KESME SIVILARININ UYGULAMA YÖNTEMLERİ

Talaş kaldırma esnasında oluşan sürtünme ve bu sürtünmenin oluşturduğu ısı, işlenmiş yüzey kalitesi ve kesici takım üzerinde olumsuz etkiye sahiptir. Kesme bölgesinde ortaya çıkan ısı miktarındaki küçük bir azalma bile kesici takım ömrü ve işlenmiş yüzey kalitesini artırmada son derece önemli olabilir. Kesme sıvısının uygulama yöntemlerinin iyi anlaşılması ve uygulanması bu ısı oluşumunu önemli ölçüde azaltabilir. Son yıllarda kesme bölgesinde oluşan ısıyı azaltmak ve kesme etkinliğini daha efektif hale getirmek için kesme sıvısının kullanımına yönelik bir takım yöntemler geliştirilmiştir [22].

4.3.1. Islak İşleme Yöntemi

Genellikle soğutucu özelliği yüksek olan kesme sıvıları kullanılarak yapılan ve en yaygın kullanılan yöntemdir. Yüksek miktarda kesme sıvısının kesici takım-iş parçası ara bölgesine (kesme bölgesi) püskürtülmesi olarak tanımlanabilir [78]. Islak işleme yönteminde akış hızı genellikle takımın bir noktasına 10 l/dak gibi bir sıvı iletimi şeklinde olmaktadır. Bu oran frezeleme gibi çok ağızlı kesicilerin kullanıldığı işleme yöntemlerinde 225 l/dak kadar çıkmaktadır [96]. Islak işleme yöntemi takım içinden uygulama ve takım dışından uygulama olarak ikiye ayrılmaktadır.

4.3.1.1. Takım İçinden Uygulama

Kesme sıvısının takım içinden kesme bölgesine iletildiği uygulamalarda, kesme sıvısı mil içinden takımdaki soğutucu kanallara yüksek basınç ile iletilir. Birçok tezgâh için uygulama basıncı 13 bar olarak standartlaşmıştır. Kesme sıvısının takım içinden uygulanması genellikle delme gibi kapalı alanlarda kesme yapılan uygulamalarda tercih edilmektedir. (Şekil 4.3.) [99].

Şekil 4.3. Kesme sıvısının takım içinden uygulanması [104].

Delik işlemlerinde talaşı uzaklaştırmada, kesme kenarı soğutma ve taşlama işlemlerinde taşı soğutmada çok etkili bir uygulamadır. Sızdırmazlığı sağlamak için genellikle takım tezgâhına sızdırmazlık elemanları ve pompa koymak gerekir. Kesme sıvısının yeniden kullanıldığı uygulamalarda filtreleme sistemi kullanımı sıvının temizlenmesi için önemlidir. Ayrıca sızdırmazlık elemanlarının, pompanın ve döner bağlantıların bakımının yapılması bu yöntem için önem arz etmektedir. Bakım yapmanın önemli olduğu bu yöntemde diğer dezavantajlar da duman oluşumu ve köpüklenme olarak sıralanabilir [104].

4.3.1.2. Takım Dışından Uygulama

Kesme sıvısının takım dışından iletildiği bu yöntemde, kesme sıvısı kesme bölgesine düşük basınçla akıtıldığı gibi yüksek basınçla da fışkırtılabilir. Bu yöntemlerin her ikisinde de kesme sıvısı nozullar aracılığıyla kesme bölgesine ilettirilir. Bu yöntemin uygulanmasında dikkat edilmesi gereken en önemli husus, nozullar yeterli miktarda sıvıyı kesme bölgesine uygulayacak ve iş parçasını ve kesici takımın önünü bu sıvıyla kapatacak şekilde yönlendirilmiş olmalıdır (Şekil 4.4.) [99].

Şekil 4.4. Kesme sıvısının takım dışından uygulanması [104].

Takım dışından kesme sıvısının düşük basınçta uygulandığı yöntemde talaşı kesme bölgesinden uzaklaştırma ve iş parçasının boyutsal toleranslarını sağlayacak etkili bir soğutma yapılması için kesme bölgesine aktarılan kesme sıvısı miktarının yeterli olması gerekmektedir. Yüksek basınçta fışkırtma uygulamasında ise soğutucu, nozullar vasıtasıyla yüksek basınçta kesici takımın önüne çarpacak şekilde yönlendirilmelidir [104].

Nozul iç basıncı kullanılan borunun çapına göre değişiklik gösterse de genelde 5-50 bar arasındadır. Ancak bazı taşlama işlemleri ve talaş kırıcı jet sistemlerinde daha yüksek basınçlar kullanılabilmektedir. Delik delme ve frezeleme işlemlerinde kesme sıvısı, çoğu zaman iş milinin çevresindeki bir halkaya monte edilmiş nozullar vasıtasıyla rijit bir boru içinden geçirilerek uygulanır. Tornalamada bu nozullar takım tutucuya; taşlamada ise taşın önündeki bir boruya monte edilir. Yüksek basınç uygulaması daha etkin bir yağlama ve talaşı uzaklaştırma işlevi görürken; eğer düzgün bir toplama ve filtreleme sistemi yoksa operatöre zarar verebilecek duman oluşumuna neden olur. Ayrıca soğutucu bu uygulamada havayla temas etmeye ve köpürmeye daha meyilli olur [104], [105].

4.3.2. Sis Püskürtme Yöntemi

Sis püskürtme yöntemi genellikle su bazlı kesme sıvılarının uygulanması esnasında tercih edilen bir yöntemdir. Kesme sıvıları yüksek hızlı bir siste basınçlı hava aracılığıyla uygulanır. Havada bulunan sıvı damlacıklarının buharlaşması sonucu etkili bir soğutma sağlar [106]. Bu şekilde kesme esnasında diğer soğutma sistemlerinin ulaşamadığı alanlara daha kolay ulaşır ve böylece bitmiş yüzey kalitesinin artmasına yardımcı olur [85]. Etkili bir soğutma ortaya çıkması için uygulanması gereken basınç miktarı işleme

durumuna göre değişiklik gösterse de genellikle 70 ila 600 kPa arasında değişmektedir. Ancak, sis veya buhar insan sağlığını olumsuz etkileme özelliğine sahip olduğu için operatörler solunum konusunda dikkatli olmalı ve iyi bir havalandırma altında uygulanmalıdır. Eğer dikkat edilmezse sis veya buhar bazı solunum problemlerine ve/veya cilt problemlerine neden olabilir [107]. Sis püskürtme yöntemi, yüksek kesme hızlarındaki işleme uygulamalarından ziyade delme gibi düşük kesme hızlarındaki uygulamalarda tercih edilmelidir. Böylece düşük hızlarda daha az sis veya buhar oluşacağından cilt problemleri ve/veya solunum problemleri yaşama riski daha az olur [108].

4.3.3. Yüksek Basınçla Soğutma Yöntemi

Yüksek basınçla soğutma yöntemi daha çok yüksek güç ve hız nedeniyle kesme bölgesinde oluşan ısının kesme bölgesinden uzaklaştırılma hızının yüksek olmasının istendiği yerlerde tercih edilen bir yöntemdir. Bu yöntemde kesme sıvısı, kesici takım ucuna ya da kesme bölgesine yüksek hızla iletilmesini sağlayan özel olarak tasarlanmış nozullar aracılığıyla iletilir. Kesme sıvısı 5.5 ila 35 MPa arasında değişen bir basınçla ve 350 ila 500 km/h arasında değişen bir hızla çarpar. Bu yüksek hızla takım-iş parçası ve takım-talaş ara yüzeyine iletilen kesme sıvısı daha etkin bir kesme yapılmasına yardımcı olur. Bu yöntem kesici takım-iş parçası-talaş üçlüsünde temas yüzeyini azalttığı için daha efektif bir soğutma sağlar ve takım ömrünü uzatır [22]. Ancak, yüksek basınçla kesme bölgesine iletilen kesme sıvısı partiküllerinin işlenmiş yüzeye zarar vermesini önlemek için etkin bir filtreleme yöntemi kullanmak gerekir [96]. Bunun yanında, kesici uç aşınmasına olan eğilimlerinden dolayı kübik bor nitrür ve seramik takımlarla titanyum alaşımları gibi sert talaşlı malzemelerin işlenmesinde tavsiye edilen bir yöntem değildir [22], [85].