Europe 
Türkiye 
United Kingdom 
Global 
Xometry hesabımla giriş yap 
Bu durumun çözümü daha iyi bir matkap kullanmak değildir. Çözüm; kesme hızı ile ilerleme hızının birlikte nasıl çalıştığını anlamak ve birini dikkate almadan diğerini optimize etmenin neden tam olarak bu tür arızalara davetiye çıkardığını kavramaktır.
Kesme Hızı ve İlerleme Hızı Nedir?
Kesme hızı (cutting speed), kesim noktasında kesici uç ile iş parçası yüzeyi arasındaki göreceli hızdır ve metre/dakika (m/dk) veya yüzey feet/dakika (SFM) cinsinden ölçülür. Tornalamada, dönen iş parçasının çevre hızıdır. Dik işlemede ise iş mili devri (RPM) ve kesici yarıçapı tarafından belirlenen, takımın çevre hızıdır.
İlerleme hızı (feed rate), kesici takımın birim zaman başına iş parçasına göre ilerlediği mesafedir; milimetre/dakika (mm/dk) veya inç/dakika (IPM) cinsinden ölçülür. Tornalama ve delmede devir başına ilerleme (mm/devir) olarak karşımıza çıkarken, dik işlemede ise diş başına ilerleme (mm/diş, talaş yükü olarak da adlandırılır) şeklinde ifade edilir.
Effects of Cutting Speed and Feed Rate
Kesme hızının ve ilerleme hızının değiştirilmesi; yüzey pürüzlülüğünü, takım ömrünü, kesme sıcaklığını, talaş kaldırma oranını, güç tüketimini, talaş oluşumunu, titreşimi, boyutsal doğruluğu ve kesme kuvvetini doğrudan etkiler. Bu iki hız için optimum değerleri bulmak; üretkenlik, işleme maliyeti ve parça kalitesi arasında bir denge kurmak anlamına gelir.
Düşük ilerleme hızları, takım izlerini ve kesme kuvvetini azaltarak yüzey kalitesini iyileştirir ve sıkı toleransların korunmasını sağlar. Düşük kesme hızları, ısı oluşumunu azaltır ve takım ömrünü uzatır. Ancak önerilen aralığın çok altındaki hızlar, iş parçası malzemesinin kesici uca yapışıp yüzeyi bozduğu yığma kenar (BUE – built-up edge) oluşumuna neden olabilir.
Kesme hızını ve ilerleme hızını düşürmek titreşimi ve takım aşınmasını azaltır ancak üretim verimliliğini düşürür. Bu iki hızı artırmak talaş kaldırma hızını yükseltir ancak ısıl hasar, aşırı kuvvet ve yüzey pürüzlülüğü riskini beraberinde getirir. Operatörler genellikle, takım aşınması sınırına veya kalite limitlerine ulaşana kadar hızları önerilen aralıklar dahilinde artırmayı tercih ederler.
Kesme Hızı ve İlerleme Hızı Karşılaştırması
| Özellik | Kesme Hızı | İlerleme Hızı |
| Tanımı | Takım ile iş parçası arasındaki göreceli hız | Takımın iş parçası boyunca ilerleme hızı |
| Birincil Belirleyici Faktör | İş parçası ve takım malzemesinin sertliği | Takım mukavemeti, istenen yüzey kalitesi ve tezgah rijitliği |
| Üretkenliğe Etkisi | Üretim döngü sürelerini kısaltır | Talaş kaldırma hızını artırır |
| Temel Etki Alanı | Takım ömrü ve ısı oluşumu | Talaş kaldırma hızı ve yüzey kalitesi |
| Yüzey Kalitesine Etkisi | Yüksek hızlar BUE oluşumunu azaltır, yüzey kalitesini iyileştirir | Düşük ilerleme hızları, takım izlerini azaltır ve yüzey kalitesini iyileştirir |
| Ölçüm birimi | m/dk veya SFM (Yüzey feet/dk) | mm/dk, IPM (inç/dk) veya diş veya devir başına ilerleme (mm/diş veya mm/dev) |
| Aşırı Yüksek Değerlerin Sonuçları | Takım aşınması ve ısıl hasar | Yüksek kesme kuvveti ve takım kırılması |
| Aşırı Düşük Değerlerin Sonuçları | Düşük verimlilik, sürtünmeden dolayı iş parçasının sertleşmesi | Takımın körelmesi, BUE oluşumu, pekleşme |
Sınır Dışı (Extreme) Parametreler ve Belirtileri
| Parçadaki veya Takımdaki Belirti | Olası Nedeni | Düzeltici Eylem |
| Parlak, ezilmiş serbest yüzey aşınması | Kesme hızı çok düşük, takım sürtünüyor | Kesme hızını önerilen aralığa doğru artırın |
| Mavi veya rengi atmış talaşlar | Kesme hızı çok yüksek, aşırı ısı | Kesme hızını azaltın veya soğutma sıvısı akışını artırın |
| Derin, belirgin ilerleme (talaş) izleri | İlerleme hızı hedeflenen yüzey kalitesi için çok yüksek | Finiş pasosunda (son pasoda) ilerleme hızını azaltın |
| Malzemeye girişte takım kırılması | İlerleme hızı talaş tahliyesi için fazla yüksek | İlerleme hızını azaltın, delmede gagalamalı (kademeli) delme çevrimi uygulandığını doğrulayın |
| Kesme yüzeyinde yığma kenar (BUE) oluşumu | Malzeme için kesme hızı veya ilerleme hızı çok düşük | Her iki hızı da üreticinin önerdiği aralığa doğru artırın |
Kesme Hızını Etkileyen Faktörler
Kesme hızını etkileyen dört temel faktör vardır: Kesici takım malzemesi, iş parçası sertliği, beklenen takım ömrü ve kesme derinliği.
Kesici Takım Malzemesi
Kesici takımın malzemesi, izin verilen kesme hızını büyük oranda etkiler; çünkü farklı malzemeler farklı sertliğe, sıcak sertliğe (hot hardness), aşınma direncine ve ısıl kararlılığa sahiptir. Yüksek sıcaklıklarda sertliğini koruyabilen bir malzeme ile, hızlı aşınma veya hasar görme riski olmadan yüksek hızlarda kesim yapılabilir.
| Takım Malzemesi | Kesme Hızına Etkisi | Uygulama Alanı |
| Yüksek Hız Çeliği (HSS) | Sıcak sertliğinin düşük olması nedeniyle düşük hızlarla (en fazla 30 m/dk) sınırlıdır | Düşük adetli işler, manuel işleme, delme, kılavuz çekme |
| Karbür | Sıcak sertliğinin ve aşınma direncinin yüksek olması, yüksek hızlara (60 – 300 m/dk) imkan verir | Genel amaçlı dik işleme, tornalama ve delme |
| Polikristal Elmas (PCD) | Üstün sertlik ve aşınma direnci, son derece yüksek hızlar sunar (200 – 1200 m/dk) | Demir dışı malzemeler: alüminyum, grafit, kompozitler |
| Kübik Bor Nitrür (CBN) | Olağanüstü sıcak sertlik ve ısıl kararlılık (100 – 400 m/dk) | Sertleştirilmiş demirli malzemeler ve sertleştirilmiş alaşımlar |
| Seramik | 1200 °C’ye kadar yüksek sıcaklık direnci çok yüksek hızlara (300 – 1200 m/dk) olanak sağlar | Süperalaşımların yüksek hızlı son paso (finiş) işlenmesi |
İş Parçası Sertliği
Aynı takım malzemesi farklı sertlikteki iş parçalarını keserken, takımın zarar görmesini önlemek için kesme hızı ayarlanmalıdır. Sert iş parçaları daha düşük hızlar gerektirirken, yumuşak malzemelerde hız artırılabilir. Yumuşak çelik yüksek kesme hızlarında rahatça işlenirken, sertleştirilmiş çelik, özellikle geleneksel karbür takımlarla çalışırken kesme hızının keskin bir şekilde düşürülmesini zorunlu kılar.
Seramik veya CBN gibi aşınmaya daha dayanıklı bir takıma geçmek, kaybedilen hızın bir kısmını geri kazandırır ve üretkenliği yeniden artırır. Doğru hız; takım ömrü, üretkenlik, yüzey kalitesi ve ekonomik fizibilite üzerindeki etkilerin karşılaştırılmasıyla bulunur.
Beklenen (Tahmini) Takım Ömrü
Kesme hızı ile takım ömrü arasında ters orantı vardır ve bu ilişki Taylor takım ömrü denklemi ile ifade edilir:
V × Tⁿ = C
| Sembol | Değişken | Açıklama |
| V | Kesme hızı | Seçilen çalışma hızı |
| T | Takım ömrü | V hızında çalışan takımın kullanılamaz hale gelmesine kadar geçen süre |
| n | Takım ömrü üssü | Takım ve iş parçası eşleşmesine bağlıdır |
| C | Sabit | Verilen bir takım-iş parçası kombinasyonu için sabittir |
Kesme hızındaki küçük bir artış bile aşırı ısı ve aşınma nedeniyle takım ömrünü önemli ölçüde azaltır. Örneğin, belirli bir karbür takım ve alaşımlı çelik eşleşmesinde kesme hızının 100 m/dk’dan 130 m/dk’ya (%30 artış) çıkarılması, takım ömrünü 150 dakikadan 52 dakikaya düşürmüştür.
Makine operatörleri bu kriterler arasında bir denge kurmalıdır: Kaba talaş işlemede veya pahalı takımlarda uzun takım ömrü için düşük hızlar tercih edilirken; seri üretimde, takım maliyeti ekonomik sınırda kaldığı sürece üretkenliği artırmak için yüksek hızlar tercih edilir.
Kesme Derinliği (Paso Derinliği)
Kesme derinliği, kesme yüküyle kabaca doğrusal bir şekilde artar. Daha büyük bir kesme derinliği daha fazla ısı ve daha hızlı takım aşınması oluşturur, bu nedenle genellikle daha düşük bir kesme hızı ile eşleştirilir. Ancak yine de daha az paso ile nihai boyutlara ulaşıldığı için bu durum üretkenlik açısından avantajlıdır.
Kesme derinliği ve ilerleme hızı birlikte toplam kesme yükünü belirler; bu nedenle yüksek bir ilerleme hızı ile birlikte büyük bir kesme derinliği, aşırı ısınmayı ve takım kırılmasını önlemek için kesme hızının önemli ölçüde düşürülmesini gerektirir.
İlerleme Hızını Etkileyen Faktörler
İlerleme hızı da birçok faktörden etkilenir ve çok değişkendir. Üreticiler, ürettikleri takımlar için önerilen ilerleme hızlarını belirlerken bu faktörlerin bir çoğunu göz önünde bulundurur. Bu faktörlerden bazıları aşağıda verilmiştir:
- Takım ve iş parçası malzemesi
- Takım geometrisi
- Yüzey kalitesi gerekliliği
- Kesme genişliği (Yana kayma)
Takım ve iş parçası malzemesi
Sert iş parçaları daha yüksek kesme kuvvetleri oluşturur ve takımı korumak için daha düşük ilerleme hızları gerektirir. Sertleştirilmiş çelik düşük ilerleme hızlarında çalışırken; alüminyum yumuşak yapısı sayesinde yüksek ilerleme hızlarını tolere edebilir. Sünek (esnek) malzemeler ise yığma kenar oluşumunu önlemek için orta değerlerde tutulur.
Takım geometrisi
Talaş açısı, köşe radyusu, ağız dayanımı, helis kanalı tasarımı, helis açısı ve boşluk (rahatlatma) açısı kesme kuvvetlerini ve talaş tahliyesini etkiler; dolayısıyla takımın dayanabileceği ilerleme hızını belirler.
Yüzey kalitesi gerekliliği
Daha pürüzsüz bir yüzey kalitesi elde etmek için daha düşük bir ilerleme hızı gerekir. Yüksek ilerleme hızları yüzey pürüzlülüğünü artırır ve daha derin takım izleri bırakır.
Kesme genişliği (Yana kayma)
Dik işlemede radyal kesme derinliği veya yana kayma olarak da adlandırılan kesme genişliği, takımın iş parçasına ne kadar temas ettiğini (girdiğini) tanımlar. Daha büyük radyal temas kesme kuvvetini, ısıyı ve iş mili yükünü artırır; bu nedenle tezgah kararlılığını korumak için yüksek kesme genişliği düşük bir ilerleme hızı ile eşleştirilir.
Kesme Hızı ve İlerleme Hızı Arasındaki İlişki
Kesme hızı ve ilerleme hızı benzer faktörlere bağlıdır ve birbirlerinden bağımsız olarak optimize edilemezler. Çünkü bu iki parametre birlikte; kesme kuvvetini, ısı oluşumunu, tezgah kararlılığını, talaş oluşumunu ve takım aşınmasını belirler. Her bir parametre tek başına uygun görünse bile, ikisinin de üst sınırlarda seçilmesi takımı veya tezgahı aşırı yükleyebilir.
Kesme Hızı ve İlerleme Hızı Kombinasyonları
| Kombinasyon | En Uygun Olduğu Durum | Dezavantajları |
| Yüksek kesme hızı, yüksek ilerleme hızı | Seri üretim, hızlı üretim döngüleri | Yüksek kuvvet ve ısı; sert takımlara, iyi soğutmaya/yağlamaya ve rijit (iş parçası) bağlamaya ihtiyaç duyulur |
| Yüksek kesme hızı, düşük ilerleme hızı | Finiş geçişleri (nihai pasolar), pürüzsüz yüzey, sıkı toleranslar | Düşük ilerleme hızı, takımın sürtünmesine ve uçların körelmesine neden olabilir |
| Düşük kesme hızı, yüksek ilerleme hızı | Zorlu malzemelerin kaba talaş işlenmesi, sınırlı ısı oluşumu | Düşük yüzey kalitesi, daha yüksek kesme kuvveti |
| Düşük kesme hızı, düşük ilerleme hızı | Aşınmaya dayanıklı veya hassas malzemeler, titreşime açık kurulumlar | Düşük talaş kaldırma hızı, uzun döngü süresi |
İşleme Hızlarının Optimize Edilmesi
Kesme ve ilerleme hızlarını maksimuma çıkarmak döngü sürelerini azaltır ancak takım aşınmasını, ısıyı ve maliyetleri artırma riski taşır. Operatörler bu dezavantajları aşağıdaki yöntemlerle dengeler:
Optimizasyon Yöntemleri
| Yöntem | Sağladığı Avantaj | En İyi Kullanım Alanı |
| Üretici kesme verileri | Takım ve malzemeye göre kesme hızı, ilerleme hızı, talaş yükü, kesme derinliği ve soğutucu için temel referans aralıkları | Herhangi bir kesimden önceki ilk parametre kurulumu |
| CAM yazılımı önerileri | Malzeme ve geometriye dayalı ilerleme hızı, kesme hızı, takım yolu ve kesme derinliği önerileri ile çarpışma ve döngü süresi simülasyonu | Karmaşık parçaların ve çok takımlı işlerin programlanması |
| Deneme kesimleri | Üretici ve CAM verilerinin gerçek bağlama aparatı, rijitlik ve soğutma koşullarına karşı doğrulanması | Üretime geçmeden önce talaş yükünü, titreşimi ve yüzey kalitesini onaylama |
| Takım aşınmasını izleme | Serbest yüzey (flank) aşınması, krater aşınması, ufalanma ve ısıl çatlama hakkında doğrudan geri bildirim | Üretim işlemleri sırasında parametrelerin sürekli iyileştirilmesi |
Üretici kesme verileri; takım malzemesi, geometri, iş parçası malzemesi, yüzey kaplaması ve operasyon tipine göre hazırlanmış standart tablolardan alınır.
Mastercam, Fusion 360 ve Esprit gibi CAM yazılımları, takım temasını ve döngü süresini simüle ederek bu verileri daha da geliştirir.
Deneme kesimleri, simülasyonların gözden kaçırdığı yetersiz rijitlik veya kararsız bağlama gibi durumları yakalar; oluşan sapmalar kesme veya ilerleme hızı ayarlanarak düzeltilir.
Takım aşınması izleme sistemleri (iş mili yükü, titreşim ve akustik sensörler dahil), mevcut parametrelerin çok agresif (aşındırıcı, sınırlara çok yakın) olup olmadığını doğrudan gösterir.
Df Kesme ve İlerleme Hızı Parametreleri için DfM Kuralları
Tasarım aşamasında alınan kararlar, bir operatörün çalışabileceği kesme hızı ve ilerleme hızı aralığını doğrudan sınırlar. Çizim aşamasında yapılacak birkaç doğru tercih, bu çalışma aralığını olabildiğince geniş tutacaktır.
| Tasarım Faktörü | Proses Kısıtlaması | Öneri |
| Derin veya küçük çaplı delikler | Talaş tahliyesi, ilerleme hızını sınırlar | Tek bir derin geçişe (pasoya) zorlamak yerine kılavuz delikler veya gagalamalı (kademeli) delme döngüleri belirleyin |
| Sıkı yüzey pürüzlülüğü toleransları | Düşük ilerleme hızına ve daha uzun döngü süresine zorlar | Hassas yüzey kalitesi taleplerini (spesifikasyonlarını) yalnızca işlevsel olarak gerekli yüzeyler ile sınırlandırın |
| İnce duvarlar veya desteksiz yapılar | Ulaşılabilecek kesme derinliğini ve kesme kuvvetini sınırlar | İşlevin izin verdiği durumlarda destek kaburgaları ekleyin veya duvar (et) kalınlığını artırın |
| İşlenmesi zor malzemeler (Paslanmaz Çelik, Titanyum) | Güvenli kesme hızı aralığını daraltır | Malzeme seçimini erken aşamada belirterek takım bütçesini ve döngü süresini doğru planlayın |
Kılavuz çekilecek yapılar için delik çapı belirleyen mühendisler, delme operasyonlarına yönelik ilerleme hızı kabullerini kesinleştirmeden önce; diş ve kılavuz matkap çapı hesaplayıcısını kullanarak matkap çapını, diş gerekliliklerine göre çapraz kontrolden geçirebilirler.
Kesme Hızı ve İlerleme Hızını Doğru Ayarlamak
Kesme hızı ve ilerleme hızı birbirlerinden bağımsız parametreler değildir. Kesme hızı ısıyı ve takım aşınmasını kontrol ederken; ilerleme hızı kesme kuvvetini ve yüzey kalitesini belirler. Nihayetinde her iki parametre de tezgahın aynı mekanik kapasitesini (bütçesini) kullanır.
Üretim hızını maksimuma çıkaran kombinasyon, neredeyse hiçbir zaman takımı en iyi koruyan kombinasyon değildir. Bu nedenle doğru yanıt; tek bir sayıya bağlı kalmak yerine üretici verileri, CAM simülasyonu, deneme kesimleri ve aşınma izleme yöntemlerinin birlikte kullanılmasıyla elde edilir.
Related Topics
2
Javier López Picazo
0
Comment(0)