TALAŞLI İMALAT İŞLEM SIRALAMASI
Endüstride talaşlı imalat yöntemleri üzerinde yapılan teknolojik atılımlar sonucu, üretim süreçlerinde birçok alternatif oluşmuş ve bu alternatifler arasından en verimli imalat yöntemini seçmek büyük önem kazanmıştır. Tasarım aşamasında ihtiyaçları karşılayabilecek imalat yöntemleri belirlenebilirken, imalatın oluşturduğu kısıtlamaları gözeterek tasarım yapmak da madalyonun diğer yüzü gibi düşünülebilir. Buna ek olarak proses seçimi yapılırken birim maliyet, malzemenin üretilebilirliği, yıllık üretim kapasitesi, tasarımın gereklerini karşılayabilmesi gibi etkenler göz önünde bulundurulur. Talaşlı imalat söz konusu olduğunda gerçekleştirilecek yatırımın çok önemli bir bölümü tezgah, işçilik, donanım ve kesici takımlar gibi sarf edilen bileşenler oluşturur. Dolayısıyla doğru yöntemi seçmek yeni girişimler ve büyüme sürecindeki işletmeler için hayati önem taşıyabilmektedir. Proses seçimi ile ilgili ilk yazımızda tornalama işlemini seçerken dikkate alacağımız özellikleri, tasarım ve üretim yeteneklerini ele alacağız. Sonraki yazılarımızda ise frezeleme gelecek.
Tornalama
İş parçası ayna (iş parçasının torna tezgahında bağlandığı hareketli parça) ekseninde dönerken sabit kesici takımların ilerleme ve paso verme şeklinde olan izafi (göreceli) hareket yapması esnasında talaş kaldırılarak iş parçasının istenilen geometriye getirilmesine (istenilen şeklin verilmesine) tornalama işlemi denilmektedir.
-İmalat-
Tornalama işlemi, kolay işlenebilir(free machining) olanlar çoğunlukta olmak üzere tüm metaller, bazı plastikler ve seramiklere uygulanabilir.
Üniversal ve CNC ile hem çok sayıda parçanın özdeş (seri) imalatına hem de tek seferlik üretimlere uygundur.
Kesici takım geometrisinde geniş yelpazede seçenekler mevcuttur.
Üretim hızı koşullara göre 1000 parça/saate kadar çıkar.
Malzemenin verimli kullanımı nadirdir çünkü talaş miktarı işlemin niteliğine göre değişkendir, ancak talaş geri dönüşümü de mümkündür.
Takım ve ekipman maliyetleri CNC tornalama için orta-yüksektir.
İşçilik maliyetleri CNC tornalama için düşük-ortadır.
-Tasarım-
Tasarım ve devamında üretim açısından CAD/CAM yazılımlarıyla bağlantılı çalışabilir.
İşleme süresi, CAM yazılımları ve farklı bağlama şekilleri ile minimuma indirilmelidir.
Silindirik-simetrik geometriler, miller, güç aktarım bileşenleri, motor parçaları, vida ve bağlayıcı elemanlar tornalama ile üretime uygundur.
Aynı tezgahta farklı işlemler sıralı olarak gerçekleştirilebilir.
Takım ömrünü artırmak için mümkün olan kenarlar pah/radius ve köşeler radius geometrisinde tasarlanmalı ve işlenmelidir.
Tasarımın ilerleyen aşamasında montaj kolaylığı için kılavuz ve diş açtıktan sonra pah kırılmalıdır.
Tasarım sırasında belirlenen malzeme çapları dikkate alındığında, CNC tornalama için çalışma aralığı genellikle ø0.5mm-ø60mm aralığındadır. Büyük ölçekli tezgahlar 2 metre üzerindeki çapları da işleyebilir.
-Kalite-
Malzemenin işlenebilirliği; yüzey pürüzlülüğü, kaplama kalitesi, takım ömrü ve kesme kuvvetleri gibi özelliklere etki eder.
İşlenecek olan malzemeye göre kesici takım, soğutma sıvısı, ilerleme miktarı, kesme derinliği ve kesme hızı belirlenir.
Elde edilen yüzey pürüzlülüğü mükemmele yakındır.
Soğutma sıvısı ısıyı uzaklaştırmanın yanı sıra talaşların uzaklaştırılmasını da sağlayarak kesmeyi kolaylaştırır.
Kullanılan kesici takımların operasyon sırasında aşınmaya yönelik düzenli kontrol edilmesi gereklidir.
Frezeleme
İş parçasının tezgah tablasına sabitlendiği ve takımın dönme hareketi ile talaş kaldırıldığı işlem frezeleme olarak tanımlanır.
-İmalat-
Frezeleme işlemi, kolay işlenebilir metaller, bazı plastikler ve seramiklere uygulanabilir.
Kesici takım seçenekleri oldukça fazladır.
100 parça/saat üretim hızına ulaşabilir.
CNC frezelemede aynı parça üzerinde farklı işleme operasyonları gerçekleştirilebilir.
Yüksek miktarda talaş bırakır ve talaş geri dönüşümü mümkündür.
Otomasyonun kullanımına bağlı olarak frezeleme işleminin maliyetleri orta-yüksektir.
İşleme süresi CNC frezeleme için düşüktür.
İşçilik maliyetleri CNC frezeleme için orta-yüksektir.
-Tasarım-
CAD yazılımları ile bağlantılı çalışabilir.
CAM yazılımları ile hazırlanan simülasyonlar gözlemlenerek, olası hatalar önceden belirlenebilir.
İstenilen toleransta ve geçiş özelliklerinde takım yolları oluşturulabilir.
Tek parçada farklı tasarım gerekleri olabileceğinden; işlem sırası organize edilerek tek seferde işlenecek ve birden fazla kez işlenecek yüzeyler belirlenebilir. Bu aşamada CAM yazılımının doğru kullanılması frezelemenin verimine önemli ölçüde etki eder.
Standart ya da standart dışı her türlü geometride parça işlenebilir.
Kesici takım ve iş parçasının kısıtları nedeniyle bazı kompleks geometriler, frezeleme yöntemiyle üretime uygun değildir.
Özel tasarlanmış aparatlar ile bazı bileşenlerin üretimi daha hızlı ve kolay gerçekleştirilebilir, örneğin dişli üretimi vb.
Tezgah tablasına sabitlenebilirliğine bağlı olarak, genellikle alanı 1.5m2’ye kadar olan iş parçaları işlenebilir. Daha büyük tezgahlarda boyu 5m’ye ulaşan iş parçaları da işlenebilir.
-Kalite-
Malzeme işlenebilirliğinin etki alanı; yüzey pürüzlülüğünü, takım ömrünü ve kesme kuvvetleri gibi özellikleri kapsar.
Kesici takımın, iş parçasının ve tezgahın yeterli miktarda sabitlenmesi, işleme sırasında oluşacak sapmaların önlenmesi için çok önemlidir.
Kesici takım, soğutma sıvısı/yağlayıcı madde, ilerleme ve kesme hızı; mutlaka işlenecek malzemeye göre seçilmelidir.
Soğutma sıvısı ısıyı uzaklaştırır, ayrıca talaşların kesme ortamından uzaklaştırılmasını da sağlar.
Elde edilen yüzey pürüzlülüğü 0.2-25 μm Ra aralığındadır.