Taslama ve İleri Isleme Yont.

27.10.2011
Aşındırmalıİşleme Yöntemleri niçin
önemlidir?
 Her türlü malzemede kullanılabilir
 Bazen son derece ince yüzey bitirme elde
edilebilir -0.025 m (1 -in) e kadar-
Aşındırıcılı ve Geleneksel Olmayan
Talaşlı işleme
 Bazı parçalar son derece sıkı töleranslarla
boyutlarını koruyabilir
Doç. Dr. Turgut GÜLMEZ
1
Aşındırmalı(Taşlama ile) işleme
 Tekerlek biçimli taş denen takımların yapısında
bağlanmış olarak bulunana genellikle sert, aşındırıcı
parçacıkların hareketi ile aşındırarak malzeme
kaldırma;
 Genellikle parçanın geometrisi geleneksel işleme
yöntemleriyle işlendikten sonra taşlama bitirme
operasyonlarında kullanılır
 Taşlama en önemli aşındırıcılı yöntemdir
 Diğer aşındırıcı yöntemler: honlama, lepleme, çok
hassas(superfinish), parlatma ve polisaj
Taşlama
 Çok yüksek yüzey hızlarında çalışan ve içinde
aşındırıcı parçacıkların bağlanmış olarak
bulunduğu taşlama taşı ile yapılan malzeme
kaldırma işlemi,
 Taşlama taşı genellikle disk şeklindedir ve
yüksek dönme hızları için olarak hassas
dengelenmiştir (balance)
1
27.10.2011
Taşlama Taşı
 Yapıları aşındırıcı parçacıklar ve bağlayıcı
malzemeden meydana gelir.
 Kesme aşındırıcı parçacıklar tarafından
gerçekleştirilir.
Aşındırıcı Malzeme Özellikleri




Yüksek Sertlik
Aşınma direnci
Tokluk
Kırılganlık – kesme kenarı körleştiğinde, kolay
kırılma kapasitesi, böylece yeni bir keskin
kenar açığa çıkar
 Bağlayıcı malzeme parçacıkları tutar ve
taşın şekli ve yapısını oluşturur





Taşlama Taşı Parametreleri
Geleneksel Aşındırıcı Malzemeler
Aşındıcı malzeme
Tane boyutu
Bağlayıcı malzeme
Taş sınıfı
Taşın yapısı
 Alumina(Al2O3) - en yaygın aşındırıcı
 Çelik ve diğer demir esaslı yüksek
mukavemetli alaşımları taşlamak için
kullanılır.
 Silisyum karbür (SiC) - Al2O3) dan daha sert
ama onun kadar tok değil
 Alüminyum, pirinç, paslanmaz çelik, bazı dökme
demirler ve seramiklerde kullanılır
2
27.10.2011
Yeni Aşındırıcılar
 Kübik bor nitrür (cBN) - çok sert, çok pahalı
 Çelikler için uygundur.
 Sertleştirilmiş takım çelikleri ve uzay ve havacılık
alaşımları gibi sert malzemeler için kullanılır
 Elmas -da çok sert, ve çok pahalı
 Doğal ve aynı zamanda Sentetik olarak üretilir
 Çeliklerin taşlanması için uygun değildir.
 Seramik, semente karbürler, cam gibi sert,
aşındırıcı malzemelerin taşlanmasında kullanılır
Tane Boyutu
 Küçük tane boyutları daha iyi bir yüzey kalitesi
verir
 Büyük tane boyutları daha büyük malzeme
kaldırma hızlarına izin verir
 Daha sert malzemeleri etkin bir şekilde kesmek
için daha küçük tane boyutları gerekir
 Yumuşak malzemeler ise büyük tane boyutları
gerektirir
Bağlayıcı Malzeme Özellikleri
 Merkezkaç kuvvetleri ve yüksek sıcaklıklara
dayanması gerekir
 Taş şok yüklemeler sırasında parçalanmamalıdır.
 Katı aşındırıcı taneleri birarada tutarken verimli
kesme için yeni keskin taneleri açığa çıkarmak
üzere aşınmış tanelerin yerinden çıkıp gitmesine
izin vermeli
Taşın Yapısı
 Taştaki aşındırıcı tanelerin göreli hacmini belirtir.
 Aşındırıcı taneleri ve bağlayıcının yanı sıra,
taşlama taşları, hava boşlukları ya da gözenekler
içerir.
 Tanelerin, bağlayıcı malzeme ve gözeneklerin
hacimsel oranları aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
P g  P b  P p  1. 0
3
27.10.2011
Taşın Yapısı
Taş sınıfı
 Kesme sırasında aşındırıcı tanelerin taşa için
bağlaynma gücünü gösterir.
 Taşın yapısındaki bağlayıcı malzeme miktarına
(Pb) bağlıdır
 Sert ve yumuşak arasında değişen bir ölçekte
ölçülür
Bir taşlama taşının tipik yapısı
Taşın Yapısı
 Yumuşak taş taneleri kolayca kaybeder, düşük
malzeme kaldırma oranları ve sert malzemeler
için kullanılır
 Sert taşlar taneleri daha uzun korur- yüksek talaş
kaldırma hızlarında ve yumuşak malzemeler için
kullanılır
Taşlama Taşlarının Şekli
 "Açık" ve "yoğun“ arasında değişen bir ölçekle
ölçülür
 Açık yapıda Pp nispeten büyük ve Pg nispeten
küçük anlamına gelir-talaşların temizlenmesi
yeterli açıklık sağlanması önerilir
 Yoğun yapıda Pp nispeten küçük ve Pg büyük
anlamına gelir, Daha iyi bir yüzey bitirme ve
boyutsal kontrol elde etmek için tavsiye edilir
Bazı standart taşlama taşı biçimleri: (a) düz (b) iki taraflı çukur, (c)
metal tekerlek gövdeli, aşındırıcı, dış çevresine yapıştırılır (d) aşındırıcı
kesme taşı,
4
27.10.2011
Yüzey Bitirme
Taşlamada tanelerin yaptığı işler
 Taşlama en çok daha iyi bir yüzey elde etmek için
yapılır
 En iyi yüzey
 Küçük tane boyutları
 Yüksek taş hızları
 Yoğun taş yapısı = taş yüzeyi başına daha fazla
tane ile elde edilir
Tanelerin Üç Farklı Etkisi
 Kesme - aşındırıcı taneleri talaş oluşturmak
için yüzey içine doğru yeterince uzanır malzeme kaldırılır
Ezme-(Kazıma) aşındırıcı taneleri yüzey içine
doğru uzanır fakat talaş oluşturmaya yetecek
kadar değil, yüzey deforme olur ve enerji
tüketilir, ama malzeme kaldırılmaz
Ovalama - aşındırıcı taneleri yüzeye temas
eder ancak sadece sürtme/ovalama
sürtünmesi oluşur, enerji tüketilir, ancak hiçbir
malzeme kaldırılmaz
Taşlamada aşındırıcı tanelerin işlevleri: (a) Kesme, (b Ezme, ve
(c) Ovalama.
İş Parçası Yüzeyinde Sıcaklık
 Taşlama, yüksek sıcaklık ve yüksek
sürtünme ile karakterize edilir ve enerjinin
çoğu yüzeyinde kalır yüksek işparçası
yüzey sıcaklıkları meydana getirir,
 Zararlı etkileri şunlardır:
 Yüzey yanıkları ve çatlaklar
 Yüzeyin hemen altında metalurjik hasar
 Isıl işlem görmüşse, işparçası yüzeyinin
yumuşaması
 İş parçası yüzeyinde kalıntı gerilmeler
5
27.10.2011
Taşlama Sıcaklığı nasıl düşürülür?
 Kesme derinliği (d) Paso azaltılır
 Taş hızı (v) azaltılır
 Taşlama taşının inç karesi başına aktif
aşındırıcı tane sayısı (C) azaltılır
 İş parçasının hızı (vw ) artırılır
 Taşlama sıvısı kullanılır.
Taşın Bilenmesi
Bileme - döner disk, aşındırıcı çubuk
şeklindeki bir aşındırıcı ya da başka bir taş
bilenecek taşa karşı tutularak gerçekleştirilir
Fonksiyonları:
 Körlenmiş taneleri koparıp yeni keskin
taneleri açığa çıkarmak
 Taştaki tıkanmış/sıvanmış talaşları
temizleme
Uygulama Klavuzu
 Yüzey bitirmeyi optimize etmek için
 Küçük tane boyutu ve yoğun taş yapısı seçin
 Yüksek taş hızı (v) ve düşük işparçası hızları
(vw) kullanın.
 Küçük Paso (d) ve (D) büyük taş çapları da
yardımcı olacaktır
 Malzeme kaldırma hızını en üst düzeye
çıkarmak için.
 Büyük tane boyutu ve
 Daha açık taş yapısı seçilmeli.
Uygulama Klavuzu
 Çelik ve dökme demirler için
 Aşındırıcı olarak Alüminyum Oksit,
 Çoğu demir dışı metaller için.
 Aşındırıcı olarak Silisyum Karbür,
 Sertleştirilmiş takım çelikleri ve bazı
havacılık alaşımları için
 Aşındırıcı olarak Kübik Bor Nitrür,
 Sert aşındırıcı maddeler (örneğin, seramik,
semente karbürler, cam)
 Aşındırıcı olarak Elmas kullanılır
6
27.10.2011
Uygulama Klavuzu
Yüzey Taşlama
 Yumuşak malzemeleri taşlamak için,
 Büyük tane boyutu ve and daha sert
sınıf(grade) taş,
 Sert Malzemeleri taşlamak için,
 Küçük tane boyutu ve yumuşak sınıf(grade)
taş kullanılır.
Yatay milli ve ileri geri hareketli iş tablalı (en yaygın taşlama tipi) ile yüzey taşlama
4 tip Yüzey Taşlama
Silindirik Taşlama
Silindirik taşlamanın iki türü: (a) dış, and (b)iç.
(a) ileri geri hareketli iş tablalı ve yatay milli, (b) döner iş tablası
yatay milli, (c) ileri geri hareketli iş tablası ve dikey milli, (d) döner iş
tablası ve dikey milli.
7
27.10.2011
Merkezsiz taşlama
Honlama
Bir takım birbirine bağlı aşındırıcı çubuk tarafından
yapılan bir dizi dönme ve salınım hareketleri ile
yapılan “Zımparama işlemi “
 Yaygın uygulama: içten yanmalı motorların
silindirlerinin iç yüzeylerinin bitirme işlemleri için
 0.12 m (5 -in) yada daha iyi yüzey bitirmeler
 Yağlayıcıları yüzeyde tutan karakteristik çapraz
taralı bir yüzey oluşturur
Dış merkezsiz taşlama
Diğer Aşındırmalı Yöntemler
Honlama
 Honlama
 Lepleme
 Superfinishing-Hassas Taşlama
Honlama işlemi: (a) delik iç yüzeyi için kullanılan bir
Honlama takımı ve (b) honlama takımının hareketleriyle
oluşturulan çapraz taralı yüzey deseni
8
27.10.2011
Lepleme
Leplemede iş parçası ile Lep takımı arasında çok
küçük aşındırıcı parçacıkların sıvı süspansiyonu
kullanılır,
 Aşındırıcılar ile sıvı bileşik, kireçli bir macun
genel görünümüne sahiptir
 Uygulamalar: optik lensler, metalik yatak
yüzeyleri, mastarlar
Lepleme
Lens imalatında yapılan Lepleme işlemi.
Superfinishing-Hassas Taşlama
Honlamaya benzer- ileri geri hareketlerle yüzey
karşı bastırılan aşındırıcı içeren çubuk şeklinde
takım kullanılır
 Honlamadan farkları:
 Daha kısa strok
 Daha yüksek frekanslar
 Takım ve yüzey arasındaki basınç daha
düşük
 Daha küçük tane boyutu (aşındırıcı)
Superfinishing-Hassas Taşlama
Silindirik bir parçanın dış yüzeyinin hassas taşlanması
9
27.10.2011
GELENEKSEL OLMAYAN TALAŞ
KALDIRMA YÖNTEMLERİ
1.
2.
3.
4.
5.
Mekanik Enerji Yöntemleri
Elektrokimyasal İşleme Yöntemleri
Isıl Enerji Yöntemleri
Kimyasal İşleme
Uygulama Yönergeleri
Geleneksel Olmayan Yöntemler
Mekanik, ısıl, elektriksel ya da kimyasal enerji (ya
da bu enerjilerin kombinasyonları) kullanıldığı
fazla malzeme kaldırmak için geliştirilmiş bir
grup teknikler/süreçler olarak tanımlanabilir
Bunlar geleneksel anlamda keskin bir kesici
takımın kullanılmadığı yöntemlerdir
Geleneksel olmayan işleme yöntemlerinin
sınıflandırılması
 Mekanik - tipik mekanik etki biçimli, yüksek hızlı
aşındırıcı veya sıvı (veya her ikisi)akışı tarafından
işparçası malzemesinin erozyonu
 Elektriksel - Malzeme kaldırmak için elektrokimyasal
enerji kullanımı
 Isıl – İş parçası yüzeyinin küçük bir kısmına ısıl enerji
uygulanması sonucu genellikle bu bölümün
buharlaşması ve / veya erimesi
 Kimyasal – Diğer bölümleri bir maske tarafından
korunmakta olan işparçasının açık bölümlerinin
kimyasal dağlayıcılar kullanarak seçici olarak
aşındırılması/çözündürülmesi
Mekanik Enerji Yöntemleri
 Ultrasonik işleme
 Su jeti ile Kesme
 Aşındırıcılı Su jeti ile Kesme
 Aşındırıcılı Su jeti ile İşleme
10
27.10.2011
Ultrasonik İşleme(USM)
Bir çamur içinde yeralan Aşındırıcılar, düşük
genlikli ve yüksek frekansta titreşen bir takım
tarafından işparçasına doğru yüksek hızla
çarptırılarak küçük mikro talaşlar kaldırılır
 Takım salınımı iş parçası yüzeyine diktir
 Aşındırıcılar malzeme kaldırma işlevini
gerçekleştirmek üzere kullanılır.
 Takım yavaşça iş parçasına doğru beslenir.
 Takımın şekli iş parçasınının şeklini belirler.
Ultrasonik İşleme
USM Uygulamaları
 Seramik, cam ve karbürler gibi sert, kırılgan iş
malzemeleri,
 Ayrıca, paslanmaz çelik ve titanyum gibi bazı
metallerde de başarılı
 Yuvarlak olmayan delik şekiller
 "Darp işlemleri" desen oluşturan bir takımın
düz bir çalışma yüzeyine aktarılması.
Su Jeti ile Kesme(WJC)
Kesim için, yüksek basınç, yüksek akış hızındaki su
işparçası yüzeyine yönlendirilir,
11
27.10.2011
WJC Uygulamaları
 Genellikle memesi istenen yörünge
boyunca CNC veya endüstriyel robotlar
tarafından otomatik olarak yönlendirir.
 Plastik, tekstil, kompozit malzemeler, karo,
halı, deri ve mukavva gibi düz stoklarda dar
yarıklar kesmek için kullanılır.
WJC Avantajları
 İş parçası yüzeyinde ezilme ya da yanma olmaz
Aşındırıcılı Su Jeti ile Kesme(AWJC)
 WJC metaller üzerinde kullanılması için ,
genellikle aşındırıcı parçacıkların jet akımına
eklenmesi gerekir.
 Ek proses parametreleri: aşındırıcı türü, tane
büyüklüğü ve akış hızı
Aşındırıcılar: alüminyum oksit, silisyum dioksit
ve garnet (silikat minerali)
Grit boyutları 60 ve 120 arasında
değişmektedir
Aşındıcı, memeden çıktıktan sonra su akışına
0.25 kg / dk civarında eklenir.
Aşındırıcılı Su Jeti ile İşleme(AJM)
 küçük aşındırıcı partikülleri içerenYüksek
hızlı gaz akışı
 Minimum malzeme kaybı
 Hiçbir çevre kirliliği olmaz
 Otomasyon kolaylığı
12
27.10.2011
AJM Uygulama Notları
 Genellikle nozzle yönlendirilmesi operatör
tarafından manüel olarak gerçekleştirilir
 Normalde kesme işleminden ziyade bir bitirme
işlemi olarak kullanılır
 Uygulamalar: çapak alma, kırpma ve çapak
kesme, temizleme ve parlatma
 İş malzemeleri: ince, düz bir stok halindeki
sert, kırılgan malzemeler (örneğin, cam,
silisyum, mika, seramik)
Elektrokimyasal İşleme Yöntemleri
 Elektrik enerjisi talaş kaldırmak için kimyasal
reaksiyonlar ile birlikte kullanılır
 Galvanik kaplamanın tersi
 İşparçası malzemesi iletken olmalıdır
 Yöntemler:
 Elektrokimyasal işleme (ECM)
 Elektrokimyasal çapak alma (ECD)
 Elektrokimyasal taşlama(ECG)
Elektrokimyasal İşleme(ECM)
Anodik çözünme ile, aralarından hızla akan elektrolitin
aktığı, işparçasına yakın duran bir elektrot (takım)
kullanarak gerçekleştirilen Malzeme kaldırma Yön.
ECM İşlemi
Malzeme, anot iş parçasından (pozitif kutup)
çözünerek, elektrolit banyosunda katot takıma
(negatif kutup) doğru taşınır
 Elektrolit çözünen malzemeyi taşımak üzere iki
kutup arasında hızla akar, bu yüzden takımın
üzerine kaplama olamaz
 Elektrot malzemeleri: bakır, pirinç veya
paslanmaz çelik
 Takımın şekli parçanın tersi bir şekle sahiptir
Takım boyutu ve şekli ara boşluk için izin
vermelidir
13
27.10.2011
Elektrokimyasal Çapak Alma(ECD)
 ECM ‘in geleneksel delik delme ile metal parçalarda
üretilen deliklerin kenar çapak veya keskin köşelerini
ortadan kaldırmaya adaptasyonu
(ECG)nin Uygulamaları ve Avantajları
 Uygulamalar:
 Semente karbür plaket takımların bilenmesi
 Cerrahi iğneler, diğer ince cidarlı borular ve
kırılgan parçaların taşlanması
 Avantajlar:
 Çözündürme metal kaldırmanın % 95’nden sorumlu
 Işleme çoğunlukla elektrokimyasal etkiyle
olduğundan, taş çok daha uzun süre dayanır
Electrokimyasal Taşlama(ECG)
 metal parçası yüzeyinin anodik çözünmesini artırmak
için iletken bağlayıcılı taşlama taşı ile yapılan özel bir
(ECM) şekli(taşlama)
Thermal Energy Processes - Overview
 Very high local temperatures
 Material is removed by fusion or
vaporization
 Physical and metallurgical damage to the new
work surface
 In some cases, resulting finish is so poor that
subsequent processing is required
14
27.10.2011
Isıl Enerji Yöntemleri
Electro-Erozyonla İşleme(EDM)
 Elektro erozyonla işleme
Elektro-erozyon tel kesme
Elektron ışınlarıyla işleme işleme
Lazer ışını ile işleme
Plazma Ark ile işleme
Geleneksel termal kesme işlemleri
Elektro erozyon ile işleme (EDM): (a) genel kurulum, (b) ve boşluğu,
deşarj ve talaş kaldırmayı gösteren yakın plan,
Electro-Erozyonla İşleme(Dalma
Erozyon)
Metali eritmek veya buharlaştırmak için yeterince yüksek
lokalize sıcaklıklara neden olan ) bir dizi ayrık elektrik
deşarjı-ark (kıvılcımlar) ile metal kaldırma
Sadece elektrik iletken malzemeler kullanılabilir
İki ana yöntem:
Elektro-erozyonla işleme
Tel elektro-erozyonla işleme
EDM İşlemi
 En yaygın olarak kullanılan geleneksel
olmayan yöntem
 Üretilen bitmiş işparçasının yüzeyinin şekli
Elektrodun şekli tarafından belirlenir
 Takım ve iş parçası arasındaki küçük bir aralık
boyunca kıvılcımlar meydana gelir
 Aralıktaki sıvının iyonize olmasıyla, her bir
deşarj için bir yol oluştururan bir Dielektrik sıvı
 Kullanılmasını gerektirir
15
27.10.2011
EDM de işlenebilen iş Malzemeleri
 İş malzemelerin elektriksel olarak iletken
olmalıdır
iş malzemesinin Sertlik ve dayanımı EDM
de bir faktör değildir
Malzeme Kaldırma Hızı, iş malzemesinin
erime noktasına bağlıdır.
EDM Uygulamaları
 Birçok mekanik işlemler için takımlar:,
plastik enjeksiyon kalıplama kalıpları,
ekstrüzyon kalıpları, tel çekme kalıpları, dövme
ve sac kesme kalıplarının üretimi için en
ekonomik çözümdür
 Üretilen parçalar: geleneksel kesme kuvvetleri
dayanmak için yeterince rijit olmayan hassas
parçalar, sert ve egzotik metallerin işlenmesi,
delik ekseni 90O lik olmayan bir açıyla yüzeye,
delik delme, vb
Tel EDM
 işparçası içinden geçerek hareket edebilen küçük
çaplı bir tel elektrodun kullanıldığı özel bir EDM
Tel EDM İşlemi
 İş, testere ile kesmedekine benzer şekilde,
istenilen kesme patikası boyunca yavaş yavaş
tele doğru beslenir
 Hareket kontrolü için CNC kullanılır
 Dielektrik sıvı, takım-iş arayüzüne yönlenmiş
nozullar kullanarak veya işparçasını tamamen
daldırarak uygulanır
16
27.10.2011
Elektron Işınlarıyla İşleme(EBM)
 Uses high velocity stream of electrons
focused on workpiece surface to remove
material by melting and vaporization
EBM Uygulamaları
 Hertür malzeme üzerinde çalışılabilir
 Mikro -işleme için idealdir.
 Küçük çaplı delik delme - 0.05 mm’e kadar
 Yarık Kesme sadece 0.025 mm genişlikte
 Çok yüksek derinlik/çap oranlarında delik
delme
 100:1 'den daha fazla Oranları
EBM Operation
 EB tabancası sürekli bir elektron hüzmesini ışık
hızının yaklaşık % 75'i mertebelerine hızlandırır
 elektromanyetik mercek yoluyla odaklanan Işınının
çapı (0.025 mm) gibi küçük çapa azaltarak,
 Çalışma yüzeyine çarptırılır, elektronların kinetik
enerjisi çok lokalize bir alanda, son derece yüksek
yoğunluklu ısıl enerji dönüştürülür ve bununla
malzeme erir ya da buharlaşır
Laser Işını ile İşleme(LBM)
 Bir lazer ışığının enerjisi malzemeyi buharlaşma ve
ablasyon için, kullanır.
Ablasyon -> buzulların boyutunu küçülten erozif süreç
17
27.10.2011
LBM Uygulamaları
 Delme, dilme, kanal işleme, kazıma ve
işaretleme işlemleri
 Küçük çaplı delik delme - 0.025 mm e kadar
 Genellikle ince stok kalınlıkları kullanılır
 Çalışma materyalleri: yüksek sertlik ve
mukavemetli metaller, yumuşak metaller,
seramikler, cam ve cam epoksi, plastikler,
lastik, kumaş ve ahşap
Plazma Arkla Kesme(PAC)
 Metali ergiterek kesmek için çok yüksek sıcaklıklara
çıkabilen bir plazma hüzmesi kullanılır.
PAC işlemi
İnce bir saçta
gerçekleştirilen
Laser Işının ile
kesme
 Plazma = aşırı ısıtılılarak elektriksel olarak
iyonize edilmiş gaz
 PAC sıcaklıkları: 10,000C den 14,000C ‘e
kadar
 Plazma arkı hamlaç içindeki elektrot ile
işparçası(anot) arasında oluştuurulur
 Plazma suyla soğutulan ve akışı istenen
bölgeye yönlendiren bir lüle (nozzle) içinden
akar
18