TALAġLI ĠMALAT YÖNTEMĠ
Hammadde halindeki bir malzemeye belirli bir şekil vermek için ucu (ağzı) keskin takımlar yardımıyla parça üzerinden küçük parçacıklar halinde malzeme kaldırma işlemidir, kaldırılan malzemeye talaş denir.
Şekil 1 Talaş kaldırma işlemi
İşlemin esası takım ile iş parçası malzemelerinin birbirinden farklı sertlikte olmaları ve böylece talaş kaldırılabilmesidir. Örnek olarak bıçakla ağacın yontulabilmesi, çelikle aliminyumun çizilebilmesi gösterilebilir. Talaşlı imalat yöntemi çoğunlukla endüstride döküm, dövme ve ön şekillendirilmiş metal bloklarına, tasarımda istenen ölçü ve yüzey kalitesi değerlerine uygun olarak şekil verme işlemi için kullanılır.
Talaşlı imalatta iş parçası üzerinden parçacıklar kaldırmaya yarayan ve sert malzemelerden yapılmış gereçlere takım adı verilir. İş parçasının üzerinden istenilen şekil ve ölçülerde talaş kaldırabilmek için takım ve iş parçasının hareketinin kontrolü ve bu hareketi sağlaması için güç gereklidir. Gerekli olan hareketi ve gücü sağlayan araçlara takım tezgahları denir. Talaş kaldırma işlemleri çeşitli takım tezgahlarında yapılır. Bunlar başlıca: torna, freze, matkap, taşlama, planyalama, broş ve testere tezgahlarıdır.
A-TALAġ KALDIRMA YÖNTEMENĠN ESASI
Talaş kaldırma işlemi takım ile iş parçasının izafi (bağıl) hareketlerinin bir sonucudur.
Takım ile iş parçası arasında kesme, ilerleme ve yardımcı hareketler olmak üzere üç çeşit hareket vardır. Kesme hareketi iş parçası üzerinden belirli kalınlıkta talaşın kaldırıldığı harekettir. İlerleme hareketi parçanın uzunluğu veya genişliği boyunca belirli bir kısmının işlenmesi hareketidir. Yardımcı hareketler ise takımın parçaya yaklaşma hareketi, ilerleme hareketi bittikten sonra takımı başlangıç noktasına geri getirme gibi çeşitli ayar hareketlerini kapsar. Genellikle kesme hareketi dönme veya doğrusal, ilerleme hareketleri doğrusal hareketlerdir. Bu hareketlerin parça veya takım tarafından yapılması çeşitli talaş kaldırma yöntemlerini meydana getirmiştir.
Tüm talaş kaldırma işlemlerinde belirtilmesi gereken, takım ve işlenecek parça arasındaki izafi hareketleri başlıca talaşlı imalat yöntemlerinden biri olan tornalama yöntemi üzerinde inceleyelim.
Şekil 2 Tornalama ile talaş kaldırma işlemi
Tornalama işlemi şekil-2 de görüldüğü gibi parçaya takım önünde dönme hareketini vererek talaş kaldırma işlemidir. Tornalama işleminde kesme hareketi (V) tezgaha bağlı olan ve dönen iş parçası ile hareketsiz olan takım arasındadır. Ölçüm sistemlerinde dakikada inç (in/dak), dakikada metre (m/dak) veya saniyede metre (m/s) birimlerinde kullanılabilir.
İlerleme parçadan ne kadar uzunlukta (L) talaş kaldırılacağının ölçüsüdür. İlerleme hızı da önemli bir parametredir. Ölçüm sistemlerinde devir de inç (in/dev), dakikada da inç (inç/dak), diş açmada inç (inç/diş) veya dakikada milimetre (mm/dak) birimlerinde kullanılabilir. Takımın ilerleme hareketi iş parçasının dönme eksenine paraleldir. Tornalama işleminin diğer önemli parametreleri; parçanın başlangıçtaki çapı: (D1), işlem sonrası çap:
(D2), kesme derinliği: (d), işlem esnasındaki motor devri: ( )dir. Bu değerler kullanılarak
aşağıdaki formüller türetilmiştir.
=
kesme derinliği
=
kesme hızıTornalama işleminde parçaya dönme hareketini motora bağlı mil sağlamaktadır. Mil dönme hareketini bir ayna vasıtasıyla parçaya aktarır, aynalar iş parçasını, üzerinde bulunan çeneler yardımıyla sabitler. Ayna üzerinde sabitlenmiş iş parçası aynanın milden almış olduğu hareketle döner. Dönen parça üzerinden kesme takımıyla talaş kaldırılır. Takım kesme ağzı dönme hareketinin tersi yönünde olmalıdır. Kesme takımları talaşlı imalat için önemli bir bileşendir. İşlem yapılırken takım geometrisi ve malzemesi göz önüne alınmalıdır.
Tornalama işleminde tezgaha girilen kesme hızı, talaş derinliği, ilerleme hızı, milin devri, takım malzemesi, takım geometrisi, ayna-iş parçası bağlantısı ve işlenecek malzemenin türü oluşacak ürünün özelliklerini belirler. Bu nedenle işlem öncesi bu değerler kararlaştırılmalıdır. Ayrıntılı olarak incelenirse üretilecek parçanın özelliklerini etkileyen birçok faktör vardır ve istenilen parça özelliklerine göre belli değerler alırlar. Bu değerlerin birçoğu deneyimler sonucu elde edilir ve tornalama problemlerinin çözümünde kullanılır.
Endüstride kullanım kolaylığı açısında çoğu zaman bu değerler tablolaştırılmıştır.
Tornalama işleminde kaldırılacak talaş derinliği çoğu zaman tek işlemle yapılmaz. İş parçasına kaldırılması gereken talaş derinliğini bir seferde uyguladığımızda hem takıma hem üretilen parçanın yüzey kalitesine zarar verir. Bu nedenle talaş derinliğinin iş parçasına uygulanması 2 veya daha fazla ilerleme hareketi ile gerçekleşir. İlk olarak parça üzerindeki pürüzlü yüzeyin alınması ve takımın parça üzerinde konumlandırılması açısından kaba tornalama, eğer kaldıracağımız talaş derinliği değeri fazla ise ara talaş kaldırma işlemleri ve son tornalama işlemi yapılarak işlem tamamlanmış olur. İşlemin bu şekilde kademeler şeklinde yapılmasının en büyük nedeni daha iyi bir yüzey kalitesinin elde edilmesidir. İnce bir talaşın yüksek ilerleme hızıyla parçadan kaldırılması yüzey kalitesini artırır. Bu yüzden bitiş tornalaması kaba tornalama ve ara tornalama işlemlerine göre daha yüksek hızlarda gerçekleştirilir. Tablo da yapılacak işlenecek malzemeye göre kesme hızı, ilerleme oranı ve talaş derinliği değerleri için aralıklar (bu değerlerin sanayide kullanabilirliği yoktur. Önbilgiye sahip olabilmemiz için çok geniş aralıklar verilmiştir. Sanayide kullanılan daha özel tablolar düzenlenmiştir.) verilmiştir.
Şekil 3 Tornalamada talaş oluşumu
İŞ PARÇASI MALZEMESİ KESME HIZI (m/dak) Kaba Bitiş
İLERLEME ORANI (m/dak) Kaba Bitiş
TALAŞ DERİNLİĞİ (mm) Kaba Bitiş
Kolay işlenir karbon çelikleri:
AISI 1100_1200 serileri, 140-190 BHN
76 - 335 _ 305-610 0,25 - 2,16 _ 0,13 - 0,38 3,18 - 17,15 _ 4,57
Karbon çelikleri:
185-240 BHN, AISI 1000 serileri
61 - 244 _ 213 - 4880 0,25 - 2,16 _ 0,13 - 0,38 3,18 - 17,15 _ 4,57
Alaşımlı çelikler: AISI 1300, 4000, 5000, 8000 ve 9000 serileri
53 - 185 _ 168 -366 0,25 - 2,16 _ 0,13 - 0,38 3,18 - 17,15 _ 4,57
Dökme demir: gri 61 – 366 _ 61 -229 0,25 - 1,40 _ 0,13 - 0,38
3,18 - 17,15 _ 4,57
Martenzitik paslanmaz çelikler:
175-210 BHN, işlenmiş 400 ve 500 serileri
53 - 137 _ 137 - 259 0,025 - 1,02 _ 90,13 - 0,38 3,18 - 12,70 _ 4,57
Tablo -1 İşlenecek malzemenin türüne göre kesme hızı, ilerleme oranı ve talaş derinliği değerleri
Bu değerlerin yanı sıra talaş kaldırma oranını tahmin edebilmemiz için yaklaşık değerler veren aşağıdaki denklem kullanılır.
TKO = 12V d = Talaş kaldırma oranı
Bu formülde V kesme hızı, ilerleme oranı, d talaş kaldırma derinliğidir. Talaş kaldırma oranı ise aşağıdaki denklemler kullanılarak da bulunabilir.
TKO =
Bu formüllerle birlikte diğer unsurlarda göz önüne alınarak tornalama ile talaşlı imalat daha iyi bir şekilde uygulanabilmektedir.
Önemli talaşlı imalat yöntemlerinden olan frezeleme yöntemi de incelendiğinde talaşlı imalatın temel unsurlarının takımla iş parçası arsında oluşan izafi hareketler olduğu bir kez daha görülmektedir. Frezelemeyi tornadan ayıran sadece bu izafi hareketlerin çeşitli özelliklerinin farklı olmasıdır. Zaten talaş kaldırma yöntemlerini birbirinden ayıran temel unsur bu farklılıklardır. Freze ile talaş kaldırma yönteminin esası şekilde gösterilmiştir.
Şekil 4 Frezeleme işlemi
Şekilde görülen n; freze kesicisinde bulunan diş sayısı, V; kesme hızı, ; ilerleme, d;
kaldırılan talaş derinliği, kesicinin devri ve D kesicinin çap değerleridir.
Şekil 5 frezeleme işlemi
Şekil de frezeleme işleminin farklı bir boyutta görünüşü verilmiştir. Burada W kaldırılan talaş genişliği değerinin de frezeleme koşullarını etkileyen bir değer olduğu görülmektedir.
1-TALAġ OLUġUMUNU ANLAMA
Talaş kaldırma takım ile iş parçası arasında oluşan izafi(bağıl) hareketlerin bir sonucudur. Talaş kaldırılırken daha sert bir malzemeden yapılmış olan takım ile iş parçası belli doğrultular, hızlar ve kuvvetler altında temas halindedir ve iş parçasından küçük boyutlarda malzeme koparılmaktadır. Malzemeyi iş parçası üzerinden koparma işlemindeki temel mekanizma takımın kesici kenarının, hemen önündeki malzemede kesme şekil değiştirmesi oluşturmasıdır. Kesme sırasındaki takım ve iş parçası arasındaki bağıl hareket takım önündeki malzemeyi sıkıştırır ve malzeme üzerinde kesme şekil değiştirmesini oluşturur. Talaşın takım üzerinde kayması ve kesmeden dolayı ek bir şekil değiştirmeye uğradığı da saptanmıştır. Talaş kaldırılırken iş parçasına uygulanan gerilim ve bu gerilimlerin sonucu oluşan deformasyon bölgeleri Şekil-3 de gösterilmiştir.
Şekil 6 talaş kaldırılırken malzemede oluşan iç kuvvetler ve şekil değiştirmeler
Bu iki plastik şekil değiştirme işlemi karşılıklı olarak birbirine bağlıdır. Çıkan talaş, kesme işlemi sırasında kesme yüzeyine sürtünerek ısınır ve plastik şekil değiştirmeye uğrar. Bundan dolayı da ikinci şekil değiştirme kesme düzlemindeki bu olaydan etkilenir.
Aynı anda, kesme yönü de, doğrudan doğruya, kesme yüzeyindeki şekil değiştirmeden ve sürtünmeden etkilenir. Kesme yönü, kesme işlemindeki talaşın ısınmasını ve gerilmesini etkiler. Buradan kesme gerilimi ve kesme yönünün birbirini etkileyen ve aynı anda çözümlenmesi gereken değerler olduğu görülmektedir.
Talaşın oluşumunu etkileyen kesme şekil değiştirmeleri, ek şekil değiştirmeler, vektörel hızlar, kuvvetler ve takım geometrisi karmaşık bir sistem oluşturmaktadır. Bu sistemin yapısı üç boyutludur ancak sistem basitleştirilerek iki boyutlu (ortogonal) yapıda da incelenebilir. Üç boyutlu kesme geometrisi, kesme kenarı ve kesme hareketi doğrultusu birbirine dik olmadıkları zaman oluşur. Ortogonal durum, kolaylıkla modellenebildiğinden şekil değiştirme işlemini açıklamak için kullanılır.
Şekil 7 talaş oluşumuna etki eden kuvvetlerin iki ve üç boyutta gösterimi
(a) Üç boyutlu işlemede üç kuvvet: kesme kuvveti, ilerleme kuvveti, radyal kuvvet
(b) Ortogonal işlemede iki kuvvet: kesme kuvveti, ilerleme (teğetsel) kuvvet. Burada takımın kesme kenarının hareket yönüne dik olduğu görülür.
(c) Ortogonal kesmede kesme yüzeyi : kesme açısı, w kesme genişliği ve t ilerleme ile tanımlanan bölgede meydana gelir.
Şekil-7 de talaş kaldırma işlemini iki ve üç boyutlu incelenmesi karşılaştırıldı. Talaş oluşumunun incelenmesi ve anlaşılması için talaş oluşumunu incelerken göz önüne alacağımız bazı ölçüleri şekil-8 de gösterilmiştir.
Şekil 8 talaş oluşumunu etkileyen değerlerin gösterimi
Şekilde iş parçasının takıma doğru hızı (V), takımın iş parçası üzerinden talaş kaldırma(paso) derinliği (t), talaş genişliği (w), Takımın dikey ile yaptığı açı eğim açısı (), kesme düzleminin yatay ile yaptığı açı; kesme yüzeyi açısı(), takımın yeni oluşan yüzeyle yaptığı açı; boşluk açısı ) değerleri gösterilmiştir. Takımın kesme kenarı iş parçasının yaptığı hareket yönüne diktir. Bu model bize talaş oluşu sürecini yeterince inceleme imkanı sağlar. Bu veriler göz önüne alındığında talaş oluşumunu etkileyen önemli unsurlar; takım geometrisi (takım kenarı çapı ve eğim açısı ), takım ile henüz işlenmemiş iş parçası yüzeyinin etkileşimi, işlenmiş yüzeyin pürüzlülüğü ve takıma gösterdiği sürtünme direnci son olarak talaş oluştuktan sonra takımın dış yüzeyine gösterdiği sürtünme direncidir.
Esasında talaş oluşumu çok dar bir bölgede oluşan kesme işlemi ile oluşur. Bu bölge kesme alanı olarak adlandırılır. Bu bölge yüksek gerilmeler ve dairesel sıkıştırmalar sonucu plastik deformasyona uğrar. Plastik deformasyona uğramış bölge takımın önünden üzerine geçerek talaş halinde iş parçasından kaldırılmış olur. Takımın hemen önünde plastik deformasyona uğramış olan bu bölge kesme önü bölgesi olarak adlandırılır. Dairesel deformasyonlar bu bölgede plastik ve elastik deformasyon durumunda olabilirler. Takım ucuna en yakın olan bölge artık akma mukavemetini aşmıştır ve plastik deformasyon durumundadır. Bu bölgede oluşan deformasyonlar malzemenin yapısında dislakasyonlara ve malzeme ağının daha karışık bir yapıya dönüşmesine neden olarak malzemeyi sertleştirir. Malzeme pekleşmesi doyma safhasına geldiği zaman kopma işlemi başlamaz.
Kesme işleminin ilk başlangıcı kesme düzleminin olabileceği en alt bölgeye geldiğinde başlar. Teorik olarak tanımlanan kesme yüzeyi açısı() olsa da kesme ilk başlangıcını (¥) açısı daha uzandıktan sonra başlar. Bu bölge talaşın malzemeden koptuğu bölgedir. Kesme gerilmeleri bu bölgede malzeme yapısını küçük parçacıklar haline getirmiştir. Gerilmeler sonucu oluşan dislokasyonlar bu parçacıklar arasında boşluklar oluşturur. Yeteri kadar
boşluk oluştuğunda kesme düzlemi boyunca talaş iş parçasından ayrılmaya başlar ve kopar.
Şekil 9 talaşın iş parçasından ayrılması
Kopmanın oluştuğu bu bölgede malzeme yapısında dislokasyonlar sonucu birbirinden ayrılmaya çalışan küçük parçacıklar grubu (şekil-9 da kesme düzlemi boyunca gösterilmiştir.) aynı zamanda kaldırılmış talaş ve henüz kaldırılmamış talaş arasında sıkıştırılmış bir bölge durumundadır. Sert malzemelerin işlenmesinde bu bölgede oluşan parçacıklar sıkıştırmayla iç içe geçemezler ve bu düzlemde bir bariyer görevi görerek talaşın daha erken kopmasına neden olurlar. Yumuşak malzemelerde iç içe geçmenin sert malzemelere oranla daha fazla olduğu bu nedenle de talaşın kopmasının daha geç olduğu ve talaş boyunun sert malzemelere oranla daha fazla olduğu görülmüştür.
Talaş oluşumunu anlamak ve hangi değerlere bağlı olduğunu belirlemek, daha kolay ve daha kaliteli talaşlı imalat yöntemleri geliştirmemizde bize yardımcı olur.
2-ORTOGONAL TALAġ GEOMETRĠSĠ
Ortogonal işleme kurgusu üç boyutlu işleme işlemi modellemesinde kullanılır.
Tornalama, frezeleme, delme planyalama gibi işlemler üç kuvvetli kesme yöntemleridir.
Şekil-7 Üçüncü boyutun etkisinin olmadığı üç boyutlu işlemin davranışlarını gösteren ortogonal modelin çok iyi bir gösterimidir.
Modelleme amacıyla aşağıdaki kabuller yapılmıştır.
Kesme işlemi bir düzlemde olmaktadır.
Kesme kenarı mükemmel derecede keskindir.
Takım yan yüzeyi ile iş parçası arasında sürtünme teması yoktur.
Bu kabullere göre aşağıdaki denklemler elde edilir.
Talaş oranı r, kesilmemiş talaş kalınlığı t nin talaş kalınlığı ye oranıdır. Şöyle ki :
r =
Buradan çekilirse
=
olur.
Pratikte, ortalama talaş kalınlığı : talaşın L boyu ve W dikkatli ölçülmesiyle aşağıdaki formülle kolayca bulunabilir.
=
Burada p malzemenin yoğunluğu, t paso derinliğidir.
Kesme açısını ölçmek yada hesaplamak için pek çok yol vardır.bunlar genellikle statik ve dinamik yöntemlerdir. Statik yöntemde ani durdurma hareketi ile kesme durdurulur ardından tarama mikroskopları ile açı ölçülür. Dinamik yöntemde ise kesme yüksek hızlı kameralarla incelenerek kesme hızı ve V bileşke hızı ölçülür aşağıdaki formüle göre açı hesaplanır.
= = r =
Denklemde : üst eğim açısı, kesme açısı, t kesilmemiş talaş kalınlığı, talaş kalınlığı, talaş hızı, V bileşke hızdır.
Hızlar aynı zamanda talaş oluşumu ile ilgili güç hesaplamalarında, ısı hesaplamalarında ve titreşim analizlerinde de önemlidir.
Ortogonal modellemeyle üretilecek parçanın kalitesini ve takım ömrünü etkileyen kesme işleminin koşulları elde edilir ve gözlenir. Kesme işlemi esnasında takımla talaş arasındaki ilişki üretim maliyetini her açıdan etkilemektedir. Takım talaş arasında temas uzunluğu kesme esnasında kesici takım üzerinde oluşan sıcaklık dağılımını etkileyen en önemli unsurdur. Bu mesafenin uzun olması, meydana gelen sıcaklığın kesici takımda daha geniş bir alanda görülmesine neden olmakta dolayısıyla oluşabilecek hasarlara zemin hazırlamaktadır. Oluşabilecek hasarlara engel olabilmek için etken olan değerlerin
dikkatlice kararlaştırılması gerekir. bu değerlerin incelenmesi ve kararlaştırılabilmesi için ortogonal modelleme geliştirilmiştir.
B-TORNA VE TEZGAHLARI
1-Tornanın tanımı ve endüstrideki önemi: Dairesel olarak dönen iş parçasından uygun ölçülerde bilenmiş bir kesici yardımıyla talaş kaldırma işlemine tornalama adı verilir. Bu amaçla kullanılan tezgahlara torna denir. Torna tezgahlarında genellikle silindirik tornalama, delik delme, kılavuz çekme, pafta çekme, raybalama, konik tornalama, alın tornalama, vida çekme gibi işlemlerin yanında taşlama, frezeleme, profil tornalama, yay sarma, demir, çelik, ağaç, plastik alaşımlar ve yumuşak gereçlere istenilen şekil verme işlemleri uygulanabilir.
Torna tezgahlarının makine endüstrisindeki yeri, diğer tezgahlarınkinden daha büyüktür. Bu tezgahlar, makine parçalarının tam ölçüsünde, hassas ve çabuk yapımı sağlamada kolaylıkları bakımından önemlidir.
Endüstrinin gelişmesine paralel olarak, ilk ilkel torna tezgahlarından günümüz teknolojisi hidrolik kumandalı ve numerik kontrollü takım tezgahları geliştirilmiştir.
2-Torna tezgahı çeĢitleri ve sınıflandırılması: Torna tezgahları, farklı çeşitte yapılır ve kullanılır. Türü nasıl olursa olsun tüm tornalar aynı prensiple çalışır. Tornalar, üniversal torna tezgahları, özel torna tezgahları olmak üzere iki gruba ayrılır.
a-Üniversal torna tezgahı: Makine atölyelerinde en fazla kullanılan tezgah türüdür.
Genel amaçlı tornalama işlemleri için uygundur. Üzerlerine çeşitli aparatlar takılarak özel amaçlar içinde kullanılabilir.
Şekil 10 üniversal torna tezgahı ve kısımları
b-Özel torna tezgahları: Özel işlerin yapılmasında kullanılan torna tezgahlarıdır.
Üniversal tornanın haricindeki tüm tornalar bu gruba girer.
Saatçi torna tezgahları
Dikey torna tezgahları
Bilgisayar kontrollü torna tezgahları (CNC) torna tezgahları
Çok amaçlı tora tezgahları
Otomat torna tezgahları
Revolver torna tezgahları
Kopya torna tezgahlar
Saatçi torna tezgahı: genellikle vida çekme ve otomatik ilerleme gibi dişli çark tertibatları yoktur. Boyutları çok küçük olan bu tür makineler ile saat parçaları gibi küçük parçaların üretimi yapılır. Bu nedenle adı saatçi tornası olarak anılır.
Şekil 11 Saatçi torna tezgahı
Dikey torna tezgahları: Çapları büyük boyları küçük iş parçaların işlenmesinde kullanılır. Endüstride ender olarak karşımıza çıkar. Diğer torna tezgahlarında olduğu gibi parça, yatay olarak değil dik olarak bağlanır. Aşağı yukarı doğru hareket eden bir kesici, iş parçasından talaş kaldırır. Yatay torna tezgahlarında fener mili x ekseni etrafında dönme hareketi yaparken dikey torna tezgahlarında y ekseni etrafında dönme hareketi yapar.
Yatay torna tezgahlarında kesicinin bağlandığı spot ve araba x ekseni doğrultusunda hareket ederken dikey torna tezgahlarında y ekseni doğrultusunda hareket eder.
Şekil 12 Dikey torna tezgahı (solda) ve CNC torna tezgahı
Bilgisayar kontrollü (CNC) torna tezgahı: karmaşık şekilli ya da çok sayıda üretilecek parçanın imalatında kullanılır. İşlem süreleri çok kısa fiyatları pahalıdır.
Tezgah bilgisayar yardımıyla programlanır. Bilgisayar, yapılan programa göre tezgahı kumanda eder ve parçanın kısa sürede işlenmesini sağlar. Devir sayısı, ilerleme, kullanılacak kesiciler, işlem sırası gibi bilgiler programda belirtilir.
Çok amaçlı torna tezgahı: torna tezgahı üzerine delme başlığı yerleştirilmiştir. Bu başlık sayesinde, basit bir takım frezeleme ve delik delme işlemleri yapılır.
Makine atölyelerinde kullanımı pek yaygın olmayan bu tezgahın boyutları küçüktür.
Otomat torna tezgahı: Çok sayıda üretilecek, küçük parçaların imalatında kullanılır.
Mekanik olarak ayarlanan tezgah tam otomatik tornalama yapabilir. Tezgahın ayarı, üzerinde bulunan kamların yer ve konum değiştirmesiyle yapılır. Tornalanacak silindir çubuklar otomatik olarak tezgaha sürülür.
Şekil 13 Otomat torna tezgahı
Motordan alınan sabit devir sayısı, fener mili kutusunun içindeki hız dişlileri ile değişik oranlarda fener miline aktarılır. Devir değiştirme işlemi, kollar yardımıyla yapılır. Devir
değiştirmeden önce dişlilerin tamamen durması beklenmelidir. İş parçalarının bağlanmasında kullanılan ayna adı verilen bağlama elemanı, fener mili başına takılır.
3-TORNA TEZGAHININ KISIMLARI
a-Gövde: Tornanın dökümden yapılan kısmıdır. Makinenin temel organıdır. Tornanın temel elemanlarını taşır. Üzerinde hassas işlenmiş düz v kayıtlar vardır. Kayıtlar hareketli elemanların fener mili eksenine paralel konumunu korumasını sağlar. Arabanın ve gezer puntanın düzgün hareketini sağlar.
Şekil 14 torna tezgahı gövdesi
b-Fener mili ve kutusu: Torna tezgahının sol tarafında sabit bir şekilde montaj edilmiştir. Dişli çark tertibatları ile dönen fener milini taşır. Dökme demirden yapılır. Ve hassas olarak işlenir.
Fener mili, fener kutusunun uçlarında bulunan iki yatak üzerinde dönen bir mildir. Fener milinin ön kısmına çeşitli aynaların bağlanmasına imkan verecek şekilde biçim verilmiş veya bir kısmına üçgen profil vida çekilmiştir. Fener milinin salgısız dönmesi eksenin gövde kayıtlarına paralel olması ve yataklarının ayarlanmış olması gerekir aksi halde torna tezgahından düzgün bir iş elde edilmez.
Fener milleri uçlarının şekillerine göre 4 çeşittir.
a. Vidalı fener mili b. Kam kilitli fener mili
c. Konik uçlu – kamalı fener mili
d. Cıvata ile sıkılmaya uygun flanşlı fener mili „ dir.
c-DiĢli kutusu(norton kutusu), ana mil ve talaĢ mili: Dişli kutusu, fener milinin ön alt tarafında bulunur. Görevi: içinde bulunan çok sayıdaki dişli yardımıyla, vida çekme ve
otomatik talaş kaldırma işlemlerinde, kesicinin ilerleme oranını ayarlamaktadır. Dişli kutusuna hareket, fener milinden gelir. Dişli kutusundan çıkıp arabaya doğru giden millerden vidalı olanına, ana mil; kama kanalı olanına, talaş mili adı verilir.
Şekil 15 iş parçası bağlanmış torna tezgahı
Talaş mili, otomatik talaş kaldırma işlemlerinde kullanılır. Talaş milinin ilerleme hareketi, fener milinin bir devrinde mm olarak ifade edilir (mm/dev). Ana mil, vida çekme işlemlerinde kullanılır. Vida çekme işleminde, fener mili bir tur döndüğünde kesici kalem, vida adımı kadar ilerlemelidir. İşte bu dönüş hareketi ana mil tarafından sağlanır.
Şekil 16 Torna tezgahının kumanda ünitesi ve güç iletim organları
d-Gezer punta: Kayıtlar üzerinde ve fener mili doğrultusunda hareket ettirilen kısımdır. Delik delme, rayba, kılavuz, pafta çekme ve destekleme amaçlarla kullanılır.
Karşılık puntasının kovanı, vidalı bir diş ve çevirme volanı yardımıyla boyuna hareket eder.
Kovanın dış yüzeyinde bulunan milimetrik bölüntü, kovanın hareketini milimetrik olarak ölçmeye yarar.
Şekil 17 punta
Gezer puntanın görevleri
1. Delik delme işleminde, matkabın bağlanmasını ve delme işlemini yapılmasına olanak sağlar.
2. Kılavuz pafta ve rayba çekme işlemlerinin yapılmasını sağlar.
3. İki punta arasında tornalamayı sağlar.
4. Alt parçaya göre gövdenin eksenden kaçırılmasını sağlayarak; konik çekme işlemi yapılabilir.
5. Uzun boylu parçaların tornalamasında desteklik yapar.
Döner puntalar sap kısımlarından kovan içersindeki konik kısma takılır. Takma işleminde her iki yüzey temiz bir bezle silinmelidir. Döner puntaların ucu 60 açılı olarak yapılr.
e-Enine araba: Araba üzerinde bulunan kayıtlar yardımıyla enine hareket yapar.
Tezgah kayıtlarına dik olarak düzenlenmiş kırlangıç kayıklar üzerinde hareket eder.
Tabla hareketini hassasiyeti, kayık ve kızakların dikliği ve boşluğuna bağlıdır. Bu kısımlar özenle korunmalı ve belirli zaman aralıklarında temizlenip yağlanmalıdır.
Şekil 18 enine araba
f-Tabla: Araba üzerine kırlangıç kuyruğu kayıt kızakla yerleştirilmiştir. Kendine ait el tekeri ve mili ile kalemin, fener mili eksenine dik hareketini sağlar. Otomatik hareket için arabanın dişli kutusundan yararlanılabilir.
g-Siper: Enine hareket sisteminin üzerine oturtulmuş olup, açı bölüntü tablasından yatay düzlemde istenen açıya döndürülebilir. Kısa ilerlemeler için kullanılır.
h-Kalemlik: Takımların doğrudan doğruya veya kater yardımıyla bağlanabildiği 360 derece dönebilen kısımdır.
ı-Kater: Torna kalemlerinin kalemliğe düzgün bir şekilde bağlanması için kullanılır.
Kalem biçimine ve ölçüsüne uygun olarak kare kesitli delikleri veya kanalları vardır.
takımlar katere lehimle veya destek plakası yardımıyla bağlanabilirler.
Şekil 19 kater ve kesme takımına bağlanışı
i-Ayna: İş parçasının bağlandığı kısma verilen addır. Aynalar fener mili başına takılırlar ayna anahtarları ile sökülüp takılırlar. İşin, tezgahın, kesicini özelliğine göre değişen çeşitli ayna türleri vardır.
Üç ve dört ayaklı üniversal aynalar: Klasik torna tezgahlarında kullanılan temel elemanlardır. Sıkma anahtarıyla açılıp veya sıkıldığında ayaklar birlikte hareket ederler. Üç ayaklı üniversal aynalara silindirik, üçgen, altıgen ve benzeri parçalar bağlanabilir, dört ayaklı üniversal aynalarda kare kesitli parçalarda bağlanabilir.
Şekil 20 üç ayaklı ayna ve kısımları
Mengeneli aynalar: yuvarlak, kare ve düzgün olmayan dökülmüş veya dövülmüş malzemelerin bağlanmasında kullanılır. Her bir ayak birbirinden bağımsız hareket eder.
Bu bağlama işlemi istenilen hassasiyette yapılabilir.
Şekil 21 a) 3 ayaklı üniversal ayna. b) 4 ayaklı üniversal ayna. c) mengeneli ayna.
Delikli düz aynalar: biçimleri bakımından ayaklı aynalara bağlanamayan parçalar delikli düz aynalara pabuçlar ve cıvatalar yardımıyla gövdeye bağlanır.
Fırdöndü aynaları: Her iki tarafına da punta deliği açılmıştır. İki punta arasında tornalama yapabilmek için iş parçası üzerine takılan fırdöndüden esinlenerek bu isim verilmiştir. Silindirik parçaların tornalamasında kullanılır.
Kombine aynalar: bu aynalar üniversal ve mengeneli aynaların özelliklerini taşır. İki aynaya da bağlayabildiğimiz parçalar bağlanabilir. Bu işler için ayakların beraber hareket etmesini alın vidası, tek başlarına hareket etmesini ayak hareket vidaları sağlar.
Şekil 22 a) delikli düz ayna. b) fırdöndü aynaları ve fırdöndü. c) pensler. d) mıjnatıslı ayna.
Mıknatıslı aynalar: bu aynalar mıknatıslanma özelliği ile iş paçalarının alın yüzeyine bağlanmasında kullanılır. Bu özelliği ile diğer aynalara bağlanamayacak küçük ve ince parçaların bağlanmasında kolaylık sağlar.
Pensler: tam yuvarlak ve düzgün işlenmiş parçaların tornaya bağlanmasını sağlayan esneyebilen kovanlara pens denir. Silindirik parçaları, puntaya alınamayan ince parçaları, aynaya bağlanamayan işleri penslerle bağlamak daha kolaydır.
ĠĢ kalıpları: seri üretimde işin özelliğine göre oluşturulan aparatlara ve bağlama düzeneklerine iş kalıpları denir. Özdeş parçaların ayrı ayrı bağlanması zaman alabileceği gibi ekonomik de olmaz. Bu nedenle iş kalıpları seri üretimde zaman kazandırması açısından önemlidir.
j-Soğutma donanımı: Talaş kaldırma sırasında oluşan yüksek ısıyı uzaklaştırmak için kullanılır. Küçük bir elektrik motoru depo içindeki pompayı döndürür. Pompa emilen akışkanı kesme işlemi yapılan bölgeye, hortumlar yardımıyla gönderir. İşini bitiren akışkan tekrar depoya döner. Soğutma deposu belirli aralıklarla temizlenmelidir.
Şekil 23 Torna tezgahında soğutma
k-Yağlama donanımı ve yağlamanın önemi: Yağlama amacıyla kullanılır.
Tezgahın hassasiyetini korumanın ve ömrünü artırmanın yolu, yağlama işlemini gereğince yapılmasına bağlıdır.
Torna tezgahı üzerinde bulunan bir yağ pompası, borular yardımıyla tezgahın gerekli kısımlarına yağı gönderir. Akan yağ, tekrar yağ deposuna döner.
Yağ boruları, bakırdan yapılır. Kolayca ezilebileceği unutulmamalı ezilmemesine dikkat edilmelidir.
4-TORNA KALEMLERĠ VE KESME TEKNOLOJĠSĠ
İş parçası üzerinden talaş kaldırarak kesme işlemi yapan aletlere takım veya kalem adı verilir.
Şekil 24 Torna kalemleri
a-Torna Kalemlerinin kullanıldığı iĢlemlere göre sınıflandırılması:
Kalemlerin adları, birçoğu her kalemin biçimine ve yaptığı işe göre verilmiştir. Örneğin alın tornalama işlemi alın torna kalemleri ile, delik delme işlemi delik delme kalemleri ile, yüzey tornalama işlemi yüzey torna kalemleri ile, vida açma işlemi ise vida kalemleri ile gerçekleştirilir. Yaptığı torna işlemine göre sınıflandırma 9 başlık altında yapılmıştır:
1. Kaba talaş kalemi 2. İnce talaş kalemi 3. Sağ ve sol yan kalemler 4. Keski kalemi
5. Vida kalemi a. Üçgen
b. Kare c. Trapez d. Testere e. Yuvarlak
6. Vida sonu oluk kalemi 7. Profil kalemi
8. Delik kalemi 9. Özel kalemler
Kaba talaĢ kalemi: Bunlar, millerden fazla talaş kaldırarak çaplarını düşürmek ve istenen ölçüye çabuk yaklaştırmak için kullanılırlar. Bu kalemler çok rahat keser fakat, düzgün bir yüz çıkarmazlar. Bu kalemlerin kullanılması sırasında ince talaş için uygun bir payın bırakılması gerekir. Kaba talaş kalemlerinin kesme yüzleri düzdür ve ucu
yuvarlatılmıştır. Bu yuvarlaklık 0,4 mm. yarıçapında küçük bir kavisle sağlanır. Böylece kalemin kırılması ve çabuk körlenmesi önlenmiş olur. Bu durum rahat kesmelerine zarar vermez.
Şekil 25 Kaba tornalama kalemleri
Ġnce talaĢ kalemi: ince talaş için kullanılan yuvarlak uçlu bir kalemi göstermektedir.
Bu kalem kaba talaş kalemlerine çok benzemektedir. Yalnız ucu 0,8 1,6 mm. yarıçapında yuvarlatılmıştır. Kalem iyi bilenmiş, gaz taşı ile kesici kenarının kılağısı alınmış ve araba ilerlemesi de uygun seçilmiş olursa çok düzgün bir yüz elde edilir. Gaz taşı ile kalemin kılağısını almak, kalemin ömrünü arttırdığı gibi iyi bir kesme de temin eder.
Sağ ve sol tornalama kalemleri: Kalemleri sağ ve sol olmak üzere ikiye ayrırız. Sağ kalem, sağdan sola doğru ilerletildiğinde talaş kaldırır. Kesici ağız, kalemin sol yanındadır.
Sol kalem ise, soldan sağa ilerletildiğinde keser. Kesici ağız, kalemin sağ tarafındadır.
Şekil 26 Sağ el ve sol el kalemleri
Keski kalemi : Silindirik parçalara kanalar açmak ve kesme işlemini yapmak için kullanılır.
Şekil 27 a) oluk açma b) kesme c) vida açma
Vida kalemleri: Açılacak vidanın çeşidine göre çeşitleri vardır.. Ayrıca çekilecek vidanın erkek veya dişi olmasına göre değişir.
Vida sonu oluk kalemi: Parçalar üzerine açılan kanallara oluk denir. Oluk açmak için özel oluk kalemleri kullanılır. Bunların ağız genişliği 3-5 mm arasında değişir. Kalem ağzının serbest açısı 7°-8° olup serbestçe kesebilmesi için yanlarına 3° eğim verilmiştir.
Kesme açısı 90° dir.
Profil (form) kalemleri: Köşe kavisleri, silindirik ve konik kesitlere açılan oyuk çıkıntıların meydana getirilmesinde ve genellikle fazla büyük olmayan profillerin işlenmesinde kullanılırlar.
Şekil 28 Profil kalemleri iç bükey ve dış bükey profillerin işlenmesinde kullanılır.
Delik kalemleri: Delik tornalamada kullanılırlar. Önce matkapla, işlenecek çaptan
daha küçük delik açılır sonra açılmış olan bu delikten talaş kaldırılarak genişletmek ve asıl ölçüye getirmek için delik kalemi kullanılır.
Şekil 29a: Sağ el kaba talaş tornalama kalemi, b: sağ el bitirme kalemi, c: sağ el yan yüzey tornalama kalemi, d: sol el kaba talaş kalemi, e: sol el bitirme kalemi, f: sol el yan yüzey tornalama kalemi
Şekil 30 g: yuvarlak uçlu oluk açma kalemi, h: yuvarlak uçlu yüzey tornalama kalemi, j: yuvarlak köşe kalemi, k: oluk kalemi, ı: radius kalemi, m:vida açma kalemi, n: threading acme
b-Torna kalemlerinin gereçlerine göre sınıflandırılması: günümüzde kullanılan torna kalemleri 3 gruba ayrılır.
Seri çelik kalemler: HSS (high speed steel), beyaz kalem yada yüksek hız çeliği olarak da adlandırılan bu kalemler, çok kullanılır. Fiyatları diğer torna kalemlerine göre daha ucuz ve genel kullanımlara uygundur.
Seri çelikler; molibden(Mo), kobalt(Co), vanadyum(V) ve karbon gibi bazı elementler içerir. İdeal bir kesicinin aşınma direncinin ve esneme kabiliyetinin (tokluk) yüksek olması gerekir. Bilinmelidir ki aşınma direnci ve tokluk ters orantılıdır.
Şekil 31 Alaşım maddesi miktarına göre malzemenin özelliklerindeki değişim
Sert metal kalemler: aşınma ve ısı dayanımı, yüksek hız çeliğinden yapılmış kalemlere göre daha fazladır. Sert malzemelerin işlenmesinde kullanılır. Darbeli kullanımlardan kaçınılmalıdır.
Sert metaller esas itibariyle tungsten (wolfram) karbür ve kobalt tozlarının karışımından oluşur. Sertliğe ve aşınmaya karşı dayanımı sağlayan tungsten karbüre ilaveten, titanyum ve tantal karbürlerin de karışıma katılmaları ile yüksek sıcaklıklarda aşınmaya karşı dayanım özelliği artırılır.
Sert metallerin imalatı: tungsten karbür, titanyum karbür, tantal karbür, kobalt tozları karışımı preslerde şekillendirilir. Bu parçalar fırında 1400-1500 C sıcaklıklarda sinterlenir. Sinterleme işleminde kobalt ergir, karbür taneciklerinin etrafını sarar.
Düzgün şekilli ya da yüksek sayıda üretilecek parçalar, kalıplar yardımıyla doğrudan preste şekillendirilir. Karışık şekilli ya da az sayıda üretilecek parçalar, pahalı oldukları için çelik gövdelere lehimle yada cıvata ile bağlanarak kullanılır. Lehimlemeli uçlara kaplama işlemi yapılmaz.
Şekil 32 Sert metal kalemlerin üretim aşaması
Sert metallerin özelliklerini, karışımı oluşturan metal karbürler ve kobalt oranı belirler.
Kobalt miktarı arttıkça aşınma direnci, Sertlik, termal şoklara dayanım direnci azalır.
Kobalt miktarının artması sünekliliği artıracağı gibi, ucun kırılma dayanımını da artırır.
Titanyum karbür (TiC) özellikle çeliklerin işlenmesinde, aşınma dayanımı, termal şoklara direnci artırır. Ancak ucun kırılma riski artar.
Tantal karbür (TaC) sertliği artırırken kırılma dayanımını azaltır.
Şekil 33 Kater ve kalemliğe bağlanışı
Kaplamalı sert metal uçlar: TiN (titanyum nitrür), TiCN (titanyum karbonitrür), TiAIN(titanyum aliminyum nitrür) gibi kimyasal madde buharlarının yüksek sıcaklıkta sert metal uçlar üzerinde çökertilmesi sonucu mikron ölçüsünde sert tabakalar elde edilmektedir. Kaplama maddesine göre farklı özellik göstermelerine rağmen; dayanım, takım ömrü, kesme hızı ve ilerlemenin artmasını sağlar. Yüksek ısılarda çalışmaya uygun türleri vardır.
Sert metal uçların gruplandırılması: uluslararası standart örgütü (ISO) tarafından uygulama sahalarına göre üç ana talaş kaldırma grubunda toplanmıştır. Bu gruplar, P-M-K
harfleri ile ifade edilir. P grubunun tanıtım rengi mavidir. Isınmadan dolayı aşınmayı önleyici vasıfları yüksektir. Çelik, çelik döküm, uzun talaş bırakan temper döküm vb.
malzemelerin işlenmesinde kullanılır.
Şekil 34 Sert metal uçların mukavemet değerleri değişimi
M grubunun tanıtım rengi sarıdır. Kullanım sahaları çok yönlüdür. Isınma ve sürtünmeden kaynaklanan aşınmaya karşı dirençleri yüksektir. Çelik, çelik döküm, östenitik çelikler, mangan çeliği, otomata çeliği, alaşımlı gri döküm gibi malzemelerin işlenmesinde kullanılır.
K grubunun tanıtım rengi kırmızıdır. Hem sert hem yumuşak ve sünek malzemelerin işlenmesinde iyi sonuç verir. Kısa talaş veren malzemelerde (sert döküm, demir döküm, kısa talaş bırakan temper döküm, sertleştirilmiş çelik.) kullanılır.
Sermet uçlar: titanyum karbür ya da titanyum karbo nitrürden yapılan Sermet uçlar, yüksek sertlikte malzemelerdir. (92-93 rockwell) kaplamalı tungsten karbür uçlara göre takım ömrü ve kesme hızları daha yüksektir.
Seramik uçlar: A (aliminyum oksit), S (silisyum nitrür) elementlerinden oluşur. Kaplamalı ya da kaplamasız türleri vardır. çok sert malzemelerin yüksek sıcaklıklarda işlenmesi için uygundur. Seramik uçların takım ömrü ve aşınma dirençleri yüksektir.
CBN(cubic baron nitride): sinterlenmiş metallerin ve 45-46 rockwell sertliğindeki malzemelerin işlenmesi için uygundur. İşlem süresini kısaltarak; makineleme süresini önemli oranda azaltır. İyi bir yüzey kalitesi sağlayan CBN uçlara kaba tornalamada 2 mm, hassas tornalamada 0,75 mm‟ ye kadar talaş verilebilir. Çelik dökümlerde 400-1000 m/dak oranlarda kesme hızları kulanılabilir.
Şekil 35 Takımların kesme hızı, sertlik, ilerleme hızı, tokluk değerlerinin karşılaştırılması
Yapımı zor ve pahalı oldukları için ucun tamamı CBN olarak yapılmaz. Çelikten yapılmış uç üzerine yaklaşık 0,5 mm kalınlığında CBN tabakası oluşturulur bu uçlarla taşlama kalitesinde yüzey elde edilebilir.
Şekil 36 CBN
Yukarıdaki açıklanan kalem malzemelerinden ser çelik ve sert metal olanlar klasik tornalarda kullanılır. Diğer kalem malzemeleri ise, bilgisayar kontrollü makinelerde (CNC) kullanılır.seri çelik ve kaplamasız tipte yapılan sert metal kalemler, köreldiklerinde yeniden bilenebilir. Diğer kalem türleri bir kez kullanıldıktan sonra atılır.
5-TORNALAMA ĠġLEMLERĠ
a-Alın ve boyuna tornalama: alın tornalama, iş parçasının alın yüzeyinden talaş kaldırılmasına verilen addır. İş parçalarının boy ölçüsüne getirilmesinde kullanılır. Boyuna tornalama, iş parçalarının dış yüzeyinden talaş kaldırılmasına verilen addır. İş parçalarının çap ölçülerine getirilmesinde kullanılır.
Şekil 37 Boyuna tornalama (solda) ve alın tornalama
b-Kademeli tornalama: farkl çaplardan olu an bir parçan n tornalanmas i lemine kademeli tornalama ad verilir. Kademeli tornalamada dikkat edilecek en önemli husus, kademe dikliğidir. Kalemin ayar aç s bu dikliği sağlayacak ekilde olmal d r.
Şekil 38Kademeli tornalamada ayar açısı
Tüm tornalama işlemlerinde oduğu gibi kademeli tornalamada da ayar açısı kalemlikten verilir.
Şekil 39 Sağ ve sol yan kelam ile kademeli tornalama
Kademeli tornalamada işlem sırası:
1. Parçanın önce alın tornalaması yapılmalıdır.
2. Kademeli tornalamada kalemin ayar açısı yaklaşık 95 olmalıdır.
3. Kalem, parçanın alın kısmına değdirilir ve araba tamburda sıfırlanır.
4. Kalem, kademe derinliği kadar ilerletilir. Ve kalemin ucuyla parça üzerine iz yapılır.
5. Kalem parçanın dış yüzeyine değdirilir ve enine Araba tamburu sıfırlanır.
6. Enine araba tamburundan talaş verilerek, araba ilerletilir. Ayarlanan değere gelindiğinde araba tekrar başa alınır.
7. Son talaşta, araba hareketini tamamladıktan sonra suport yardımıyla kalem geriye alınır. Ve kademenin dikliği sağlanır. Bir bakıma alın tornalama yapılır.
8. Kademeli tornalama durumuna göre sol yan veya sağ yan kalem kullanılır.
9. Kademe ucuna pah kırılması için eğe ya da pah kaleminden yararlanılır. Pah kırma işlemi eğe ile yapılacaksa eğe sol elle kullanılır.
c-Konik tornalama: silindirik bir parçanın çapında meydana gelen düzenli değişime konik adı verilir. Koniklik, büyük çap ve küçük çap arasındaki ölçü farkının konik boyuna oranıdır. Örneğin 1:50 konikliğe sahip olduğu verilen bir parçanın çapının her 50 mm de 1 mm değiştiği bilinmelidir. Eğim açısı (tg α) = D-d/l formülüyle hesaplanır.
Şekil 40 Konik tornalama
Şekil-40 da bir konik parçanın tornalamada ve eleman hesaplaması işlemlerinde kullanılan değerlerini göstermektedir. Bu değerler:
l -konik boyu
α-eğim açısı
D- büyük çap1
d-küçük çap
Konik tornalama, torna tezgahında belirli bir eğim açısında; suportu çevirerek, gezer puntayı kaydırarak, sevk kızağı yarımıyla veya özel konik tornalama aparatı ile yapılabilir.
d-Tornada Punta deliği açma: tornalanan parçaların punta yardımıyla desteklenmesi, parça işlenirken salgının oluşmaması için gereklidir. Punta deliğin tam eksende olması salgı oluşumunu engelleyecektir.
Şekil 41 Tornada Punta deliği açma
Punta deliği açmak amacıyla kullanılan matkaplara, punta matkabı denir. Punta matkabı iki farklı çapta kademeli olarak yapılır. punta matkabının küçük çapına uç çapı denir, farklı ölçülerde olabilir. Uç çapı 2,5 mm olan punta matkabı, “ 2,5‟luk punta matkabı” olarak adlandırılır.
Şekil 42 Normal (solda) ve kademeli punta ucu
Punta matkaplarının konik kısmı 60 açılı yapılır. punta matkapları normal ve kademeli olmak üzere iki gruba ayrılır. Normal punta matkapları genel uygulamalar içindir.
Kademeli olanlar punta yuvasının bozulmasını önlemek amacıyla ya da alın tornalama işlemlerinde kullanılır.
Şekil 43 Mandren
e-Tornada Delik delme: torna tezgahında delik delmenin, matkap tezgahında delik delmeden pek farkı yoktur. Buna rağmen bilinmesi gereken bazı hususlar vardır. Tornada matkaplar, mandren ya da kovanlar yardımıyla gezer puntaya bağlanır.
Şekil 44 Delik delme işlemi
Tornada delik delerken şu hususlara dikkat edilmelidir.
Küçük çaplı delikler bir seferde, büyük çaplı delikler kademeli delinmelidir.
Kovan, mandren ve gezer puntanın konik yüzeyler temizlenmelidir.
Küçük çaplı matkaplar mandren, büyük çaplı matkaplar kovanlar yardımıyla gezer puntaya takılmalıdır.
Mandren, anahtarla ya da elle iyice sıkılmalıdır.
Gezer puntanın yeri iş parçasının boyuna göre ayarlanmalıdır.
Devir sayısı matkap çapına göre hesaplanmalıdır.
Delik delme işlemine başlamadan önce punta yuvası açılmalıdır.
Soğutma sıvısı kullanılmalıdır.
Matkap sıkça geriye alınarak talaşlar temizlenmelidir.
Matkap dışarı çıkarılırken baskı kuvveti azaltılmalıdır.
6-KALEMLERĠN AÇILARI
a-TalaĢ açısı: 0- 25 arasında, esas kesici kenara dik yataya paralel alınan doğrunun talaş yüzeyi ile yaptığı açıdır. Kesici kenar üzerinde olup talaşın kaydığı yüzeye doğrudur.
Talaş açısı ne kadar büyük olursa, talaşın akması o kadar kolay olacağından kesme işlemi iyi olur.
b-BoĢluk açısı: 0 - 10 arasında, esas kesici kenara ve yataya dik alınan doğrunun boşluk açısı yüzeyi ile yaptığı açıya denir.
c-Kama açısı: Talaş açısı ve boşluk açısı arasında kalan açıya denir.
d-Yardımcı kesici kenar boĢluk açısı: 6 civarında olup esas kesici kenardaki gibidir.
e-Uç açısı: esas kesici kenar ile yardımcı kesici kenar arasında kalan açıdır. Kaba talaş ve yan kalemlerde 85 civarındadır.
f-Ayar açısı: 40 - 65 arasındadır.
g-Eğim açısı: Kesici kenarın talaşı kıvırarak akıtmasını sağlar.
Şekil 45 Torna kalemi açıları
7-TORNA MAKĠNESĠ ÇALIġMA GÜVENLĠĞĠ 1. Çatlak ve budaklı parçalar tornaya bağlanmamalıdır.
2. Tutkallanmış parçaların tamamen kurumasını beklemeden tornaya bağlanmamalıdır.
3. Parçalar tornaya sağlam bir şekilde bağlanmalıdır. Gezer punta sıkıldıktan sonra kontrol edilmelidir.
4. Siperi, iş parçasına dokunmayacak en yakın mesafede ayarlamalı, parça inceldikçe, makineyi durdurarak siperi tekrar yaklaştırmalıyız.
5. Öğrenme aşamasında, makine çalışırken hiçbir ayarlama,ölçme ve kontrol işlemi yapmamalıyız.
6. Makineyi çalıştırmadan önce mutlaka parçayı elle döndürerek sipere dokunmadığı kontrol edilmelidir.
7. Daime keskin kalemlerle çalışılmalı. Körelen kalemler bilenmelidir.
8. Makine iş parçasının çapına uygun dönme hızında ayarlanmalı (kalın parçalarda, kare parçaların kaba işlemesinde ve alın tornalama işlemlerinde düşük devirle, ince parçalar ve perdah işlemlerinde yüksek devirle çalışılmalıdır.)
9. Torna kalemi, her iki elle sağlamca tutularak ve sipere iyiyce bastırılarak çalışılmalıdır.
10. Alın tornalamada oluklu kalem kullanulmamalıdır.
11. Dönen parçaya ve makine elemanlarına elimizi çarpmamalıyız.
12. Zımparalama ve cilalama işlerinde siperi geri çekmeli veya kaldırmalıyız. Aksi durumda parmaklarınız parça ile siper arasında sıkışabilir.
C-FREZE MAKĠNELERĠ VE ĠġLEMLERĠ
Frezeleme, kesici dişleri bulunan kendi ekseninde dönen bir kesici yardımıyla metal parçaların üzerinden talaş kaldırma işlemidir. Torna tezgahında parçalar basit bir kalemle yapıldığı halde freze etmek için bir çok kesici ağzı bulunan aletler kullanılır. Bu aletlere kısaca freze veya freze çakıları denir.
Silindirik biçimli freze çakılarının hareketine karşı, iş parçasının tabla üzerinde yavaş ilerlemesiyle talaş kaldırmaya freze etme denir. Bu işlem esnasında iş parçası tablaya sabitlenmiştir.
Çeşitli frezeler vardır. Freze tezgahlarında farklı işlemler yapılabilir. Örneğin düzlem yüzeyler, çeşitli açı altındaki yüzeyler(kamlar, kavisler), faturalı yüzeyler, kanallar, vidalar, dişli çarklar, silindirik iç ve dış yüzeylerin imalatı yapılabilir.
Şekil 46 Frezeleme işlemleri
Frezeme işlemlerini alın ve çevresel frezeleme olmak üzere iki grup altında inceleyebiliriz:
a-Çevresel frezeleme: ferze çevresindeki kesici dişler talaş kaldırır ve meydana gelen yüzey, çakının dönme eksenine paraleldir. Bu usulle düzlemsel ve profilli yüzeyler elde edilir.
b-Alın frezeleme: freze çakısının alnındaki ve çevresindeki kesici dişlerin ortak etkisiyle elde edilen yüzey, çakının dönme eksenine dikeydir. Özellikle kesme işleminin büyük bir kısmı çevredeki dişler tarafından yapılır ve alındaki dişler de ince işleme etkisi yapar.
İlk defa freze tezgahı 1818 yılında düşünülmüş ve geliştirilmiştir. Bugün teknolojinde otomatik, numerik kontrollu, hassas yapılı tezgahlar geliştirilmiştir.
Şekil 47 Alın frezeleme
1-FREZEDE KESME TEKNOLOJĠSĠ
Çevresel frezelemede iki çeşit yöntemle talaş kaldırılabilir. Şekil-47-U da görülen metot, iş parçasının ilerleme yönü frezenin dönüş yönüne karşıdır.bu durum zıt yönlü frezeleme olarak adlandırılır. Burada freze dönerken tablanın yavaş hareketinde freze, iş parçasını boyuna itmeye ve tabladan yukarı kaldırmaya çalışır. Bu etki, tabla somunu, ilerleme somunu ve tabla vidasının gevşemesini önler sonuçta düzgün bir yüzey elde edilir. Şekil- 47-D de iş parçasının ilerleme yönü frezenin dönme yönündedir. Bu durum aynı yönlü frezeleme olarak adlandırılır. İş parçasını kendine doğru çeker ve tabla somunu ve vidasının gevşemesine sebep olur. Burada ince parçaların işlenmesi elverişlidir. Bu durumda kalem daha çabuk körleşecektir.
Şekil 48 Dönme yönüne göre frezeleme işlemleri
2-FREZE TEZGAHI ÇEġĠTLERĠ
Freze tezgahları yapılarına göre 4 grupta incelenir.
a) Sütunlu ve konsollu tip freze tezgahları
Yatay freze tezgahı
Düşey freze tezgahı
Üniversal freze tezgahı
b) İmalat ve gövde tipi freze tezgahları (seri imalat için)
c) Planya tipi freze tezgahları d) Özel freze tezgahları
Kopya freze tezgahları
Bilgisayar kontrollü(CNC) freze tezgahları
Masa üstü freze tezgahları
a-Sütunlu ve konsollu tip freze tezgahları
Yatay freze tezgahları freze tezgahları: freze çakılarının takıldığı malafa mili yataya paraleldir. Bunlar tek tek işlenen parçaların yapımında olduğu kadar, seri imalat için elverişli tezgahlardır.
Hafif madenler font ve çelik parçalarını işleyebilmek için elverişlidir. Diğer freze tezgahlarına göre daha az kullanılır.
Şekil 49 Yatay freze tezgahı
düĢey freze tezgahları: Düşey freze tezgahında , freze çakıları makine tablasına dikey olarak bağlanır. Aynı zamanda freze başlığına açı vererek açılı yüzeylerin işlemesinde kullanılabilir.
Şekil 50 Dikey freze tezgahı
üniversal freze tezgahları: hem yatay hem de dikey freze tezgahının işini yapabilir.
Yatay ve düşey frezelerin aksine tabla açılı olarak sağa ve sola döndürülebilir. Bu özelliğinden dolayı çok çeşitli işlerin yapılması mümkündür.
Şekil 51 Üniversal freze tezgahı
b-imalat ve gövde tipi freze tezgahları:
Yalnız seri imalat yapan fabrikalarda kullanılır. Tezgahın sabitleştirilmiş bir tabla desteği veya gövdesi vardır. tabla yatay olarak ileri geri hareket edebilir. Fener mili, özel kutu biçimindeki bir araba içine bağlanmıştır. Freze çakısının içeri ve dışarıya doğru ayarları fener milinin hareketi ile sağlanır.
Şekil 52 imalat ve gövde tipi freze tezgahları
Tezgah bir kere hazırlandıktan sonra işlem kısmen otomatik veya yarı otomatik olarak yapılır. Sonra tezgahta yalnız iş parçasının bağlanması sökülmesi gibi hazırlıklar yapılır.
c-planya tipi freze tezgahları:
Planya tezgahına benzer. Fakat yatay ve yan yüzeyleri üzerinde bağlanmış freze tezgahı başlıkları vardır. büyük veya oldukça uzun iş parçaları üzerine bir çok işlemi uygulamak bu tezgahlarda mümkündür.
d-Özel freze tezgahları:
Kopya freze tezgahı: yapımı zor, karmaşık şekilli parçaların üretiminde kullanılır.
Gezici ve kesici olmak üzere iki başlığa sahiptir.
Şekil 53 Kopya freze tezgahı
Orijinal büyüklükteki iş parçası mastar olarak kullanılır. Mastar üzerinde dolaştırılan gezici uç, buradaki şekil ve ölçüleri kesici başlığa aktarır.
Bilgisayar konrollu(CNC) freze tezgahları: Diğer freze tezgahlarında yapımı zor yada mümkün olmayan işlerin üretiminde kullanılır. Özellikle seri üretimde büyük avantaj sağlar.
Şekil 54 Bilgisayar konrollu(CNC) freze tezgahı
Üretilecek parça resme uygun olarak bilgisayar yardımıyla programlanır. Makinenin kumandasını sağlayan bilgisayar, yapılan programa uygun komutlar vererek parçanın üretimini sağlar.
masa üstü freze tezgahları: küçük ebatlı, basit yapılı parçaların yapımında kullanılır. Boyutları küçük olduğu için masa üstü olarak adlandırılır. Taşınması kolay olan bu tezgahlar, basit işlemlerin yapılmasında kullanılır.
Şekil 55 Masa üstü freze tezgahı
3-FREZE TEZGAHININ ÖNEMLĠ KISIM VE PARÇALARI
a-Gövde: Büyük iş parçalarının zorlanmasına dayanabilecek şekilde imal edilir.
Tezgahın en büyük kısmını teşkil eder. Font dökümden yapılır. Darbe ve titreşimlere
dayanıklı et kalınlığında olmalıdır.. Tabla, başlık, hız kutusu, kumanda panosu, araba ve konsol gibi kısımları üzerinde taşır.
b-Tabla yuvası: iki kızaktan oluşur kızakların biri altta birisi üsttedir. Birbirlerine 90
olarak konumlandırılmışlardır. Tablanın x ve y eksenlerinde hareketlerini sağlarlar.
c-Dirsek: konsolun önüde tablayı destekleyen ve z ekseninde aşağı ve yukarı tablanın hareket etmesini sağlayan parçadır
d-Konsol:Üzerinde arabayı ve tablayı taşıyan destekli, dik doğrultuda aşağı ve yukarı hareket eder. Döküm malzemeden içi boş olarak yapılır. bir ucundan gövdenin alın kısmına; kayıt ve kızaklarla tutturulmuştur.
e-Araba: Tablanın enine hareketini sağlayan elemandır. Yatay ve düşey freze tezgahlarında bulunur. Tabla üzerinde bulunan kayıt ve kızaklar yardımıyla ele ya da otomatik olarak hareket eder.
f-Tabla: Konsolunüzerine yerleştirilmiş, sağa sola hareket eden, iş parçasının üzerine bağlandığı tabladır. İş parçasını ve çeşitli aygıtları bağlayabilmek için tablanın üzerine T kanalları açılmıştır. Alt tarafına da hareketini sağlayabilmesi için kırlangıç kuyruğu kanallar açılmıştır. Fonttan yapılır.
Şekil 56 Mengene yardımıyla parçanın tablaya bağlanması
g-Yardımcı aygıtlar:
BaĢlık: Özel bir şekilde hazırlanan başlıklar, gövdenin başlık bağlanan kısmına bağlanarak tezgahın kapasitesini yükseltir. Ayrıca değişik işlere göre geliştirilmiş değişik biçimli başlıklar geliştirilmiştir.
Döner Tabla: Sonsuz vida ve çark sistemi ile 360° döndürülebilen döner tablalar, tezgahın en önemli kısımlarından biridir. Büyük yapılı döner tablalar, hız kutusundan aldığı hareketi otomatik olarak döndürme imkanı vardır. Üzerine iş parçası bağlanabilmesi için, tablada olduğu gibi T kanalları vardır. Döner tabla ile işlerin döndürülerek açılması ya da açılı işlemler işlemek için elverişlidir.
Malafalar ve Yatakları: Malafalar, üzerine freze çakılarının bağlandığı bir mildir. İşin tabladaki konumuna göre çakının nereye bağlanacağını tespit için kısa boyda ve çok sayıda içi boş silindirik parçalardan ibaret olan bileziklerle tespit edilir. Bu bilezikler standart yapılmışlardır. Yan yana takılarak freze çakısı aralarına kamalanırlar. Malafa yatakları, freze tezgahı üzerinde iki adet bulunur ve tezgahın sarsıntısız, düzenli çalışmasını temin ederler.
Divizör: İş parçasının çevresine eşit bölüntülü kanallar veya yüzeyler işlemek için hem tespite hem de döndürmeye yarayan aygıttır. Bunun bir bölme başlığı ve karşılık puntası vardır. İş parçası iki punta arasına bağlanır ve işlem yapılır. bu aygıtla bir mil veya cıvatanın ucuna kare veya altıgen baş işlemek, rayba veya kılavuz olukları açmak, ayrıca her çeşit dişli çarkların dişlerini açmada kullanılır.
Mengene: tablaya parçaların sabitlenmesini sağlayan aparattır. Çeneleri yardımıyla parçayı sıkıştırarak tablaya sabitler.
4-FREZE ÇAKILARI
Frezelerde kullanılan kesici takımlara freze çakısı veya kısaca freze denir.
Freze tezgahlarında kullanılan başlıca freze çakıları şunlardır: Silindirik frezeler kanal frezeleri, alın frezeleri, açı frezeleri, parmak frezeler, t frezeler, modül frezeler profil frezeler, testere frezeler.
Şekil 57 Freze çakıları
a-Silindirik helisel(vals) freze çakıları: Dişleri çevre dış yüzeyi üzerindedir. Bu çakılarla iş parçalarının düzlem yüzeyleri işlenir. Genelde seri çelik malzemelerden yapılır.
dişlerin eksenle yaptığı açı nedeniyle helisel olarak adlandırılır. Seri çelikten yapılmış diğer freze çakılarına göre daha fazla talaş kaldırabilir.
b-Silindirik düz freze çakısı: dişleri eksenine paralel olan freze çakılarıdır. Dişleri düz olduğu için dişler aynı anda malzemeye dalarak talaş kaldırmaya çalışır. Bu nedenle çok zorlanır ve titreşimli çalışır.
Dar kenarlı düzlem yüzeylerin işlenmesi ve kanal açma işlemlerinde kullanılır. Tan yüzeyleri dişlenmediği için sınırlı kullanım alanına sahiptir.
c-Kanal freze çakısı: Kanal açmak veya mevcut kanalı genişletmek için kullanılır.
Seri çelik malzemeden yapılmış freze çakılarıdır. Bir veya iki yan yüzeyi dişlenmiştir. Kesici dişler çakı eksenine paralel ya da açılı olabilir. Dişleri sert metalden yapılmış olanları da vardır.
d-Açı freze çakısı: Açılı kanalların veya açılı kenarların işlenmesinde kullanılır. Tek ve çift açılı türleri cardır. Bu frezeleri her birinin açısı ayrı olup üzerine yazılmıştır. Tek ya da çift tarafları dişlenmiştir. Seri çelik malzemeden yapılırlar. Saplı veya sapsız olanları mevcuttur.
Şekil 58 Freze çakıları
d-Alın freze çakısı: seri çelik ya da sert metal uçlu malzemeden yapılan, hem alın yüzeyler hem de yan yüzeylerden talaş kaldırabilen freze çakısıdır. Bu çakılarla aynı anda birbirine dik iki yüzeyi işlemek mümkündür. Seri çelikten imal edilmiş olanlar çok sert olmayan malzemelerde, sert metal uçlu olanlar sert malzemelerin frezelenmesine kullanılır.
e-Parmak freze çakısı: çapları diğer freze çakılarına göre düşük olduğu için parmak freze olarak adlandırılır. En sık kullanılan çakı türlerinden biridir. Genelde 2, 3, 4 kanallı olarak yapılır. yapığı iş alın freze çakısına benzese de malafalara bağlanması, pensler yardımıyla yapılır. takma uçlu ve kaplamalı türleri vardır. dar kenarlı düzlem yüzey frezeleme, kanal açma, delik büyütme vb. işlerde kullanılır.
f-Modül freze çakısı: Sapsız olan frezelerdendir. Standart olan dişli çark profillerinin açılmasında kullanılır. Diş büyüklüklerine göre normlaştırılmış olup her normda 8 freze
bulunur. Bunlar 1-8 kadar numaralanmış olup her numaranın hangi sayılardaki dişli çarkı açacağı üzerine yazılmıştır.
g-Profil freze çakısı: iç bükey ve dış bükey profillerin elde edilmesi için kullanılır.
Çeşitli türleri vardır. Talaş kaldırma esnasında sürtünen dış yüzeyi fazla olur. Bu nedenle çok zorlanırlar. Profil frezelerin kaldıracağı talaş miktarını azaltmak için, işlenecek yüzey önceden kanal frezeleri ile boşaltılabilir. Seri çelik malzemelerden saplı veya sapsız olarak yapılabilir.
h-T freze çakısı: Tezgah tablaları, döner tabla v.b. yerlerde bulunan T kanallarının açılmasında kullanılırlar. Kesici dişler, yalnız çevrede veya hem çevre hem de iki alın yüzde bulunur.Her iki alındaki dişlerin karşılıklı olmadığı görülür.Dişlerin böyle oluşu talaşın atılmasını ve dişlerin bilenmesini kolaylaştırır.Kama kanallarının açılması için de yapılmış T frezeler vardır.
ı-Testere freze çakısı: kanal freze çakılarına benzeyen, kanal açma ve kesme işlemlerinde kullanılan freze çakılarıdır. Seri çelikten yapılır. Diş sayıları çok olsa da ilerlemeleri diğer freze çakılarına göre düşüktür. Testere freze çakıları, çeşitli çap ve kalınlıklarda piyasadan temin edilebilir. Üzerlerinde iç çapları dış çapları ve kalınlıkları belirtilir.
i-Oluk freze çakısı: seri çelik malzemelerden yapılan, saplı freze çakılarıdır. Çevresi ve alnı dişlenmiş olan türleri t kanal oluklarının açılmasında kullanılır. Sadece çevresi dişlenmiş olan türleri ay kama (woodruf) oluklarının açılmasında kullanılır.
j-Azdırma freze çakısı: modül freze çakılarıonın helisel olarak yan yana sıralanmış haline benzer dişli çark yapımında kullanılan özel tezgahlarda kesici olarak kullanılır. Dişli çarkın modülüne göre farklı ölçülerde olur. Yapımı diğer freze çakılarına göre zor olduğundan fiyatları pahalıdır.
k-Frezede talaĢın oluĢumu: şekle bakılacak olursa dişin ön yüzeyiyle çarkı merkezinde kalan açıya talaş açısı () ile gösterilir. Çakının talaş kaldırması için gerekli en önemli açıdır. Diş, kesme işlemini yaptıktan sonra arka yüzeyinin parçaya sürtünmemesi gerekir. Bunu sağlayan boşluk açısına () ile gösterilir. Sürtünmenin engellenmesi için boşluk açısı normalde ( ) kadar olmalıdır. Ancak bu dişim dayanımını azaltır ve kolayca kırılabilir hale getirir. Bunu engellemek için boşluk açısı önce ( ) kadar, daha sonra ( ) kadar verilir. Boşlu açısı ve talaş açısı kama açısını () belirler.
5-FREZELEME ĠġLEMLERĠ
Takımların kesme yönüne göre frezeleme iki bölümde incelenir:
a-Yukarı talaĢ kaldırarak frezeleme: takımın dönme yönü tablanın ilerlemesine zıt yöndedir. Genellikle frezeleme işlemleri bu yöntemle yapılmaktadır. Bunun nedeni tabla
ilerlemesinin bıçağın dönme yönüne zıt olmasının motor gücünü iş parçasına ileten dişlilerde oluşabilecek boşlukları önlemesidir.
Şekil 59 Yukarı talaş kaldırarak frezeleme
b-AĢağı talaĢ kaldırarak frezeleme: kesici takımın kesme yönü tablanın ilerlemesi ile aynı yöndedir. Bu işlem yapılırken motor gücünü ileten dişlilerin boşluk oluşturmadan frezelemeyi gerçekleştirmesi için makinenin geri besleme ve çıkan talaşı temizleme açısından donanımlı olmalıdır. Bu makineler genellikle bilgisayar destekli makinelerdir.
Bu yöntemle yapılan frezeleme işlemlerinde daha iyi yüzey kalitesi elde edilir.
Şekil 60 Aşağı talaş kaldırarak frezeleme
c-Temel frezeleme iĢlemleri:
Çevresel frezeleme: kesici eksenine paralel yüzeyden bir kat, freze ile talaş kaldırma işlemidir. Düşey veya yatay freze ile gerçekleştirilebilir.
Şekil 61 Çevresel frezeleme
Alın frezeleme: kesici eksenine dik olan yüzeyden bir kat talaş kaldırma işlemidir.
Şekil 62 Alın frezeleme
Grup frezeleme: grup frezeleme bir yatay frezeleme operasyonudur. Bir çok freze çakısı birleştirilerek birlikte çalışması sağlanır. Üretilecek parçaya göre farklı tip ve büyüklüklerde çakılar seçilerek birleştirilir ve parçanın bir defada üretilmesi sağlanır.
Şekil 63 Grup frezeleme
Ġki taraflı frezeleme: iki paralel yüzey ve kenarın işlenmesi için kullanılır. İki freze çakısı da kenar yüzeylerini işleyecek şekilde konumlandırılır ve bir ara eleman yardımı ile mile bağlanırlar.
