Selim Koca
Kalıpçılık Öğretmenliği Böl.
Gazi Üniv. Teknik Eğ. Fak. Makine A.B.D.
Aralık 2007, Teknikokullar, Ankara

Not: Aralık 2007'de lisans bitirme tezi olarak yapılan bu çalışma, ilk defa
Nisan 2008'de TurkCADCAM.net Portalında yayınlanmaya başlamıştır.

ÖZET

Yüksek hızda işleme, genel olarak freze takımlarıyla, yüksek devir ve ilerlemelerle işleme yapmaktır.Bu işleme tekniği geniş pasolar ve büyük takımlarla talaş kaldırma yerine düşük pasolar ve küçük takımlarla işleme yapılmasına olanak tanır (1).

Uygulama alanı olarak dövme kalıpları, plastik kalıpları, şişirme kalıpları, grafit ve bakır elektrot işleme, otomotiv, havacılık ve uzay sanayi örnek gösterilebilir (2).

Yüksek hızda işleme tekniğini kullanabilmek için kritik dört ana bileşen bulunmaktadır. Bunlar; Yüksek hızda işleme için uygun bir CNC takım tezgahı, gelişmiş bir CNC kontrol sistemi, yüksek hızda frezelemeye uygun takım yolu üretebilecek bir CAM programı ve yüksek devir ilerlemelerde kullanılabilecek uygunlukta bir kesici takımdır.

Örnek bir HSM uygulaması

1. GİRİŞ

Yüksek hızda işleme ; düşük talaş derinliği, 10.000 dev/dak nın üzerinde bir devir sayısı, 5.000 mm/dak dan fazla bir ilerleme değeri ve küçük çaplı kesici takımlar ile yapılan bir talaşlı imalat yöntemidir.

Yüksek hız CNC' lerde normal CNC tezgahlara göre ısı yükselmesi ve titreşimlerin daha fazla olması beklenir. Dolayısı ile yüksek hız CNC tezgahların mekanik olarak yapısının farklı olması zorunluluğu ortaya çıkmaktadır (2).

Yüksek hız CNC tezgahlarda kontrol sisteminin işlenen blok satırının çok ötesindeki satırları daha önceden okuyup yorumlaması gerekmektedir. Bu sayede tezgah hareketlerinin kesintisiz olması sağlanır. Aksi taktirde, çok küçük süreli de olsa meydana gelebilecek olan hareket kesintilerinde yüzey üzerinde pürüzler oluşması ve kesici takım kırılması engellenemez (1,2).

Yüksek hızda işleme teknolojisine geçilmesi düşünülüyor ise öncelikle yüksek hız CNC tezgahın satın alınması, ardından uygun CAM sisteminin seçilmesi gerekir. CAM yazılımında Yüksek hızda işleme için gerekli olan sabit talaş hacmi, yumuşak takım hareketi, helisel ve dairesel giriş çıkış makroları, boştaki hareket alanlarını görebilme kabiliyeti, kavisli yüzeylerde kavis öncesi yavaşlama ve kavis sonrası hızlanma hareketlerini tanımlama kabiliyeti bulunmalıdır (2).

Yüksek hızda işleme de, kesici takımlar normal kesme işlemlerine göre daha hızlı aşınacaktır. Bu tip aşınmaların ölçü hassasiyeti üzerinde yapacağı olumsuz etkilerden dolayı yüksek hızda işlemelerde kolay aşınmayan, takım ömrü yüksek kesici takımlar seçilmelidir.Genel olarak yüksek hızda işlemede kaplamalı sinterlenmiş karbürler ve PCBN(Çok kristalli kübik bor nitrür) kesici takımlar kullanılır.

2.1. CNC Tezgahın Mekanik Yapısı

2.1.1. Fener Mili ve Yapısı

Günümüzde fener mili teknolojisi ile BT40 konikli sistemlerde 20.000, 30.000 dev/dak veya daha üst seviyedeki devir değerlerine ulaşılabilmektedir. HSM den geniş bir alanda fayda sağlanmak istenmekte ve artı olarak konvansiyonel makinalardaki dayanıklılık mertebesine yakın mertebelerde kalınmak isteniyorsa, 10.000...15.000 dev/dak aralığında kalınması en uygun seçim olacaktır (3).

Şekil 2.1 de HSM de kullanılan fener mili ve yapısı görülmektedir.

Şekil 2.1. Fener mili ve yapısı, BT40 maksimum 40.000 dev/dak (3)

Devir sayısı ne kadar fazlaysa, fener mili kaçıklığı ve balans (salgı) olayı da o kadar kritik bir önem arz eder. Bu sebeple 15.000 dev/dak ve daha yüksek devirli tezgahlarda BT, ISO gibi konik çektirmeli tutucular yerine BBT tarzı duble kontak (konik ve alın çektirmeli) tutucular kullanılarak, salgı probleminin en aza indirilmesi sağlanır (1,2,3).

Fener millerinin yağlanması da büyük bir önem taşımaktadır. Ayrıca yağlama durumuna göre yine rulman seçimi ve rulmanın nereden yağlanması gerektiği farklılık göstermektedir. Konvansiyonel tezgahlarda gres yağlama tekniği, mükemmel bir şekilde çalışır. Fakat 10.000 dev/dak üzerine çıkıldığında artık gres yağlama tekniği yetersiz kalır. Yüksek devirlerde gres istenenden fazla direnç gösterir, neticede aşırı derecede ısınmaya sebep olur. Yeni yağlama teknolojisi, rulmanlar çalıştığı sürece bunlara sürekli olarak enjekte edilen yağ ve hava karışımını kullanır. Yağın viskozitesinin düşük olması, dolayısıyla grese oranla rulmanların dönmesine karşı daha az direnç gösterir ki sonuç olarak daha az ısı oluşur. Yağ ve hava karışımının daha az ısı üretmesi ve aynı zamanda enjekte edilen havanın da ısı transferine olumlu yönde etki etmesi dolayısıyla rulmanlar fark edilebilir derecede soğuk çalışır (3).