Kesim Parametreleri ve İşleme Verimi

Konu Anlatımı

Kesim Parametreleri ve İşleme Verimi

Kesim Parametreleri ve İşleme Verimi konusu, meslek-metal dersinin programında yer alan temel başlıklardan biridir. Bu bölümde konunun kavramsal çerçevesi kurulur, ön bilgiye dayalı basit bir örnek çözülür, ardından ileri düzeyde adım adım çözümlere geçilir.

Ne Öğreneceğiz?

Bu konuda bir kesici takımın iş parçasını nasıl kestiğini sayısal olarak tanımlayan büyüklükleri öğreneceğiz. Kesim parametreleri; kesme hızı, iş mili devri, ağız başına talaş, dakikadaki ilerleme ve işleme verimi başlıklarıyla ele alınır. Bu değerler birbirine bağlı olarak değiştiği için tek tek değil birlikte düşünülmelidir.

İşleme verimi, birim zamanda kaldırılan talaşın hacmi olarak tanımlanır ve üretim planlamasında kullanılır. Taylor bağıntısı ise kesme hızı ile takım ömrü arasındaki değişimi gösterir. Kaba, rahatlatma ve son (finiş) geçişlerinde bu parametrelerin neden farklı seçildiği konunun asıl amacıdır.

Ön Bilgi

Kesim sırasında takım ucundaki her ağız, iş parçasından bir talaş dilimi koparır. Koparılan bu dilimin kesim alanı, kesim derinliği (ap) ile kesim genişliğinin (ae) çarpımıdır. Kesim derinliği takımın bir turda parçadan ne kadar kaldırdığını, kesim genişliği ise aynı anda kaç tane ağzın çalıştığını gösterir.

Dönme hızı ile ilerleme, takımın ne kadar hızlı döndüğünü ve dakikada ne kadar ilerlediğini belirler. Kesme hızı (Vc) m/dakika cinsinden, devir (n) d/dakika cinsinden ölçülür. Ağız başına talaş (fz) ise bir devirde alınan ilerlemenin ağız sayısına bölümüdür; frezede ağız sayısı büyüdükçe ağız başına talaş küçülür.

Özgül kesme kuvveti (kc), birim kesim alanına düşen kesme kuvvetidir ve N/mm² cinsinden verilir. Sığ kesimlerde kc büyür, derin kesimlerde küçülür. Kesme kuvveti bu değerle kesim alanının çarpımıdır; kesme gücü ise kuvvetin kesme hızıyla çarpımından elde edilen ve vatt cinsinden ölçülen büyüklüktür.

Basit Örnek

Çapı 100 mm olan bir uçla çelik parça işlenecek ve seçilen kesme hızı 120 m/dakika olacaktır. Devir, kesme hızından ve takım çapından hesaplanır; aynı kesme hızını korumak için çap küçüldükçe devri büyütmek gerekir. Bu yüzden aynı programda değişen çap için farklı devir değerleri verilir.

Bir sonraki adımda ağız sayısı devre girer. Dört ağızlı bir freze, iki ağızlı bir frezeye göre aynı devirde iki kat fazla talaş kaldırır; bu yüzden ağız başına talaş yarıya iner ve işleme verimi artar.

İleri Örnek

Şimdi işleme verimini de hesaba katıp bütün parametreleri bir arada kullanalım. Kesim derinliği 4 mm, kesim genişliği 20 mm ve dakikadaki ilerleme 250 mm/dakika olan bir işlemde kaldırılan talaş hacmi bu üç büyüklüğün çarpımıdır. Aynı değer dakikayı saniyeye çevirerek saniyelik kapasite olarak da kullanılabilir.

Son adımda hız artışının bedeli ortaya konur. Taylor bağıntısına göre kesme hızı yükseltildiğinde takım ömrü çok daha büyük oranda düşer; bu nedenle üretim hızını artırmak ile takım ömrünü uzatmak arasında bir denge kurulur.

Adım Adım Çözüm

1. Parçanın malzemesi ve kesici takımın cinsine göre uygun kesme hızı seçilir.
2. Seçilen kesme hızı ve takım çapından iş mili devri hesaplanır.
3. Devir, ağız sayısı ve ağız başına talaş çarpılarak dakikadaki ilerleme bulunur.
4. Kesim derinliği ile kesim genişliği çarpılarak birim zamandaki talaş hacmi elde edilir.
5. Kaba, rahatlatma ve son geçişler için bu değerler ayrı ayrı kontrol edilir.

Sık Yapılan Hatalar

En sık görülen hata, devir hesabında takım çapını santimetre olarak almaktır. Ayrıca işleme veriminde kesim genişliği yerine takım çapının kullanılması da yaygındır. Bir diğer sık hata ise Taylor bağıntısında hızın üssü ile ömrün üssünü birbirine karıştırmaktır.

Özet ve Kendini Dene

Kesim parametreleri birbirine zincirlenmiş büyüklüklerdir; hiçbiri tek başına seçilmez. Kendini dene olarak, bir kaba geçiş ve bir son geçiş için iki ayrı öneri hazırla; iki geçiş arasında hangi parametrelerin neden değiştiğini kısa cümlelerle yaz.

Karşılaştırma Tablosu: Kaba, Rahatlatma ve Son Geçişler

Sık Yapılan Hatalar

Devir hesabında takım çapını santimetre olarak alıp kesme hızıyla doğrudan eşleştirmek. Doğru yol çapı milimetre cinsine çevirmek ve bağıntıdaki bin çarpanını kullanmaktır.

İşleme veriminde kesim genişliği yerine takım çapını kullanmak. Kesilen alan, kesim derinliği ile iş parçasından gerçekte alınan genişliğin çarpımıdır.

Kaba geçişte küçük talaş, son geçişte büyük talaş seçmek. Kaba geçişte talaş kalınlığı büyütülür, son geçişte küçültülür.

Kesme kuvvetini doğrudan kc ile eşleştirmek. Kuvvet, özgül kesme kuvvetinin kesim derinliği ve ağız başına talaşla çarpımından bulunur.

Taylor bağıntısında ömür yerine hızı üssü almak. Bağıntıda hız doğan, ömür üssü alınan değişkendir.

Özet ve Kendini Dene

Kesim parametreleri zincirleme çalışır: önce kesme hızı seçilir, sonra devir, ardından dakikadaki ilerleme ve işleme verimi hesaplanır. Kaba geçişte derinlik ve talaş büyük, son geçişte küçüktür. Takım ömrünü uzatmak için hızı düşürmek gerekir; üretim hızı ile ömür arasında dengeli bir seçim yapılır.