Kesme Hızı, Devir Sayısı ve İlerleme Hesapları

Konu Anlatımı

Kesme Hızı, Devir Sayısı ve İlerleme Hesapları

Kesme hızı, takımın kesme kenarındaki hızdır ve işlenen malzemeye göre seçilir. Devir sayısı bu hızın takım çapına bağlı hâle gelmiş biçimidir. NC programında yazılan devir ve ilerleme değerleri geleneksel olarak bu hesaplardan çıkar; hesabı bilmeyen bir operatörün programı deneme yanılarak düzeltmek zorunda kalır.

Bu derste ne öğreneceğiz?

Kesme hızı ile devir sayısı arasındaki bağı kurup iki yönde de hesap yapabilecek; diş başına ilerleme ile toplam ilerlemeyi ayırt edip mm/dk değerini doğru yazabilecek; takım çapı değiştiğinde devirin nasıl değiştirileceğini gösterebilecek ve hesap sonucunu program satırındaki karşılığıyla denetleyebileceksiniz.

Ön bilgi

Devir sayısı bir dakikadaki dönüş adedidir ve dakika cinsinden yazılır. Kesme hızı ise takım çevresindeki hat hızıdır; dakikada kaç metre kat edildiğini gösterir. Bu ikisi takım çapı sayesinde birbirine bağlanır.

İlerleme ise takımın bir dakikada ilerlediği yoldur. Dişli takımlarda bu yol, diş başına ilerlemenin devir sayısı ve diş sayısıyla çarpılmasıyla bulunur. Üç büyüklük birbirinden bağımsız değildir; biri değişince diğerleri gözden geçirilmelidir.

Kesme Hızı ve Devir Sayısı Arasındaki Bağı

Takım çapı büyüdükçe aynı kesme hızını korumak için devir sayısı düşürülmelidir. Aksi hâlde takım çevresi çok hızlı döner, takım çabuk yanar ve işlenen yüzey kalitesi bozulur. Küçük çaplı takımda ise devir yüksek tutulabilir.

Örnek olarak 50 mm çapında bir takımda 120 devir/dk kullanılırsa kesme hızı 3,1416 × 50 × 120 / 1000 = 18,85 m/dk olur. Bu değer ahşap gibi yumuşak bir malzeme için yüksek, sertleştirilmiş çelik için düşüktür.

Ters yönde de hesap yapılır. 20 mm çaplı matkap ucunda 25 m/dk kesme hızı hedeflenirse önce çevresel çevrim 3,1416 × 20 = 62,83 bulunur, sonra devir 25000 / 62,83 = 398 devir/dk olarak hesaplanır. Elde edilen değer yuvarlanarak program satırına yazılır.

İlerleme Hesapları

Diş başına ilerleme, bir dişin bir turda kat ettiği yoldur ve takım malzemesine göre seçilir. Toplam ilerleme ise bir dakikada kat edilen toplam yoldur. Üç dişli bir takımda 600 devir/dk ve 0,15 mm diş başına ilerlemede tur başına ilerleme 0,15 × 600 = 90 mm olur.

Toplam ilerleme doğrudan program satırına yazılır. Programcı genellikle önce takım çapına uygun kesme hızından devir bulur, sonra diş sayısını ve diş başına ilerlemeyi kullanarak toplam ilerlemeyi hesaplar. Bu üç adım atlanırsa takım ya yanar ya da iş yavaşlar.

İlerleme ile talaş çıkışı doğrudan bağlıdır. İlerleme arttıkça birim zamanda daha fazla malzeme kaldırılır ve talaş çıkışı artar; bu da makine gücünü ve takım ömrünü etkiler.

Metrik Vida Adımı ve Diş Açısı

Birçok makine elemanı ve bağlantı vidasının dişleri metrik standarddadır. Metrik vidadan bir milimetre uzunlukta kaç diş sığdığına adım denir. Metrik vidalarda 60 derecelik diş açısı yerine 100 derecelik diş açısı kullanılır; bu açı sayesinde diş daha kalın ve daha dayanıklı olur.

Adım ile çap arasındaki ilişki, vidayı açmak için gereken torkla ilgilidir. Örneğin 10 mm çapında ve 1,5 mm adımlı bir vidanın bir santimetrede kaç dişi sığdığı, adım değerinden bulunur. Aynı çapta adım büyüdükçe diş sığlaşır ve sıkma torku artar.

Makine Gücü ve İlerleme İlişkisi

Makinede çekilen güç, kesme kuvveti ile kesme hızının çarpımıdır. 1200 N kesme kuvveti ve 0,25 m/dk hızda çalışıldığında makine 1200 × 0,25 = 300 W güç çeker. Bu değer motor gücünün üzerindeyse takım durur veya aşırı ısınır.

Güç hesabı, ilerleme seçiminin de sınırını çizer. Yüksek ilerleme gücü artırır; makine kapasitesinin üstünde ilerleme seçilirse takım kırılır. Bu nedenle önce güç sınırı, sonra kesme hızı, en son ilerleme belirlenir.

Basit örnek

50 mm çaplı bir torna takımı için 120 devir/dk seçilirse kesme hızı 3,1416 × 50 × 120 / 1000 = 18,85 m/dk olur. Aynı takım 240 devir/dk ile çalıştırılırsa kesme hızı iki katına çıkar ve takım ömrü belirgin biçimde kısalır.

İleri örnek

12 mm çaplı bir matkap ucuyla delik açılacaktır; hedef kesme hızı 30 m/dk olarak belirlenmiştir. Önce çevresel çevrim 3,1416 × 12 = 37,7 bulunur. Devir sayısı 30000 / 37,7 = 796 devir/dk olur. Program satırına 796 değeri yazılır; iki dişli matkap ucunda diş başına 0,1 mm ilerleme seçilirse tur başına ilerleme 0,1 × 796 = 79,6 mm olur.

Adım adım çözülmüş örnek

Adım 1: Malzemeye uygun kesme hızını seç. Bu değer işlenen malzemenin cinsine göre tablodan okunur.

Adım 2: Takım çapını belirle. Çap, seçilen takımın ölçüsüdür.

Adım 3: Çevresel çevrimi hesapla: 3,1416 × 20 = 62,83.

Adım 4: Devir sayısını bul: 25000 / 62,83 = 398 devir/dk.

Adım 5: Devir değerini yuvarla ve program satırına yaz: 398 değeri makine kontrol ünitesine girilir.

Adım 6: Doğrula: programdaki devir ile hesaplanan devir aynı olmalıdır.

Kavram karşılaştırma tablosu

Sık Yapılan Hatalar

• Hata: Küçük takımda büyük takımdaki deviri kullanmak. Doğrusu: Aynı kesme hızını korumak için çap küçüldükçe devir artırılır.
• Hata: Diş başına ilerlemeyi doğrudan toplam ilerleme sanmak. Doğrusu: Toplam ilerleme, diş başına ilerlemenin devir ve diş sayısıyla çarpımıdır.
• Hata: Kesme hızını malzemeye göre ayarlamamak. Doğrusu: Kesme hızı işlenen malzemenin cinsine göre tablodan seçilir.
• Hata: Metrik vidadan diş açısını 60 derece kabul etmek. Doğrusu: Metrik vidalarda diş açısı 100 derecedir.
• Hata: Makine gücü sınırını ilerleme seçerken göz ardı etmek. Doğrusu: Kesme kuvveti ile hızın çarpımı motor gücünden küçük olmalıdır.
• Hata: Hesaplanan deviri program satırına tam yazmamak. Doğrusu: Programdaki devir ile hesaplanan devir birebir aynı olmalıdır.

Özet

Kesme hızı, takımın kesme kenarındaki hat hızıdır ve malzemeye göre seçilir. Devir sayısı, kesme hızı ile takım çapının birbirine bağlı hâle gelmiş biçimidir. Küçük çap aynı hız için yüksek devir gerektirir. Diş başına ilerleme bir dişin turda kat ettiği yoldur; toplam ilerleme ise bunun devir sayısı ve diş sayısıyla çarpımıdır. Program satırına yazılan ilerleme toplam ilerlemedir. Metrik vidalarda adım ve 100 derecelik diş açısı standarttır. Makine gücü, kesme kuvveti ile kesme hızının çarpımıdır ve ilerleme seçimini sınırlar.

Kendini dene

Üç açık uçlu görev ile ölçülür: birincisinde verilen çap ve hızdan devir bulunacak, ikincisinde üç aşamalı olarak toplam ilerleme hesaplanacak, üçüncüsünde yanlış seçilmiş bir devrin sonucunu analiz edeceksiniz. Puanlama anahtarı her görevde yazılıdır.