TalaĢ OluĢumu

TalaĢın Ģekli önemli ölçüde talaĢ kaldırılan iĢ parçası malzemesine bağlıdır. Örneğin, farklı mekanik özelliklere sahip bir orta karbonlu çelik ile bir alaĢımlı çelik talaĢı karĢılaĢtırıldığında, orta karbonlu çeliğinin daha fazla deforme olduğu ve daha büyük bir kıvrıma sahip olduğu görülür.

Ancak talaĢ kırma problemi yalnızca çeĢitli talaĢ açısı ve ilerleme değerlerini içeren kombinasyonlarının seçimi ile çözülemez. Yalnızca talaĢ kırma problemine çözüm teĢkil eden çeĢitli kombinasyonlardan olumsuz yönde etkilenen diğer talaĢ kaldırma faktörleri de mevcuttur. Kesme kuvvetleri, takımın mukavemeti, sıcaklıklar ve titreĢimler talaĢ oluĢumunda önem kazanan diğer faktörlere örnektir.

ĠĢ parçası dönme ekseninin ana kesici kenar ile dik açı yaptığı kesme iĢlemine ortogonal kesme iĢlemi denir (ġekil 4.4 (A)). Bu durum talaĢ kaldırma iĢleminin basitleĢtirilmiĢ hali olup sadece alın tornalama ve kanal açma iĢlemleri gibi bazı iĢlemler için geçerli bir durumdur. Birçok talaĢ kaldırma iĢleminde kesme yönünün ana kenara dik olmayıp belirli bir açı yaptığı eğik kesme (ġekil 4.4 (B)) söz konusudur ki bu durum takım geometrisini ve talaĢ akıĢ yönünü değiĢtirir. Tipik bir kesme iĢleminde elde edilen saat yayı Ģeklindeki talaĢlar yerine çeĢitli boyutlarda dairesel ve helisel talaĢlar elde edilir (ġekil 4.5).

ġekil 4.4. Ortogonal ve eğik kesme (Çakır 2000)

ġekil 4.5. Ġki temel talaĢ tipi - dairesel ve spiral talaĢ (Çakır 2000)

TalaĢ oluĢumu ilk kıvrılma ile baĢlar ve kesme verileri (özellikle ilerleme ve talaĢ derinliği), talaĢ açısı, iĢ parçası malzemesinin tipi ve koĢulları, köĢe radüsünün büyüklüğü gibi faktörlerden etkilenir.

Belirli bir uzunluğa kadar dairesel Ģekilli veya helisel talaĢlar en uygun talaĢ kesitleridir ve ancak çok iyi tasarlanmıĢ bir kesici geometrisi ile elde edilirler. ġekil 4.6' da tipik bir talaĢ kırma iĢlemi gösterilmiĢtir.

Eğriliği, yönü, helisi ve talaĢın Ģeklini belirleyen kesici kenardır. Ġnce iĢlemlerde kullanılan bir kesici uç köĢe radüsüyle çalıĢır, dolayısıyla geometrisinde en önemli bölge ucun köĢesidir. Kaba iĢlemlerde kullanılan uçlarda ise önemli olan tamamıyla talaĢ yüzeyi üzerindeki geometridir. Bazı kesici uçlar geniĢ bir çalıĢma aralığında arzu edilen talaĢ oluĢumunu sağlayacak Ģekilde tasarlanmıĢlardır.

ġekil 4.6. Tipik bir talaĢ kırma iĢlemi (Çakır 2000)

TalaĢın kırılması için üç farklı yol vardır (ġekil 4.7): kendi kendine kırılma (A), talaĢ takım tarafından durdurulduğunda kırılma (B), talaĢ iĢ parçası tarafından durdurulduğunda kırılma (C). Kendi kendine kırılma iĢleminde en önemli faktör talaĢın uygun bir yöne akıĢının sağlanmasıdır. TalaĢın takıma dayanarak kırılması halinde talaĢın kesici kenar üzerine yaptığı darbe olumsuz bir etkidir. TalaĢın iĢ parçasına dayanarak kırılmasının ise talaĢın iĢ parçasının yüzey kalitesini etkilemesi veya tekrar kesme bölgesine düĢmesi halinde olumsuz bir etkisi vardır. Kontrol edilemeyen talaĢ takımın ani kırılmasına, tezgâhın durmasına ve iĢçinin yaralanmasına neden olacaktır, bu nedenle talaĢ kontrolünün mutlaka sağlanması gerekir.

Kısa talaĢ oluĢturan malzemeler hiç bir talaĢ kırıcıya gereksinim göstermezler. Bazı uzun talaĢ oluĢturan malzemelerin iĢlenmesinde ise kesici uç geometrisi üzerindeki talaĢ kırıcılar talaĢı deforme ederek kırarlar. TalaĢın ilk kıvrımı birçok durumda talaĢın arzu edilen uzunluklarda kırılması için yeterli değildir. Bir talaĢ kırıcı en basit haliyle talaĢ akıĢını engellemek için kenar üzerinde oluĢturulmuĢ bir engeldir. Bugün kullanılan modern kesici uçların öncesinde talaĢ kırıcılar taĢlama ve daha sonra kesici uç üzerine preslenme yoluyla oluĢturulmuĢlardır. Modern değiĢtirilebilir kesici uçlar kesme iĢlemi boyunca talaĢ oluĢumunun, temas uzunluğunun, talaĢ kırma iĢleminin optimize edilmesini sağlayacak açıları, düzlem yüzeyleri ve yarıçapları içeren karmaĢık bir geometriye sahiptirler.

TalaĢ kontrolü özellikle tornalama ve delme iĢlemlerinde en önemli faktörlerden biridir.

TalaĢ oluĢumunu belirleyen pah, talaĢ açısı ve talaĢ kırıcının çeĢitli kombinasyonları ile çok değiĢik kesici kenar tasarımları gerçekleĢtirilebilir. Ancak bu tasarımların geniĢ uygulama alanlarında uygun talaĢ oluĢumuna, özellikle temas alanı boyunca optimize edilmiĢ bir talaĢ kaldırma iĢlemine olanak sağlamaları gerekir. ĠĢleme esnasında ortaya çıkan kuvvetler ve basınçlar kesici kenar geometrisinden etkilenirler. Pratikte kesici kenar geometrisinin performans, takım ömrü, güvenilirlik, güç gereksinimi ve talaĢın Ģekli üzerinde büyük etkisi vardır.

TalaĢ kırıcının tasarımı kesici kenarın değiĢik ilerleme ve talaĢ derinliklerinde talaĢ oluĢturma kabiliyetini belirler. Bazı tasarımlar kesici kenarı küçük ilerlemeler ve talaĢ derinliklerinin söz konusu olduğu küçük bir çalıĢma alanı ile sınırlarken, bazıları talaĢ kırma iĢleminin uç kısımda ve tüm talaĢ yüzeyi boyunca gerçekleĢtirildiği daha büyük uygulama alanlarını içerirler (ġekil 4.8). En küçük talaĢ derinliklerinde talaĢı köĢe radüsü üzerindeki bir talaĢ kırıcı oluĢtururken ilerlemenin artırılmasıyla ana kesici kenar da talaĢ kaldırma iĢlemine katılır. En büyük talaĢ derinliklerinde talaĢı oluĢturan kesici ucun talaĢ yüzeyi üzerindeki geometridir.

ġekil 4.8. TalaĢ kırma alanı (Çakır 2000)

Bu yolla kesici uç için uygun talaĢ oluĢumunu sağlayan kesme verilerini içeren bir çalıĢma alanı belirlenir. Bu alanın dıĢındaki talaĢlar genellikler uzun Ģeritler veya aĢırı sıkıĢtırılmıĢ, kalın talaĢlardır (ġekil 4.9).

Sonuç olarak, köĢe radüsü üzerindeki geometri farklı iĢ parçası malzemeleri ve farklı ilerlemelerde talaĢ kaldırma iĢlemi üzerinde farklı etkilerde bulunur. Büyük talaĢ derinliklerinde kullanılmak amacıyla tasarlanan bir kesici kenar için kenar dayanımının mutlaka dikkate alınması gerekir.

Kesici ucun Ģekli kesici ucun çift taraflı mı yoksa tek taraflı mı olacağını da belirler. Çift taraflı bir kesici uç yeterince büyük bir destek yüzeyine sahip olmalıdır. ġekil 4.10' de (A) ve (B) çift taraflı, (C) tek taraflı bir kesici uçtur.

Modern kesici uç programlarında mevcut bir kaç tip kesme geometrisi genellikle iĢlem tiplerinin, malzemelerin, koĢulların büyük bir çoğunluğu için uygundur. Çok sıkı toleranslar ve son derece iyi yüzey kalitesi sağlayan, çok ince, orta kaba, kaba ve çok kaba talaĢ kaldırma iĢlemlerinde kullanılan kesici uçlar kataloglarda mevcuttur.