K O C A E L İ ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü MMT222 Malzeme Üretim Teknikleri 3 Talaşlı İşlem Teknikleri Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2012-2013 Bahar Yarıyılı
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 2 Genel Bakış
Üretim yöntemleri DIN 8580 e göre aşağıdaki gibi verilmektedir; 1) Döküm ve Sinterleme: Akışkan haldeki malzemenin şekillendirilmesidir. 2) Plastik Şekillendirme: Katı haldeki bir malzemenin şeklinin plastik olarak değiştirilmesidir (sac şekillendirme, dövme, haddeleme gibi). 3) Ayırma: Katı haldeki malzemenin şeklinin kesme gibi yöntemlerle parça çıkarılarak değiştirilmesidir (frezeleme, parlatma, taşlama, delme gibi). 4) Birleştirme: İki ya da daha fazla parçanın bir geometrik şekil oluşturmak üzere bir araya getirilmesidir. Üçe ayrılabilir; kuvvet ile (vida gibi), malzeme ile (kaynak gibi) ve form ile (perçin gibi) birleştirmedir. 5) Kaplama: Şekilsiz haldeki malzemenin bir parça üzerinde bir katmana dönüştürülmesidir (laklama, emaye kaplama, fosfatlama gibi). 6) Malzeme özelliklerini değiştirme: Malzemenin şeklini değiştirmeden özelliklerinin değiştirilmesini amaçlayan işlemlerdir (ısıl işlemler gibi). Üretim yöntemleri (DIN 8580) Doege, Behrens, 2007 3
Döküm ve Sinterleme, Ana grup 1 Plastik Şekillendirme, Ana grup 2 Ayırma, Ana grup 3 Birleştirme, Ana grup 4 Kaplama, Ana grup 5 Malz. Öz. Değiştirme, Ana grup 6 Grup 1.1 Gaz ya da buhardan (metal buharlaştırma) Grup 2.1 Basma ile (haddeleme vb.) Grup 3.1 Kesme ile Grup 4.1 Bir araya getirerek (vidalama vb.) Grup 5.1 Gaz ya da buhardan Grup 6.1 Malzeme içerisinde taşınım ile (temperleme vb.) Grup 1.2 Akışkan, katı-sıvı, macun kıvamından (döküm, ekstruzyon vb.) Grup 2.2 Çekme-basma ile (derın çekme vb.) Grup 3.2 Talaş kaldırma ile (geometrik olarak belirli) Frezeleme vb. Grup 4.2 Dolgu ile Grup 5.2 Akışkan, katı-sıvı, macun kıvamından (Laklama vb.) Grup 6.1 Malzeme içerisinden dışarı taşınım ile (dekarbürizasyon vb.) Grup 1.3 Elektrolitik ortamda iyon taşınımı ile (Elektrotypıng vb.) Grup 2.3 Çekme ile (uzatma vb.) Grup 3.3 Talaş kaldırma ile (geometrik olarak belirsiz) Grup 4.3 Pres ile (rulman montajı vb.) Grup 5.3 Elektrolitik ortamda iyon taşınımı ile (Galvanizleme vb.) Grup 6.1 Malzeme dışından içerisine taşınım ile (sementasyon vb.) Grup 1.4 Katı (toz) halinden (Sinterleme vb.) Grup 2.4 Eğme ile (bükme vb.) Grup 3.4 Aşındırma ile (zımparalama vb.) Grup 4.4 Döküm yolu ile Grup 5.4 Katı (toz) halinden (püskürtme vb.) Grup Kayma ile (yay üretimi vb.) Grup 3.5 Parçalarına ayırma (sökme vb.) Grup 4.5 Plastik şekillendirme ile Grup 3.6 Temizleme Grup 4.6 Bağlama ile Grup 3.7 Tahliye etme Üretim yöntemleri (DIN 8580) Doege, Behrens, 2007 4
Orijinal yüzey Talaş oluşumu sağlayan kayma deformasyonu Talaş hareketi Kesici köşe Talaş Kesici takım Talaş yüzeyi İş parçası Takım ilerlemesi (İş parçasına göre) Yeni yüzey Negatif talaş açısı Kesici köşe Kesici takım Serbest açı Grup 3.2 ve 3.3 Talaş kaldırma Groover, 2010 5
Etki prensipleri Enerji bağlı Kuvvet bağlı Yol bağlı Uzay bağlı kumlama tamburlama honlama zımparalama Lepleme Kesici köşe kontağı Kesici köşe Talaş İş parçası Grup 3.4 Aşındırma Klocke, 2005 6
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 7 Genel Bakış
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 3.3.1. Tornalama 3.3.2. Frezeleme 3.3.3. Planyalama ve Vargelleme 3.3.4. Delme 3.3.5. Kesme 3.3.6. Broşlama 3.3.7. Taşlama 8 Genel Bakış
1) Doğal aşındırıcı malzemeler: Kuvarz (SiO 2 ), Korund (%80-95 Al 2 O 3 ), Elmas vb. 2) Sentetik aşındırıcı malzemeler: Alumina (Al 2 O 3 ), Silisyumkarbür (SiC), Kübik bornitrür (BN), sentetik Elmas Aşındırıcılar Klocke, 2005 9
Kırılma tokluğu (High Speed Steel, Yüksek hız çeliği) Takım çeliği Sert metal Sol-Gel Alumina Kaynaşık Alumina Elmas Knoop sertliği Takım malzemelerinin sertlikleri ve kırılma toklukları Klocke, 2005 10
Soğuk iş takım çelikleri yüksek sertleşebilirlik kapasitesine ve aşınmaya karşı dayanım için bulunabilen karbürlere sahiptir. Sıcak iş takım çelikleri çökelti sertleşmesi üzerinden sürünme dayanımı gösterir. Yüksek hız çelikleri (high speed steels, HSS) ise ikisinin de özellikleri barındırmaktadır. İçerisinde karbürler bulunan sürünmeye dayanıklı matrikse sahiptir. Takım çelikleri (EN ISO 4957) Berns, 2005 11
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 12 Genel Bakış
Tornalama Matkap ile delme Eksenel frezeleme Alın frezeleme Temel talaş kaldırma yöntemleri Groover, 2010 13
Torna takımı Freze takımı Takım Groover, 2010 14
Kesme koşulları Groover, 2010 15
Süreksiz talaş Sürekli talaş Yığıntı köşesi ile sürekli talaş Dilimli talaş Talaş oluşumu Groover, 2010 16
Hasar türleri Aşınma nedeni Aşınma Mekanik çatlak oluşumu Plastik deformasyon Termal nedenli çatlak oluşumu Adhezyon Abrazyon Yüzey yorulması (Atritasyon) Tribokimyasal reaksiyon Takım seçimi Gerekensinimler Zımba Matris Ana malzeme Kaplama Şekillendirme takımlarında oluşabilen hatalar Klocke, WZL, Fraunhofer IPT 17
Adhezyon Takım Abrazyon Takım İş parçası İş parçası Aşınma mekanizmaları Atritasyon (yüzey yorulması) Takım Tribokimyasal reaksiyon Takım İş parçası İş parçası Takımlarda oluşabilen aşınma mekanizmaları Klocke, WZL, Fraunhofer IPT 18
Adhezyon Sınır yüzeylerinin oluşumu Moleküler kuvvetler ile adhezif bağlantı oluşumu (soğuk kaynaklanma) Aşınma ürünleri oluşumu ile birlikte ayrılma Ekstrem durumlarda korozyona da gidebilir. Abrazyon Aşındırıcı yüzeylerin etkisiyle yivlerin oluşması Mikrosabanlama prosesi Aşınma ürünleri (çapak) oluşumu Aşınma mekanizmaları Atritasyon (yüzey yorulması) Tribolojik tekrarlı yüklerin (Gerilme ve şekil değiştirme) etkisiyle yüzeyde yorulma ve çatlak oluşumu Tribokimyasal reaksiyon Takım, iş parçası ve ortam arasında gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar sonucu reaksiyon ürünlerinin oluşması Takımlarda oluşabilen aşınma mekanizmaları Klocke, WZL, Fraunhofer IPT 19
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 3.3.1. Tornalama 3.3.2. Frezeleme 3.3.3. Planyalama ve Vargelleme 3.3.4. Delme 3.3.5. Kesme 3.3.6. Broşlama 3.3.7. Taşlama 20 Genel Bakış
Tornalama Groover, 2010 21
Kesici takım: Torna kalemi İşleme Tornalama prosesi Tezgah Tornalama prosesi WZL, Fraunhofer IPT 22
Tornalama ile işlenmiş parçalar WZL, Fraunhofer IPT 23
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 3.3.1. Tornalama 3.3.2. Frezeleme 3.3.3. Planyalama ve Vargelleme 3.3.4. Delme 3.3.5. Kesme 3.3.6. Broşlama 3.3.7. Taşlama 24 Genel Bakış
Eksenel frezeleme Alın frezeleme Frezeleme Groover, 2010 25
Kesici takım Polikristalin elmas Freze takımı Frezeleme prosesi İşleme Tezgah Frezeleme prosesi WZL, Fraunhofer IPT 26
Alın frezesi takımları WZL, Fraunhofer IPT 27
Frezeleme örneği (sızdırmaz yüzeylerin frezelenmesi) WZL, Fraunhofer IPT 28
VİDEO Frezeleme örneği 29
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 3.3.1. Tornalama 3.3.2. Frezeleme 3.3.3. Planyalama ve Vargelleme 3.3.4. Delme 3.3.5. Kesme 3.3.6. Broşlama 3.3.7. Taşlama 30 Genel Bakış
Vargelleme Planyalama Vargelleme ve Planyalama Groover, 2010 31
Vargel tezgahı Groover, 2010 32
Planya tezgahı Groover, 2010 33
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 3.3.1. Tornalama 3.3.2. Frezeleme 3.3.3. Planyalama ve Vargelleme 3.3.4. Delme 3.3.5. Kesme 3.3.6. Broşlama 3.3.7. Taşlama 34 Genel Bakış
Takım Kılavuz Spiral takım Takım Karotiyerle delme Dolu parça delme Genişletme Takım Diş açma Profil açma Rayba Konik rayba Takım Takım Raybalama Profil raybalama Dairesel olmayan delme Matkapla delme Profil düşürme WZL, Fraunhofer IPT 35
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 3.3.1. Tornalama 3.3.2. Frezeleme 3.3.3. Planyalama ve Vargelleme 3.3.4. Delme 3.3.5. Kesme 3.3.6. Broşlama 3.3.7. Taşlama 36 Genel Bakış
Daire testere Testere Talaş yönü İş parçası Kol Kol testere Şerit testere Testere Talaş yönü İş parçası Döndürücü İlerleme Şerit testere Talaş yönü İş parçası Testere ile kesme WZL, Fraunhofer IPT 37
Testere ile kesme Groover, 2010 38
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 3.3.1. Tornalama 3.3.2. Frezeleme 3.3.3. Planyalama ve Vargelleme 3.3.4. Delme 3.3.5. Kesme 3.3.6. Broşlama 3.3.7. Taşlama 39 Genel Bakış
Broşlama Groover, 2010 40
Talaş kalınlığı İç broşlama Takım İş parçası İş parçası adaptörü ve takım kılavuzu Profil broşlama takımı İş parçası İş parçası desteği Takım Takım kılavuzu İş parçası İş parçası adaptörü Dış broşlama Broşlama WZL, Fraunhofer IPT 41
İç ve dış broşlama için takımlar (taralı yüzeyler broşlama yapmaktadır) Groover, 2010 42
3. Talaşlı İşlem Teknikleri 3.1. Aşındırma ve Talaş Kaldırma 3.2. Aşındırıcılar ve Takım Malzemeleri 3.3 Talaş kaldırma yöntemleri 3.3.1. Tornalama 3.3.2. Frezeleme 3.3.3. Planyalama ve Vargelleme 3.3.4. Delme 3.3.5. Kesme 3.3.6. Broşlama 3.3.7. Taşlama 43 Genel Bakış
Bağlayıcı Boşluklar (Poroziteler) Aşındırıcı Taşlama takımlarının yapısı Groover, 2010 44
Taşlama takımlarının şekli Groover, 2010 45
Geometrik olarak belirsiz kesme için takımlar WZL, Fraunhofer IPT 46
İlerleme Taşlama takımı (taşı) Talaş açısı İş parçası Bağlayıcı Aşındırıcı Talaş Boşluklar (Talaş yöreleri) Geometrik olarak belirsiz kesme için takımlar WZL, Fraunhofer IPT 47
Örnek Aşındırıcı Boyut Sertliği Yapısı Bağlayıcı Diğer Korund Silisyum karbür kaba Orta ince Çok ince Seramik bağlayıcı Silikat bağlayıcı Kauçuk bağlayıcı Reçine bağlayıcı Şellak bağlayıcı Manyezit bağlayıcı Kapalı yapı Açık yapı Ekstrem yumuşak Çok yumuşak Yumuşak Orta Sert Çok sert Ekstrem sert Taşlama takımları için numaralandırma WZL, Fraunhofer IPT 48
1) Doğal aşındırıcı malzemeler: Kuvarz (SiO 2 ), Korund (%80-95 Al 2 O 3 ), Elmas vb. 2) Sentetik aşındırıcı malzemeler: Alumina (Al 2 O 3 ), Silisyumkarbür (SiC), Kübik bornitrür (BN), sentetik Elmas Aşındırıcılar Klocke, 2005 49
Sembol Aşındırıcı Knoop sertliği Isıl dayanım Isıl iletkenlik Kullanım alanı Orta sertlikte ve sert malzemeler (<60HRC) Çelik Temper dökme demir sert çelikler (>60HRC) Takım çeliği Cam zımparalama ve parlatma Silisyum Düzlemsel taşlama (Gri dökme demir, seramik, demir dışı metaller) karbür Taşlama takımlarının düzeltilmesi Elde taşlama Aşındırıcılar WZL, Fraunhofer IPT 50
Sembol Aşındırıcı Knoop sertliği Isıl dayanım Isıl iletkenlik Kullanım alanı Kübik bor nitrür (CBN) Sertleştirilmiş çelikler Düşük alaşımlı çelikler HSS Yüksek karbonlu çelikler Elmas Cam, doğal taşlar, seramikler Sert metaller, sermetler Cam fiber takviyeli kompozitler Aşındırıcılar WZL, Fraunhofer IPT 51
Ana hareket Sonuç: Taşlama Frezeleme??? Yanal hareket Geometrik olarak belirsiz kesme WZL, Fraunhofer IPT 52
Frezeleme Taşlama Kesici köşe sayısı Taşlama - Frezeleme WZL, Fraunhofer IPT 53
Tek bir aşındırıcı ile Çoklu aşındırıcılar ile Aşındırıcı 1 Aşındırıcı 3 Aşındırıcı 2 Aşındırıcının izlediği yol WZL, Fraunhofer IPT 54
Farklı yüksekliklerde bulunan aşındırıcılar Taş Konumlama Aşındırıcının izlediği yol WZL, Fraunhofer IPT 55
,Taşlama taşı Bağlayıcı Aşındırıcı İş parçası Statik ve kinematik kesme WZL, Fraunhofer IPT 56
Aşındırıcıların izlediği yollar İş parçası Kinematik pürüzlülük İş parçası Kinematik pürüzlülük WZL, Fraunhofer IPT 57
Kesme doğrultusu Aşındırıcıların oluşturduğu talaş WZL, Fraunhofer IPT 58
Taşlama taşı Çevre (Soğutma sıvısı, hava) Bağlayıcılar Aşındırıcı Kayma enerjisi Talaş Talaş yüzeyi sürtünmesi Yer değiştirme enerjisi Serbest yüzey sürtünmesi İş parçası Enerji ve ısı dağılımı WZL, Fraunhofer IPT 59