KESME SIVILARININ FONKSİYONLARI

Kesme sıvılarının, soğutma özelliği ile kesme bölgesinde oluşan ısıyı azaltma, yağlayıcı özelliği ile sürtünmeyi azaltması ve talaşı kesme bölgesinden tahliye etmesi istenmektedir. Bu bölümde bu üç temel özelliğiyle birlikte kesme sıvılarının görevleri incelenecektir.

4.2.1. Soğutma Fonksiyonu

Talaş kaldırma işlemlerinde, takım-iş parçası temas noktasında sürtünmeden kaynaklanan yüksek sıcaklıklar oluşmaktadır. Oluşan bu sıcaklık kesici takımın ısınmasına, aşınmasına ve dolayısıyla da ömrünü tamamlamasına neden olur. Bu olumsuzlukların önüne geçebilmek için kesme sıvısının soğutma görevini iyi görmesi gerekmektedir [73]. Talaş kaldırma esnasında oluşan ısı kesici takım, iş parçası ve talaş arasında belirli oranlarda paylaşılmaktadır (Şekil 4.2). Bu paylaşım esnasında iş parçasının fazla ısı alması parçanın genleşmesi ve dolayısıyla da boyutsal değişikliklere uğramasına neden olabilir. Ayrıca iş parçasının yüzeyinde ısıdan kaynaklı zararların oluşmasına da neden olabilir. Kesici takımın fazla ısı alması ise kesici ucun bozulmasına ve takım ömrünün azalmasına neden olabilir. İdeal kesici takım, kesme bölgesinden ısıyı çabuk transfer edendir yani ısıl iletkenliği yüksek olandır. İşlemin genelinde ideal olan ise oluşan ısının talaş tarafından kesme bölgesinden uzaklaştırılmasıdır. Soğutma sıvısı kullanımı takım- talaş ara yüzeyinde oluşan ısının tahliye edilmesini kolaylaştırır. Uygun kesme sıvısı kullanılması durumunda kesme bölgesinde oluşan ısının en az %50’si talaşla birlikte kesme bölgesinden uzaklaştırılır [30].

Şekil 4.2. Kesme sırasında oluşan ısının kesme bölgesinden tahliye edilmesi [30].

Kesme sıvılarının soğutma fonksiyonları aracılığıyla kesme bölgesinde oluşan ısıyı azaltarak takım ömrünü uzattığı yapılan deneysel çalışmalarla ortaya konulmuştur [30]. Kesme sıvıları kesme bölgesindeki ısıyı düşürerek takım ömrünü uzatmalarının yanında tezgâhın yıkanmasına da yardım ederler. Bu şekilde sistemin ısıl kararlılığı korunmuş olur ve bu da istenilen boyutların elde edilmesine yardımcı olur [73].

Kesme esnasında takım-iş parçası-talaş arasındaki sürtünmeden dolayı ortaya çıkan ısı soğutucu özelliğe sahip olan kesme sıvılarıyla tahliye edilmeye çalışılır. Bu işlem esnasında ısıyı emen kesme sıvısı da ısınacağından belirli bir süre sonunda soğutma kabiliyetini kaybetmeye başlar. Bundan ötürü kesme bölgesine uygulanan kesme sıvısı miktarı sürekli ve bol olmalıdır. Kesme bölgesindeki ısıyı düşürmek boyutsal doğruluk açısından da son derece önemlidir [89].

4.2.2. Yağlama Fonksiyonu

Kesme işlemi esnasında kesici takım, iş parçası ve talaşın buluştuğu yerde yüksek sürtünme meydana gelmektedir. Yağlama özelliği bulunan kesme sıvıları takım-iş parçası ve takım-talaş ara yüzeylerine nüfuz ederek sürtünmenin azalmasına yardımcı olurlar [89]. Bir başka deyişle kesme sıvısı kesme bölgesindeki sürtünmeyi azaltarak kesme esnasında oluşan ısıyı azaltmaktadır [100]. Ancak, kesme sıvısının bu fonksiyonu yerine getirebilmesi için yağlayıcı özelliğinin iyi olması gerekir. Kesme sıvılarının yağlayıcı özelliği sürtünmenin meydana geldiği yüzeylerde birkaç molekül kalınlığında bir sıvı tabakası oluşturmak gerekir. Kesme sıvılarının bu özelliğine yapışma kabiliyeti

denilmektedir ve kesme sıvısının kimyasal yapısıyla doğrudan ilgilidir [101]. Yapışma kabiliyeti bütün sıvılarda görülen bir özellik değildir. Ancak molekülleri polar gruplara sahip sıvılar, yapışmış bir tabaka meydana getirirler. Buna en önemli örnek yağlardır. Kesme sıvılarında yapışma kabiliyetini artırmak için aditif denilen katkı maddelerinden katılmaktadır [95].

Kesme işlemi esnasında ortaya çıkan ısı sürtünmenin ve dolayısıyla plastik deformasyonun getirmiş olduğu bir sonuçtur. Plastik deformasyon ise kayma düzlemi boyunca oluşan bir mekanizmadır. Dolayısıyla kayma düzleminin uzunluğunun azaltılması demek kesme esnasında oluşan sürtünmenin ve ısının azalması demektir. Yüksek yerel kesme kuvveti oluşturan düşük kesme hızlarında çalışmak ağız birikintisi oluşumuna neden olabilir. Çalışma esnasında ortaya çıkan basınç kesici takımın iş parçasına kaynamasına neden olacak noktalara ulaşırsa ağız birikintisi gittikçe büyüyecektir. Bu noktadan sonra sürtünmeler artacak ve birikinti bir noktadan sonra talaşın da etkisiyle kopacak ve kesici takımdan ayrılacaktır. Bunun sonucu olarak da takım geometrisinde değişimler olacağı için iş parçası boyutu ve yüzeyinde bozulmalar olacaktır. Düşük kesme hızlarında kesme sıvısının soğutucu özelliğinden çok yağlayıcı özelliklerinden faydalanılmak istenir. Kesme hızının artması ağız birikintisinin azalacağı anlamına gelmektedir. Kesme hızının artması ile kesme bölgesinde oluşan ısı artacağından kesme sıvılarının soğutma özelliğine duyulan ihtiyaç yağlama özelliğine duyulan ihtiyacın önüne geçer. Ancak iyi yüzey kalitesi oluşumu yağlama ile oluşacağından kesme sıvısı olarak yağlama özelliği daha iyi olan yağ soğutma özelliği daha iyi olan suya nazaran daha çok kabul görür [90].

4.2.3. Talaşı Uzaklaştırma Fonksiyonu

Kesme sıvılarının en temel görevleri arasında kesme bölgesinde oluşan ısıyı optimum seviyeye çekmek, kesici takım-iş parçası temas bölgesine yağlayıcı etkide bulunmanın yanında talaşı uzaklaştırmak da vardır. Bunun en önemli sebebi de kesme bölgesinde tahliye edilmeyen talaşın bitmiş yüzeyin kalitesine doğrudan olumsuz etki yapacak olmasıdır. Kesme sıvısının talaşı kesme bölgesinden uzaklaştırması sayesinde işlenmiş yüzeylerde meydana gelebilecek deformatik çizikleri engelleyerek yüzey kalitesi korunmuş olur [102].

4.2.4. Kaynağı Önleme Fonksiyonu

Kesme sıvıları üç temel fonksiyonu olan soğutma, yağlama ve talaşı kesme bölgesinden uzaklaştırma görevini yerine getirmiş olsa bile bazı bölgelerde kesici takım-iş parçası- talaş teması her zaman mevcuttur. Bu bölgelerde ortaya çıkan ısı, talaşın kesici takım veya iş parçasına kaynamasına neden olabilmektedir. Böyle durumlarda kesme sıvısına sülfür, klorür gibi kimyasallar ilave edilerek temas bölgelerinde kaygan bir yüzey elde edilir ve partiküllerin kaynak olması önlenmiş olur [103].