horızon ligasyon alımı 30/03/2015 saat 10:00

31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
TALAŞLI İŞLEMEDE
EKONOMİKLİK VE ÜRÜN
TASARIM KILAVUZLARI
1.
2.
3.
4.
Talaşlı işlenebilirlik
Toleranslar ve Yüzey Kalitesi
Kesme Koşullarının Seçimi
Talaşlı İşlemede Ürün Tasarım Kılavuzları
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Talaşlı İşlenebilirlik
(Genellikle bir metal olan) bir malzemenin uygun takım
ve kesme koşulları kullanarak izafi talaşlı işlenme
kolaylığı
 Sadece parça malzemesine bağlı değildir
 Talaşlı işleme türü, kullanılan takım ve kesme
koşulları da önemli faktörler arasındadır
1
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Üretimde Talaşlı İşlenebilirlik
Kriterleri
 Takım ömrü – Belirli bir malzeme için daha uzun
takım ömrü, daha iyi talaşlı işlenebilirlik anlamına
gelir
 Kuvvetler ve güç – daha düşük kuvvetler ve güç,
daha iyi talaşlı işlenebilirlik anlamına gelir
 Yüzey kalitesi – daha iyi yüzey kalitesi daha iyi talaşlı
işlenebilirlik anlamına gelir
 Talaşın uzaklaşma kolaylığı –talaş uzaklaşma
kolaylığı daha iyi talaşlı işlenebilirlik anlamına gelir
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Talaşlı İşlenebilirlik Testleri
Çoğu test yöntemleri, parça malzemelerinin
kıyaslanmasını içerir
 Bir test malzemesinin performansı, esas metale
göre ölçülür
 İzafi performans, talaşlı işlenebilirlik oranı (MR)
olarak ifade edilir
 Esas metalin MR’si = 1.00 (100%)
 Test malzemesinin MR’si > 1.00 (100%) daha iyi
talaş kaldırma kabiliyeti anlamına gelir
2
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Talaşlı İşlenebilirlik Testleri






Takım ömrü (En yaygın test)
Takım aşınması
Kesme kuvveti
İşlemde gereken güç
Kesme sıcaklığı
Standart test koşulları altında malzeme uzaklaştırma
oranı
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Mekanik Özellikler ve Talaşlı
İşlenebilirlik
 Sertlik
 Yüksek sertlik, abrazif aşınmanın takım ömrünü
kısaltacak şekilde artması anlamına gelir
 Dayanım
 Yüksek dayanım, daha yüksek kesme kuvvetleri,
daha yüksek özgül enerji ve daha yüksek kesme
sıcaklığı demektir
 Süneklik
 Yüksek süneklik, talaş oluşurken yüzey kalitesini
bozacak şekilde metalin yırtılması demektir
3
31.10.2014
Toleranslar ve Yüzey Kalitesi
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi


Toleranslar
 Talaşlı işleme, çoğu diğer yüzey işleme
yöntemlerine göre daha yüksek doğruluk sağlar
 Daha dar toleranslar, genellikle daha yüksek
maliyet anlamına gelir
Talaşlı işlemede yüzey pürüzlülüğüne etkiyen faktörler:
1. İşlemin geometrik özellikleri
2. Parça malzemesinin özellikleri
3. Titreşim ve takım tezgahının özellikleri
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Geometrik Özellikler
 Yüzey geometrisini belirleyen talaşlı işleme
parametreleri:
 Talaşlı işleme yönteminin türü, örn., frezeleme
veya tornalama
 Takım geometrisi, özellikle burun radyüsü
 Besleme
 Sadece bu özelliklerden etkilenen yüzey geometrisi
“ideal” veya “teorik” yüzey pürüzlülüğüdür
4
31.10.2014
Yüzey Kalitesini Etkileyen
Geometrik Özellikler
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
 (a) burun geometrisi, (b) besleme, ve (c) Kesme
açısının etkileri
Daha
geniş
besleme
Besleme
Yeni parça
yüzeyi
Sıfır burun
radyüsü
Yeni parça
yüzeyi
Daha
küçük
besleme
Besleme
Daha
büyük
burun
radyüsü
Besleme
Yeni parça
yüzeyi
Besleme
Yeni parça
yüzeyi
Yeni parça
yüzeyi
0°
Kesme
açısı
Daha
büyük
Kesme
açısı
Yeni parça
yüzeyi
İdeal Yüzey Pürüzlülüğü
2
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ri
 32fNR
Burada Ri = teorik aritmetik ortalama yüzey
pürüzlülüğü; f = besleme; ve NR = burun radyüsü’dür
5
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Parça Malzemesinin Özellikleri
Yığma talaş kenarı oluşturma özellikleri
Talaş’ın neden olduğu yüzey hasarı
Sünek malzemeleri işlerken yüzeyin yırtılması
Gevrek malzemeleri işlerken yüzeyde oluşan
çatlaklar
 Takım kesme yüzeyi ile yeni parça yüzeyi arasındaki
sürtünme




 Gerçek yüzey
pürüzlülüğü tahminini
elde etmek için
gerçek/teorik yüzey
pürüzlülüğü oranı ile
o işlem için kullanılan
kesme hızı
arasındaki ilişki
Sünek metaller
Oran = Gerçek/Teorik
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Parça Malzemesinin Özelliklerinin
Etkisi
Dökme
demirler
Otomat çelikleri
Kesme hızı (ft/dak)
Kesme hızı (m/dak)
6
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Titreşim ve
Takım Tezgahının Özellikleri
 Takım tezgahı, takım hareketi ve arabasına bağlı
olarak:
 Takım tezgahındaki veya kesme takımındaki
Tırlama (titreşim)
 Fikstürlerin sapmaları
 Besleme mekanizmasındaki boşluk
 Eğer tırlama yok edilebilirse, bu durumda yüzey
pürüzlülüğü geometrik özellikler ve parça malzemesi
özellikleri tarafından belirlenir
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Tırlama’dan nasıl kaçınılır?
 Sisteme rijitlik ve/veya sönümleyici ekleyin
 Takım tezgahı sisteminin doğal frekansına yakın
frekanslardaki tekrarlı kuvvetlerden kaçınacak
hızlarda çalıştırın
 Kuvvetleri azaltmak için besleme hız ve derinliklerini
düşürün
 Kuvvetleri azaltmak için kesici tasarımını değiştirin
 Bir kesme sıvısı kullanın
7
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Kesme Koşullarının Seçimi
 İşlem planlamadaki görevlerden biri
 Her bir işleme için, takım tezgahı, kesici takım(lar) ve
kesme koşulları hakkında kararlar alınmalıdır
 Kesme koşulları: kesme derinliği, besleme, hız
ve kesme sıvısı
 Bu kararlar, parçanın talaşlı işlenebilirliği, parça
geometrisi, yüzey kalitesi ve diğer faktörler göz
önünde tutularak alınmalıdır
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Kesme Derinliğinin Seçimi
 Kesme derinliği genellikle parça geometrisine ve
işlem sırasına göre önceden tespit edilir
 Kaba pasolar sırasında derinlik, tezgahın gücü,
takım tezgahı ve ekipman rijitliği ve kesici takımın
dayanımına bağlı olarak, mümkün olduğu kadar
fazla malzeme uzaklaştıracak şekilde seçilir
 İnce pasolar sırasında ise, derinlik, son parça
boyutlarına ve yüzey kalitesine ulaşmak amacıyla
belirlenir
8
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Beslemenin Tespiti
 İlk önce besleme, ikinci olarak hız seçilir
 Besleme hızının tespiti aşağıdaki hususlara bağlıdır:
 Takım – daha sert takım malzemeleri düşük
besleme hızları gerektirir
 Kaba paso veya ince paso?
 Kaba paso halinde, tezgahın gücü kuvvetlere,
ekipmanın rijitliğine ve bazen de tezgahın
gücüne göre belirlenir
 İnce paso halinde, istenen kaliteye ulaşmak
üzere belirlenir
Kesme Hızının Optimizasyonu
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi


Yüksek talaş kaldırma hızı ile uygun uzunlukta takım
ömrü arasında denge oluşturacak kesme hızı seçin
Optimum kesmeyi tespit etmekte kullanılabilecek
matematik formüller
 Bu formüllerde iki alternatif amaç vardır:
 Maksimum imalat hızı
 Minimum birim maliyeti
9
31.10.2014
Maksimum İmalat Hızı
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi


İmalat hızının maksimize edilmesi, parça başına
kesme süresinin minimize edilmesine eşittir
Tornalamada, bir parça başına toplam üretim çevrim
süresi aşağıdakilerden oluşur:
1. Parça başına parça bağlama süresi = Th
2. Parça başına işleme süresi = Tm
3. Parça başına takım değiştirme süresi = Tt/np,
burada np = bir takım ömründe kesilen parça
sayısıdır
Maksimum İmalat Hızı
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
 İşlem için parça başına toplam süre :
Tc = Th + Tm + Tt/np
 Çevrim süresi Tc kesme hızının bir fonksiyonudur
10
31.10.2014
Çevrim Süresi ile Kesme Hızının
Değişimi
Parça başına süre
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Parça başına toplam süre
Takım değiştirme süresi
Parça bağlama süresi
İşleme süresi
Kesme hızı
Parça Başına Maliyeti Minimize
Etme
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi

Tornalamada, bir parça başına toplam imalat çevrimi
aşağıdakilerden oluşur:
1. Parça bağlama süresinin maliyeti = CoTh ,
burada Co = operatör ve makine için maliyet
oranı
2. İşleme süresinin maliyeti = CoTm
3. Takım değiştirme süresinin maliyeti = CoTt/np
4. Takım maliyeti = Ct/np , burada Ct = birim
kesme kenarı başına maliyet
11
31.10.2014
Birim Maliyeti Minimize Etme
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
 İşlem için ücün başına toplam maliyet:
Cc = CoTh + CoTm + CoTt/np + Ct/np
 Tekrar, tıpkı Tc ’nin V’nin bir fonksiyonu olması gibi,
birim maliyet de kesme hızının v ‘nin bir
fonksiyonudur
Birim Maliyet ile Kesme Hızının
Değişimi
Parça başına maliyet
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Parça başına toplam maliyet
Takım değiştirme süresinin maliyeti
Toplam maliyet
Parça taşıma zamanı maliyeti
İşleme zaman maliyeti
Kesme hızı
12
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
İşleme (Talaş kaldırma) Ekonomisi
Üzerine Yorumlar
 Taylor takım ömrü denklemindeki C ve n artarsa,
optimum kesme hızı da artar
 HSS için çok yüksek hızlarda semente karbürler
ve seramik takımlar kullanılmalıdır
 vmax , her zaman vmin’den daha büyüktür
 Nedeni: Birim maliyet denklemindeki Ct/np terimi,
Cc ve v’nin değişim eğrisindeki optimum hızı sola
doğru öteler.
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
İşleme (Talaş Kaldırma)
Ekonomisi üzerine Yorumlar
 Takım değiştirme süresi Tt ve/veya takım maliyeti Ct
arttıkça, kesme hızı düşürülmelidir
 Takım maliyeti veya takım değiştirme süresi
yüksekse, takımlar sık sık değiştirilmemelidir
 Kullan-at tipi insertler, takım değiştirme süresi
düşük olduğundan, yeniden bileylenebilir
takımlara göre daha avantajlıdır
13
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 Parçaları, talaş kaldırma gerektirmeyecek şekilde
tasarlayın
 Hassas döküm, kapalı kalıpta dövme veya
plastik kalıplama gibi net şekil yöntemleri
kullanın
 Eğer mümkün değilse, gerekli talaş kaldırma
miktarını minimize edin
 Kapalı kalıpta çapaklı dövme gibi net şekle yakın
yöntemleri kullanın
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 Talaş kaldırma gerektirebilecek nedenler :
 Dar toleranslar
 Yüksek yüzey kalitesi
 Özel geometrik özellikler:
 Dişler
 Hassas delikler
 Kesin silindirik kesitler
 Düz ve/veya yassı yüzeyler
14
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 Toleransların, işlevsel talepleri tatmin edecek şekilde
belirlenmesi gerekir; ancak yöntemin sınırları da göz
önünde bulundurulmalıdır
 Çok dar toleranslar maliyetleri arttırır ancak
parçanın değerini de yükseltebilir
 Toleranslar daha dar hale geldikçe, ilave
işlemler, fikstürleme, muayene, istifleme,
yeniden işleme ve hurda nedeniyle genellikle
maliyetler yükselir
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 İşlevsel ve/veya estetik talepleri karşılamak üzere
yüzey kalitesi belirlenmelidir
 Ancak, daha yüksek yüzey kalitesi, taşlama v
honlama gibi ilave işlemler nedeniyle işleme
maliyetinin artmasına neden olur
15
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 Keskin köşeler, kenarlar ve uçlar gibi talaş kaldırılmış
bölgelerden kaçınılmalıdır
 Bunların talaşlı işlenmesi zordur
 Keskin iç köşeler, talaş kaldırma sırasında
takımın kırılması eğilimi taşıyan sivri uçlu kesici
takımlar gerektirir
 Keskin köşeler ve kenarlar, tutulması tehlikeli
olan çapaklar oluşturma eğilimindedir
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 Talaşlı işlenecek parçalar, standart blok
boyutlarından üretilebilecek şekilde
tasarlanmalıdır
 Örnek: dış çapı standart çubuk çapına eşit olan
dönel parçalar
16
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 İyi talaşlı işlenebilen malzemeler seçin
 Genel bir kural olarak, izin verilen kesme hızı ve
üretim miktarı, bir malzemenin talaş kaldırılma
kabiliyeti ile doğru orantılıdır
 Böylece, düşük talaşlı işlenebilen
malzemelerden yapılan parçaların üretimi
daha uzun ve maliyeti daha yüksektir
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 Çentiklerden kaçının
 İlave ayarlara,
işlemlere ve çoğu
kez özel takımlara
ihtiyaç duyarlar
Çentik
Zayıf
İyileştirilmiş
Çentik
Zayıf
İyileştirilmiş
17
31.10.2014
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 Minimum sayıda ayarla imal edilebilen özelliklere
sahip parçalar tasarlayın
 Benzer delik özelliklerine sahip iki parça: (a) iki
taraftan da işlenmesi gereken delikler (iki ayar) ve (b)
tek taraftan talaşlı işlenebilen delikler
Prof.Dr. Murat VURAL – İTÜ Makina Fakültesi
Ürün Tasarım Kılavuzları
 Talaşlı işlenen parçalar, standart kesici takımlarla
oluşturulabilecek özelliklere sahip şekilde
tasarlamalıdır
 Olağandışı delik boyutlarından, dişlerinden ve
özel takımların kullanılmasını gerektiren
özelliklerden kaçının
 Parçaları, en düşük sayıda “farklı kesici takım”a
gerek duyacak parçalar tasarlayın
18

Download Report