Eğer bir işleme atölyesine sahipseniz ve hassas işleme üzerine isim yapmak istiyorsanız, dikkat etmeniz ve sahip olmanız gereken bazı hususlar vardır. Bunlardan ilki elbette bir 5 eksen cnc freze tezgahı, güçlü bir 5 eksen mengene ve kesici takımlar olacaktır…

Bu yazımızda genel bir kesme işlemine göz attıktan sonra kaliteyi etkileyen faktörlere değineceğiz…

Dışarıdan bakıldığında frezeleme işlemi basit görünür… bir tabla üzerinde sabitlenmiş iş parçası, sonra döner bir kafa, ucunda kesici takım ve pıtır pıtır dökülen talaş dediğimiz fazlalık parçalar. Unutmadan bir de yandan akan bir kesme sıvısı denilen kimisi soğutma sıvısı der böyle bir sıvı…

Ama bu işleme biraz daha yakından baktığımızda bazı şeyler daha net görünür gözümüze, mesela kesici takımın çok uçlu olması, özgül kesme kuvvetleri olarak bilinen kuvvetlerin takıma yapacağı etkiyi azaltır. Mesela tornalama işleminde bu özgül kesme kuvveti, tek bir kesici takıma etki eder ve aşınmasına ve kalitenin düşmesine yol açar.

Yine alıcı gözüyle baktığımızda frezeleme işleminde kesme kuvvetleri artarak ve azalarak işlem görür. Bir torna işlemi gibi sürekli olarak ısıl ve mekanik yük altında çalışmaz. Frezeleme işlemi kesikli ve aralıklı çalışma biçimindedir ve bu süreç içinde keserken ısınır, çıkışta ise soğur. Bu sürekli olarak tekrarlanır ve bu ısıl ve mekanik yük çevrimi kesici ucun iç yapısında mikro düzeyde çatlaklara neden olur. Zaman içerisinde artan bu mikro çatlaklar aşınmalara neden olur ve iş parçasının kalitesinin bozulmasına yol açar. Tabi bu ısıl ve mekanik çevrimin farkında olan kesici uç üreticileri malzeme yüzeyini sert seramik film tabakası ile kaplarlar ve kaplama malzemesinin yüzey pürüzlülüğünün düşük olması sayesinde kesici takım ve iş parçası arasında sürtünme oldukça az olur. Bu az sürtünme nedeniyle de tezgahın motoruna binen kuvvetler azalır ve verimlilik artışı olur.

Yukarıda anlattığımız hususlar gibi daha başka hususlarda söz konusudur ve bu yazımızda talaşlı imalatta malzemenin işlenebilirliğine neler etki ediyor sırasıyla listeleyelim;

• Takım ömrü,
• Kesme hızı ve ilerleme,
• Talaş kaldırma miktarı,
• Kesme kuvvetleri ve kesme gücü,
• Yüzey kalitesi,
• Talaş şekli.

Takım ömrü olarak tabir edilen şey, kesici takımın körelmesi sonucu malzeme yüzeyinden talaş kaldıramaması durumudur. Takım ömrünün belirlemek için bir çok çalışmalar yapılmıştır. Her ne kadar katalog değerlerinde yazan bilgiler olsa da her zaman karşımıza standart malzeme çıkmaz ve bu da takım ömründe değişik tahminlere yol açar. Malzemenin kendisi talaşlı imalatın en önemli parçasıdır, çünkü malzemenin mikro yapısı, ısıl işlem görmesi, alaşım elementlerinin etkisi, malzemenin mekanik özellikleri gibi bir çok konu takım ömrünü direkt olarak etkileyecek faktörlerdir.

Malzemenin mikro yapısı dediğimizde kristal kafes yapısı, tane büyüklüğü, dislokasyonların varlığı gibi çeşitdi durumlar kesici takım ömrünü direkt olarak etkileyen unsurlardır. Mikro yapıda ki kristal boyutu büyüdükçe kesici takımın ömrü artmaktadır.

Isıl işlem gören malzemelerde mikro yapı değişecektir. Malzemelerin dayanımı, tavlama, normalleştirme, gerilim giderme gibi ısıl işlemler ile çok fazla değişebilmekte. Bunlara ek olarak talaşlı işleme sırasında ortaya çıkan ısıda bazı değişikliklere neden olmaktadır.

Yine malzeme bileşiminde yer alan karbon miktarı azaldıkça süneklik artmaktadır, bu durumda sünek malzemenin işlenmesi sırasında çıkan talaş, kesici takım ucuna sıvanmakta ve bu da takımın körelmesine neden olmakta. Karbon miktarı arttıkça da sertlik artacak ve böylelikle kesici takımın aşınması hızlanacaktır. Çelikler için en ideal işlenebilme %0.2 karbon içeriğinde olan malzemelerdir.

Frezeleme işleminde en iyi sonucu elde edebilmek için takım geometrisi oldukça önemli bir yer tutmaktadır. Frezeleme işleminde kullanılan kesici takımlar genellikle yüksek hız çeliği veya tungsten karbürden yapılmaktadır. Karbürlü uçlar genellikle kesici takıma cıvata yardımıyla takılmaktadır ve bu da parçaya uygun karbürün seçilmesine imkan tanımaktadır. Kesici takımın en ideal verimde çalışabilmesi için kesme açılarına riayet edilmesi gerekliliğini de unutmamak gerekir.

Her işletme yüksek talaş kaldırma ve güzel bir yüzey kalitesi ister yalnız talaş kaldırma miktarı, kesme hızı, talaş derinliği, ilerleme miktarı gibi parametrelere bağlıdır. Talaş dediğimiz fazlalık malzeme mm3/min yada cm3/min olarak ölçülür ve talaş derinliğinin %50 artması takım ömrünün %15 azalmakta, ilerleme miktarı %50 artarsa takım ömrü %70 azalmakta, kesme hızı %50 artarsa takım ömrü %90 kadar azalabilmektedir.

Kesici takıma oldukça büyük etkisi olan bir diğer durum ise titreşimdir. Bir işleme operasyonunda iki tür titreşim meydana gelir, birincisi zorlanmış titreşim diğeri ise kendiliğinden oluşan titreşim. Tezgahın mekanik hareketleri neticesinde meydana gelen titreşim zorlanmış titreşimdir. Talaş kaldırma sırasında oluşan titreşim ise kendiliğinden doğan titreşim olarak isimlendirilir. Bu titreşim kesme hızının artması ile kesme kuvvetinin azalmasından kaynaklanmaktadır. Bu tip titreşimler işleme sırasında malzeme yüzeyinde izler oluşturur. Bu tür izlerin oluşmasını engellemek ve titreşimi sönümlemek için şu işlemler yapılabilir;

• İş parçası ile iş mili arasında ki mesafe mümkün olduğunca kısa olmalıdır, bu amaçla 5 eksen mengene altına zero point tabla yükseltmesi konularak gerekli yükseltme sağlanabilir.
• İş parçasının dengeli bir şekilde sabitlenebilmesi için eş merkezli 5 eksen mengeneler tercih edilebilir
• Sağlam yapısı olan tezgah ve takımlar kullanılmalı, yüksek sıkma kuvveti olan takımlar
• Tezgah hareketli elemanlarında minimum boşluklar olmalı

Kesme sıvısının da parça kalitesi ve işleme kalitesi üzerine etkilerini daha önce ki 5 eksen cnc işleme kesme sıvılarının önemi isimli makalemizde yayınladık oraya bakabilirsiz.

Yukarıda saydıklarımız neticesinde mümkün olan en iyi konfigürasyonu yaptığınız da işlenen yüzey kalitesi oldukça iyi bir seviyeye gelecektir.

Sistemleriniz için gerekli 5 eksen mengene, zero point tabla ve zero point tabla yükseltme sistemleri ve dahası için sitemizin ana sayfasını inceleyebilirsiniz.