3.3 Tezgah gövdeleri

Şekil 3.4 Tezgahın rijitliği ve tablanın hareketleri

Tezgah tipine göre, tezgah gövdeleri birbirinden oldukça farklıdır. Ancak bir genelleştirme yapılırsa tezgahların gövdesi, banko ve kolon'lardan meydana gelir. Banko tezgahın bulunduğu zemine göre yatay; kolon bu zemine göre dikey vaziyette bulunan gövde kısmıdır. Buna göre bazı tezgahlar örneğin torna, sadece bankodan (Şekil 3.4); bazıları örneğin freze sadece kolondan meydana gelirler. Tezgah gövdeleri; yüksek rijitliğe ve kütleleri azaltmak için hafif konstrüksiyona sahip olmaları; başka bir deyişle rijitlik / kütle oranı yüksek olması gerekir. Ayrıca malzeme seçiminde sönümleme özelliği de dikkate alınır. Rijitlik/kütle oranı üzerinde yapılan teorik ve deneysel incelemelere göre, bu bakımdan en uygun kesitin içi boş kesit olduğu anlaşılmıştır.

Boş kesitler eğilme ve burulma gibi zorlamalarda, kesitteki gerilmelerin dağılımım eşitlemekle beraber eylemsizlik momentim de artırırlar. Ancak bu durumda elemanın dış boyutu da artar. Boş kesitli elemanların rijitliklerini artırmak için kaburgalar veya özel şekillendirmeler yerleştirilir. Gövdelerin burulma rijitliği, gövdeyi oluşturan kısımların birbirine bağlama şekline bağlıdır. Genellikle cıvatalarla ön gerilme şeklinde yapılan bu bağlamalar, bir yandan veya iki yandan olabilir. Genelde iki yandan yapılan bağlama, burulma rijitliğini arttırır. Tezgahların rijitliği, tasarım sırasında günümüzde geliştirilmiş bir hesap yöntemi olan sonlu elemanlar yöntemi ile kontrol edilir (Şekil 3.5).

Şekil 3.5. CNC Torna tezgahı

3.4 Hareket iletim elemanları

CNC tezgahlarında kullanılan iletim elemanları vida mekanizması, dişli çarklar, dişli kayış kasnak mekanizması, kaplin veya kavrama gibi elemanlardır. Bu elemanların konstrüksiyonunda: yüksek rijitlik, minimum boşluk, düşük sürtünme ve yüksek verim gibi faktörler dikkate alınmalıdır.

İletim elemanlarının en önemlisi vida mekanizmasıdır. Bu elemanlardan istenilen; yüksek rijitlik, düşük sürtünme, yüksek verim, helis açışı 3...4° gibi faktörler, konvansiyonel tezgahlarda kullanılan normal trapez vida ile
karşılanamaz. Bu nedenle CNC tezgahlarda bilyalı vida mekanizması kullanılmaktadır (Şekil 3.6). Bu elemanların rijitliği çok yüksek olmakla beraber, sürtünmesi çok düşük ve verimi çok yüksektir. Ayrıca vida ile somun arasındaki boşluklar kolayca ayarlanabilir ve bir ara bilezikle, rijitliği büyüten ön gerilmeli hale getirilebilir.

Şekil 3.6 bağlantı elemanları

Şekil 3.7

3.5 Yataklar ve kızaklar

Kızak yoları ve yataklar tezgahın hareketli elemanlarım desteklemekle beraber, bunların belirli bir doğrultuda hareket etmelerin! sağlarlar. Kızak yolları, destekledikleri kızakların bir tek doğrusal yönde hareket etmelerim sağlarlar (Şekil 3.6). Yataklar destekledikleri millerin sadece kendi eksenleri etrafında dönmelerim sağlarlar. Pek tabi ki hem dönme hem de doğrusal hareket imkanı sağlayan kızak- yatak sistemleri de vardır.
Yataklar ve kızaklar çalışma ilkesi bakımından (Şekil 3.7); kaymalı ve yuvarlanmalı olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Yuvarlanmalı yataklara rulman da denilir.

Yatak ve kızaklarda meydana gelen en önemli olay sürtünmedir. Sürtünme bu elemanlarda: aşınma, enerji kaybı ve sıcaklığının yükselmesine neden olur. Bu bakımdan sürtünmeyi ve onun neden olduğu menfi olayları azaltmak için yatak ve kızaklar yağlanır. Yağlama bakımından yatak ve kızaklar kuru, sınır, hidrodinamik (a), hidrostatik sıvı (b), hidrostatik hava (c) olabilirler. Yüzeylerin arasında yağ bulunmayan sürtünme hali olarak açıklanan kuru sürtünme, büyük konum hataları, dinamik karasızlık, enerji kaybı aşınma meydana getirir. Bu nedenle CNC sistemlerde kuru sürtünme halinde çalışan yatak ve kızaklar kullanılmaz. Sınır sürtünmesi, yüzeylerin arasında yağ bulunmasına rağmen sıvı sürtünmenin meydana gelmediği sürtünme halidir; burada önemli olan yağın yapışma kabiliyetidir. Sıvı sürtünmesi yüzeylerin tamamen bir yağ tabakası tarafından ayrıldığı ve sürtünmenin yağ molekülleri arasında meydana geldiği sürtünme halidir. Sıvı sürtünme hidrodinamik ve hidrostatik olmak üzere iki gruba ayrılır. Hidrodinamik sıvı sürtünmede yüzeyleri ayırtan yağ tabakası, yüzeyler arasında kama şeklinde bir boşluk olduğu durumda, belirli bir izafi hızda kendiliğinden oluşur. Mil yatağa göre eksantrik bir konum alır (Şekil 3.7). Bu nedenle bu sistemler CNC tezgahlarında kullanılmaz. Hidrostatik sıvı sürtünmesinde yağ tabakası, sistemin dışında bulunan yüksek basınçlı bir yağ pompası ile oluşturulur. Özetlenirse tezgahlarda;

• Yataklar: hidrostatik sıvı ve yuvarlanmalı;
• Kızaklar: sınır, yuvarlanmalı ve ender hidrostatik sıvı şeklinde kullanılırlar.

4- CNC TEZGAHLARIN ÜNİVERSAL TEZGAHLARLA KARŞILAŞTIRILMASI

4.1. CNC Tezgahların Geliştirilmesinin Amaçları

• Üretimin hızının artırılarak birim maliyetinin azaltılması.
• Şekil ve ölçü zorluğu olan, çok işlem gerektiren parçaların üretiminin kolaylıkla yapılabilmesi.
• Seri imalat parçalarının şekil ve ölçü hassasiyetinin bozulması ve kolayca kontrol edilebilmesi.
• Klasik yöntemlerle işlenmesi mümkün olmayan parçaların üretiminin yapılması.

4.2. CNC Tezgahların Avantajları

• Verimliliği arttırır.
• İşlenen parçaların ölçü ve şekil tamlığı yüksektir. Bu nedenle bozuk parça sayışı çok düşüktür ve kalite kontrolü kolaydır.
• Özel takım ve iş bağlama aparatlarına duyulan ihtiyaç azdır. Bu nedenle takım ve aparat stoklama sorunu azdır. Ölü yatırımların maliyetleri düşüktür.
• CNC Tezgahlarda çok sayıda işlem aynı anda (bir bağlamada) yapılabileceğinden tezgahlar arasındaki iş parçası akışı azdır.
• İşlem süreleri sabit olduğundan, üretim takibi yapmak, planlamak, denetlemek ve önceden zaman tespiti yapmak (elle veya bilgisayarla programlama imkanı ile) mümkündür. Bu da imalat seçeneklerinin tespit edilebilmesi ve üretim planlamasıyla iş parçasının işlem maliyetinin belirlenme kolaylığım sağlar.
• Programdaki esneklikler ve çabuk müdahalelerle dizayn değişiklikleri (ölçü-şekil) oldukça hızlı ve kolay olacaktır.

4.3 CNC Tezgahların Dezavantajları

• İlk yatırım ve işletme maliyeti yüksektir.
• Tezgah programcı ve kullanıcıların özel eğitim görmeleri gerekmektedir.
• Elektrik ve elektronik donanımlarının bakım-onarım maliyeti yüksektir ve bu tür işlemler için kalifiye personel gerekmektedir.
• Kesici takımların seçilmesi kesme şartlarının belirlenmesi, magazine yerleştirilmesi, ölçülerin tespiti çok daha fazla dikkat ister.
• Teknik resimlerin hazırlanması ve kalite kontrol aşamalarının tespiti bu tezgahların özelliklerine göre yapılması gerekir.
• Yukarıda verilen bilgiler doğrultusunda CNC Tezgahların her uygulama için doğru ve ekonomik olmayacağı açıktır.

Bu durum yukarıdaki grafikten de anlaşılabilir. Basit ve az sayıdaki parça imalatı çoğu zaman üniversal tezgahlarda daha ucuz ve kolay yapılabilir. Ancak çok ince ayrıntıları olan, şekil ve ölçü hassasiyeti yüksek parçaların imalatı sayıları azda olsa CNC Tezgahlarda daha ucuz ve hızlı yapılabilir. CNC Tezgahlarda programlama bittikten ve imalat için gerekli olan hazırlıklar sonra parça başına düşen işlem süresi oldukça kısadır.

CNC tezgahlarda imalat adedi çok yüksektir. Kesme hızları ayarlandığında ve işlem sırasında sabit kaldığından dolayı takım ömürleri genelde daha uzundur. CNC tezgahlarda bir çok işlem birden yapılabildiği için birkaç klasik tezgah yerine kullanılabilir.