) daha uygun şartlarda çalışır. 29 30 12)Tezgaha bir bağlanışta işlenen delikler hem daha hassas hemde işçiliği kolay ve dolaysıyla maliyeti düşük olur. Ancak farklı çaptaki merkezlemeler birbirinden uzak olmalıdır. Şekil 7.15a daki örnekte klavuz milin alt ölü noktada sıkışma olasılığı fazladır, (b) ve (c) deki şekiller, aynı eksen üzerinde çalışma hassaslığı ve çalışma rahatlığı açısından, daha gelişmiş tasarımları göstermektedir. 31 13) İşlenecek yüzeylerle işlenmeyecek yüzeyler birbirinden yeteri kadar uzak olmalıdır (Şekil 7.16). 32 8
Benzer olarak, Şekii 7.17 nin sol tarafında görüldüğü gibi, A ve B çaplarının arasındaki çap farkının yetersiz olması, çoğunlukla A yüzeyinin yanında B yüzeyinin de işlenmesine sebep olur. 14. Talaş alma işleminde işlenecek yüzeylerin en aza indirilmesi gerekir (Şekil7.18). Böylece hem zamandan hem de malzemeden tasarruf edilir. 33 15.Fonksiyon yönünden ilgili yüzeyler tezgaha bir bağlanışta işlenebilmelidir. Böylece tezgah tablasına paralel ve dik yüzeylerin işlenmesi daha kolay olur. Bu amaçla parçanın tezgaha kolayca bağlanma olanakları düşünülmelidir (Şekil 7.19). 34 16.Kör delikler yerine, işlenmesi daha kolay olduğundan, açık delikler tercih edilmelidir (Şekil 7.20). Bu tür deliklerde söküptakma işlemi de kolay yapılır (Şekil 7.21). 17. Dış yüzeylerin (erkek parçaların) işlenmesi iç yüzeylerin (dişi parçaların) işlenmesinden daha kolay ve ucuzdur (Şekil 7.22 ve Şekil 7.23). Ancak millerde çentik etkisine dikkat edilmelidir. 35 18.Kör deliklerde delik dibine kadar vida açılması mümkün değildir (Şekil 7.24). Bu nedenle vidalama derinliği iyi hesaplanmalıdır. 19. Düzgün bir yüzey elde edebilmek için kesici takımın gerektiği kadar bir çıkış yeri olmalıdır. Örneğin tek parça halinde çalışacak farklı çaptaki iki dişli çarkın ayrı ayrı yapılması ve daha sonra birbirine birleştirilmesi bir çözüm önerisidir (Şekil 7.25). 36 9
20. Şekil 7.27a 'da tasarlanan makina elemanı çift konik yüzeye sahiptir. Bu parçanın işlenmesi aşamasında tezgaha bağlanmadaki zorluğun, Şekil 7.27b de görülen ve iki konik bölge arasında düzlemsel konuma getirilmiş kısım aracılığıyla giderilmesi mümkündür. Benzer düşünce ile geliştirilmiş olan tasarımda, parça Şekil 7.27c deki forma getirildiğinde, gerek her iki yandan tezgaha yerleştirilme gerekse işlenmeyi takiben parçanın yerine monte edilmesinde kolaylık sağlama açısından daha uygun bir şekil almış olur. 37 21.Şekil 7.28a daki parça geniş konik bir deliğe ve silindirik bir iç faturaya sahiptir. Bu form kesici takımın parçaya yaklaşmasını önleyici bir etki yapmaktadır. Şekil 7.28b deki tasarımda takımın parçayı işlemek üzere yaklaşması kolaylaştırılmıştır. Şekil 7.28c de ise hem takımın ilerlemesi kolaylaştırılmış hem de silindirik faturanın oluşumu sağlanmıştır. 22.Bazen silindirik delik faturalarında delik delme için aparat kullanılır. Aparatın delik içerisine girmesi ve orada rahat çalışacak bir serbestlikte olması gerekir. Şekil 7.29a daki tasarımda bu mümkün değilken Şekil 7.29b de takımın hareketi ve çalışması için yeterli bir alan temin edilmiştir. 38 23.Şekil 7.30 daki kama yuvasının açılabilmesi için takımın çalışması alt bölgede açılan boşluk sayesinde mümkündür. Böylece kesici takımın ucu rahatça çıkış noktasına ulaşabilmekte ve kama yuvasını düzgün şekilde açabilmektedir. Aksi taktirde takımın ucu alt noktaya kadar indikten sonra bu noktada sıkışacak ve muhtemelen kırılacaktır. 24.Şekii 7.31a daki tasarım, matkapla delik açılacak bölgede, yetersiz bir boş alan bırakmaktadır. Matkabın tam silindirik bir delik açabilmesi için ucundaki konik kısmın tamamının parçanın alt yüzeyinden serbestçe çıkmış olmasını gerektirmektedir. İlk şekilde çok kontrollü ve yavaş bir işlem gerekirken, Şekil 7.31b de daha rahat bir çalışma 39 yapılabileceği açıktır. 25.Şekil 7.32a daki faturalı kısmın işlenmesi zordur. Çünkü mildeki faturanın işlenmesi esnasında kesici takımın hareketi sınırlanmaktadır. Şekil 7.32b deki tasarımla faturada birbirine dik yüzeylerin işlenmeleri kolaylaşmaktadır. Benzer şekilde Şekil 7.33a daki tasarımın gerçekleştirilmesi sıkıntılıdır. Çünkü torna tezgahında kesici takım sola doğru ilerlerken faturanın bittiği son noktada aniden hareketini sonlandırması gerekmektedir. Oysa Şekil 7.33b deki tasarımda kesici takıma konik bölgeden sonra yeterli hareket serbestliği sağlanmaktadır. 40 10
26.Şekil 7.34a daki kesici takım ile kama yuvasının açılması şekil olarak zordur ve çok dikkatli bir çalışma gerektirir. Özellikle kama yuvasının parça kenarına uzaklığı olan L mesafesi ile yarıçap arasındaki ilişki önemlidir. Kesici takım, şekli itibarıyla, işleyeceği parçaya belirli bir uzaklıktan daha fazla yaklaşamamaktadır. Şekil 7.34b'deki tasarımda ise parmak freze kullanılması ile bu problem ortadan kaldırılmakta ve daha rahat bir çalışma sağlanmaktadır. 27.Şekil 7.35 deki gibi kör delikler açmak özellikle otomasyonda (seri üretimde) zaman açısından ekonomik değildir. Otomatik makinanın belli bir derinlikte delik açarken durması komutunun eklenmesi hızı yavaşlatmaktadır. Böyle durumlarda boydan boya delikler tercih 41 edilmelidir. 28.Talaş alma yöntemi ile işlenecek yüzeylerin mümkün olduğunca eşit yüksekliklerde olması makinanın bu bölgelerde defalarca yükseklik ayarlarının yapılmasını önleyecektir. Şekil 7.36a da uygun olmayan, 7.36b de ise iyileştirilmiş bir tasarım örneği görülmektedir. 29.Açısal yüzeylerin işlenmesi, parçanın yerleştirilmesi ve tezgahın ayarlanması bakımından, bir birine dik yüzeylerin işlenmesinden çok daha zordur. Şekil 7.37a daki parça, sistemin çalışma fonksiyonunu bozmamak koşuluyla, Şekil 7.37b deki gibi tasarlanarak daha kolay işlenebilir hale getirilmiştir. 42 30.Cıvata-somun yardımıyla bağlanan parçalarda cıvata başı ve somunun parça yüzeyine iyice oturabilmesi ve iyi bir sıkılığın elde edilebilmesi için, Şekil 7.38a daki gibi silindirik havşa veya Şekil 7.38b deki gibi özel fatura şeklinde düzenlemelerin yapılması uygun olmaktadır. Talaşlı Şekillendirmede Seri Üretim İçin Tasarım Önerileri 1. Şekil 7.39 un sol tarafında görülen parçada yerleştirme yüzeyi işlenecek olan A yüzeyine göre simetrik bir konumda olmadığı için, parçayı işlerken rijit bir şekilde bağlama olanağı yoktur. Bu nedenle işleme sırasında gerek talaş alma derinliğinin arttırılamaması gerekse oluşacak titreşimler düşük kaliteli bir yüzey elde edilmesi sonucunu doğuracaktır. Bunu önlemek amacıyla kesme hızının veya kesme derinliğinin azaltılması yoluna gidilebilir. Ancak aynı şeklin sağ tarafındaki tasarım örneği seçilirse çok daha kaliteli bir yüzey elde etmek ve daha hızlı bir üretim yapmak mümkün olur. 43 Talaşlı Şekillendirmede Seri Üretim İçin Tasarım Önerileri 2. İşlenecek bir parçada aynı eksen doğrultusunda bulunan ve farklı çaplardaki deliklerin işlenmesinde, çaplarına göre büyükten küçüğe doğru sıralama yapılarak, büyük çaplı delik tarafından başlayıp küçük çaplı delik yönünde ilerleyerek işlem yapılmalıdır. Bu görüş doğrultusunda, Şekil 7.40 ın sol tarafındaki seçenekte bir eksen üzerindeki delikler işlendikten sonra parçanın 180 derece ters yönde döndürülerek ikinci eksendeki deliklerinin işlenmesi gerekir. Bu durum iki eksen üzerindeki deliklerin koordinasyon hatasını arttırır. Şeklin sağ tarafındaki seçenekte ise bu hata ortadan kaldırılmıştır. 44 11
Talaşlı Şekillendirmede Seri Üretim İçin Tasarım Önerileri Talaşlı Şekillendirmede Seri Üretim İçin Tasarım Önerileri 3.Şekil 7.41 deki parçanın iç göbek alnı A, B deliğinden geçen ve ucuna alın torna kalemi bağlanmış bir kesici ile torna edilir. Eğer B delik çapı A göbek çapından küçük ise verim çok düşük olur. Eğer B deliği A göbeğinden geçirilen havşa takımı tipinde herhangi bir kesici takımla işlenebilir özellikte ise, bu durumda üretkenlik daha yüksek olur. 4.Silindirik parçalarda kademeli çaplar arasında büyük farklılıkların bulunması, işçilik girdisini ve malzeme kaybını arttırır (Şek.7.42). Çaplar arasında düzenli bir fark olması, her kademenin aynı sayıda paso verilerek işlenmesini (torna edilmesini) sağlar. 45 5. Olanaklar elveriyorsa, faturalı millerin tasarımında, milin bir ucundan diğerine doğru artan veya azalan çaplara göre düzenleme yapılmalıdır (Şekil 7.43). Büyük' ve küçük çaplı kademeleri değişken bir sırayla düzenlenmiş faturalı millerin işlenmesinde karmaşık bir teçhizat ve donanım gerektiği gibi işçilik girdileri de çok artar. 6.Puntaiar arasında işlenecek içi delik parçaların uçlarına pah kırılmalı veya havşa açılmalıdır (Şekil 7.44). Bu işlem kesici takımın, işlenen parçaya yüklenmesinde eğilmelere karşı dayanım sağlarken düzgün bir kesme hızı temin eder. Aynı zamanda iç ve dış yüzeylerin eş eksenli işlenmesini garantileyerek parçanın kontrolünü basitleştirir. 46 Talaşlı Şekillendirmede Seri Üretim İçin Tasarım Önerileri 7.Burçlar ve kovanlar bir ucundan işlenebilecek şekilde tasarlanmalıdır. Şekil 7.45 deki birinci seçenekte gösterildiği gibi iki uçta bulunan ayrı ayrı delikler ancak iki operasyonda işlenebilir. Ayrıca kör bir deliğe kılavuzla vida dişi açılmak istendiğinde kılavuz kırılabilir. İkinci seçenekte ise delik bir operasyonda delinir ve kılavuz salınır. Çünkü boydan boya deliğe kılavuz salmak daha kolaydır. Talaşlı Şekillendirmede Seri Üretim İçin Tasarım Önerileri 9.Eğer tek parçadan meydana gelen bir makina parçası çok fazla işçilik girdisi gerektirecek şekilde karmaşık ise, bu parçayı birkaç birleşen elemandan yapmak çok daha uygun olacaktır (kaynak, cıvata-somun, pres geçme vb. montajlı) (Şek.7.47). 8.Burçların, manşonların ve kovanların deliklerinin işlenen kısımları olabildiğince kısa tutulmalıdır (Şekil 7.46). Sadece karşılıklı çalışacak yüzeylerin işlenmeleri yeterlidir. İşlenecek bölgelerin uçlara yakın olması işlem süresi ve maliyetini azaltır. 47 48 12