KESME HIZI

 

Kesme hızı, talaş kaldırma faktörleri arasında en çok önem taşıyan faktördür. Çünkü kesme hızı, kesme zamanını, dolayısıyla işlenen parçanın maliyetini belirler.

 

Kesme hızı (v-m/dk), işlenecek parça çapı (D-mm), dönme sayısı (n-dev/dk) olmak üzere;

 

 

v=	π∙D∙n	(m/dk)      bağıntısıyla hesaplanır.
	1000

 

Pratikte kesme hızı, parça malzemesine, takım malzemesine, talaş derinliğine ve ilerlemeye, kesme sıvısına ve tezgah tipine bağlı olarak hazırlanmış cetvellerden seçilir.

 

Cetvellerden seçilen kesme hızına göre parçanın dönme sayısı(n);

 

 

n=	1000∙v	(dev/dk)      bağıntısından bulunur.
	π∙D

 

Devir sayısı bulunduktan sonra, torna tezgahının üzerindeki hız değerleri tablosundan, en yakın ama daha düşük olan devir seçilir.

 

Konvansiyonel tezgahlarda bu işlemler, tezgah kataloğunda veya tezgah üzerinde bulunan v-D-n diyagramından kolayca belirlenir.

 

NC veya CNC tezgahlarda ise hesaplanan n değeri, tezgaha direkt bilgi olarak girilir. Kesme hızı(v), ayrıca teknik ve ekonomik koşullara göre belirlenebilir.

İLERLEME

 

İlerleme, takımın parçanın bir devrine karşı kat ettiği mesafedir. İlerleme, ilerleme hızına (u)bağlıdır. İlerleme hızı, takımın bir yüzeyi işlemesi için o yüzey boyunca yaptığı hareketin hızıdır.

 

İlerleme hızı (u-mm/dk), devir sayısı(n-dev/dk)olmak üzere, ilerleme(s);

 

 

s=	u	(mm/dev)       bağıntısıyla hesaplanır.
	n

 

İlerleme ve ilerleme hızının belirlenmesi için paso kalınlığına göre yani paso tipine bağlı olarak, talaş oranı q=a/s bağıntısından s belirlenir ve daha sonra yukarıdaki bağıntıdan u hesaplanır.

 

İlerleme ve ilerleme hızının yüzey kalitesini etkilediği açıktır. İyi bir yüzey kalitesi için ilerleme hızının ve paso kalınlığının minimum olması gerekmektedir. İşleme zamanının artmasının engellemek için gerekli yüzey kalitesini sağlayacak optimum değerlerin belirlenmesi gerekir.

PASO KALINLIĞI

 

Talaş boyutları, paso kalınlığı (a) ve ilerleme (s) ile veya talaş genişliği (b) ve talaş kalınlığı (h) ile ifade edilir. A_s, talaş kesiti olmak üzere ;

 

A_s= a∙s = b∙h          (^mm²/_dev)           bağıntısı kullanılır.

 

Talaş genişliği (b), takım ağzının parça ile temasta bulunduğu uzunluk; talaş kalınlığı(h) ise, takımın takım ağzına dik bir yönde bir devirde ilerlediği mesafedir.

 

Paso, takımın bir geçişte parça üzerinden kaldırdığı malzeme tabakasıdır. Birkaç pasoda işlenecek yüzeylerde, işleme zamanını azaltmak için, ilk pasolarda yüzey kalitesi önemli olmadığından, kesme kalınlıkları büyük seçilir. Buna “kalın paso” denir. İyi bir yüzey kalitesinin oluşturulmasının istendiği son pasoda paso kalınlığı, ince seçilir.

 

Paso kalınlığının, yüzey kalitesini ve işleme zamanını etkilediği ve tüm bu kesme faktörlerinin birbiriyle sıkı bir ilişki içinde olduğu görülmektedir. Paso kalınlığının, ilerleme ile arasındaki oran (talaş oranı-q), talaş tipini, yüzey kalitesini etkilemektedir. Pratikte kullanılan değerler aşağıdaki tabloda verilmiştir.

 

 

 

Kullanılacak takım malzemesine bağlı olarak seçilebilecek minimum paso kalınlığı değişmektedir. Örneğin sert metal ve seramik plaketli takımlarla çok daha büyük işleme hızlarına çıkılabildiğinden, işlenen yüzeylerin son pasoda yukarıdaki tabloda verilen ince paso değerlerinden çok daha düşük değerler seçilebilir.

TAKIM UCUNUN ETKİSİ

 

Takım, takım ucunun yuvarlatılmış olmasından dolayı, işlenen yüzeylerin yüzey pürüzlülüğünü (yüzey kalitesini) etkiler. Takım ucunun yuvarlatma yarıçapı(r), minimum paso kalınlığını (a_min) belirler. 

Paso kalınlığının, r’den küçük olduğu durumlarda, takım talaş kaldıracağı yüzeyi bastırır ve sertleştirir. Talaş kaldırmaya devam edilmesi durumunda, önüne toplanan malzemeyi tırlama yolu ile kaldırır. Sonuçta işlenen yüzeyin bir yüzü bastırılmış ve parlak, diğer kısmı ise yüzey kalitesi kötü olarak ortaya çıkar.

 

Minimum paso kalınlığı değeri yalnızca, yuvarlatma yarıçapına bağlı değildir. Ayrıca takım ve parça malzemesine, kesme sıvısına ve özellikle de kesme hızına bağlıdır.

 

Takım ucu yuvarlatma yarıçapı(r), yüzey pürüzlülüğü (R_t) ise, ilerleme(s);

 

 

s =  (8∙r∙Rt)½      bağıntısı ile hesaplanır.

 

Yukarıdaki bu bağıntı, ince pasolar için (a/s =10-20), istenilen yüzey pürüzlülüğüne göre ilerlemenin (s) belirlenmesi için kullanılır. 

KESME KUVVETLERİ VE KESME GÜCÜ

 

Talaş kaldırma işleminin gerçekleşebilmesi için uygulanan bir “talaş kaldırma kuvveti” vardır. Uygulanan bu talaş kaldırma kuvvetinin bileşenlerini oluşturan kesme kuvveti (F_s), radyal kuvvet (F_r) ve ilerleme kuvvetlerinden (F_v) tornalama işlemini etkileyen en önemli kuvvet, kesme kuvveti (F_s)‘tir. Diğer bileşenler parça ve takım tutturma tertibatı tarafından karşılanır.

 

Kesme kuvveti (F_s),talaş kesiti (A_s) ve özgül kesme kuvveti (k_s) ise ;

 

 

Fs=As∙ks

 

 

ks=ksh∙kγ∙kλ∙kT∙(ka)

ksh=ks11∙h-z

 

k_sh: temel özgül kesme kuvveti

k_s11 (birim özgül kuvvet): h=1mm, b=1mm, v=60...250 ^m/_dak için

γ = +6˚ (çelik için)

γ = +2˚(dökme demir için)

λ = -4˚ sert metal(HM) dış tornalama için geçerli olan birim özgül kuvvet:

h: talaş kalınlığı

z: malzeme sabiti

 

 

kγ : talaş açısının etki faktörü	kγ=	C-1.5∙γ˚
		100
Çelik için: C=109 Dökme Demir için: C=103

 

 

k λ : eğim açısı faktörü	k λ=	94 –1.5∙kλ˚
		100

 

k_T: takım, malzeme ve talaş kaldırma yöntemine bağlı düzeltme faktörü

 

k_a: takım aşınma faktörü; körlenmiş takımlarda dikkate alınır (ka= 1,3–1,4)

 

Kesme kuvveti (F_s-N) ve kesme hızı(v-^m/_dak) tezgah motoru tarafından sağlanır ve (P_s) kesme gücü olmak üzere ;

 

 

Ps=	Fs∙v	(kW)’tır.
	60∙1000

 

 

Özgül kesme kuvveti (k_s), talaş kalınlığına, talaş açısına, eğim açısına, takım malzemesi ve talaş kaldırma yöntemine, takımın aşınmasına bağlıdır. Yani kesme gücü (P_s) birçok faktörden etkilenmektedir. Kesme gücünün minimum değeri için, tezgah motoru daha az yüklenecek, böylece tezgah zorlanmadan talaş kaldırma işlemi yapılabilecektir. Ayrıca tezgahın harcayacağı enerji de  azalacağından, işleme maliyeti düşecektir.

TEZGAH GÜCÜ

 

Kesme gücü(P_s), tezgahın kinematik sisteminin verimi (η_m) ise, tezgah motorunun gücü(P_m);

 

 

Pm=	Ps	=	Fs∙v	=	As∙ks∙v	(kW)         bağıntısıyla bulunur.
	ηm		60∙1000∙ ηm		60∙1000∙ ηm

 

Buradan kaba paso için uygun bir a/s oranı seçilerek(a/s = 2.5-5),paso kalınlığı;

 

 

ak=[	60∙1000∙Pm∙ ηm	] ½          bağıntısından belirlenir.
	(s/a)∙ks∙v

ESAS İŞLEME ZAMANI

 

Esas işleme zamanı (t_h), operatörün direkt katkısı olmadan, sadece tezgah enerjisi ile takımın talaş kaldırmak için harcadığı zamandır.

 

Tornalama işleminde esas işleme zamanı genel olarak; takımın ilerleme doğrultusunda katettiği yol(L-mm), paso sayısı(i), ilerleme(s-^mm/_dev) ve parçanın dönme hızı (n-^d/_dak) olmak üzere;

 

 

th=	L∙i	(dak)         bağıntısıyla hesaplanır.
	s∙n

 

Çeşitli tornalama işlemlerine göre takımın ilerleme doğrultusunda katettiği yol(L), aşağıdaki tablodaki gibi hesaplanır;

 

 

 

Tornalama İşlemi		L
Boyuna tornalama		L=la+l+lu
Alın tornalama	Tüm Yüzey	L= la +D/2+ lu
	Delikli Alın Yüzeyi	L= la +(D-di)/2+ lu
İç tornalama		L= la +l+ lu
Kesme		L= la +D/2+ lu
İç Fatura Açma		L= la +(D-d)/2+ lu
l: takımın parça üzerinde işlediği yüzeyin uzunluğu la: takımın parçaya temastan önceki giriş mesafesi lu: takımın yüzeyi tam olarak işledikten sonraki çıkış mesafesi D: parçanın dış çapı d: iç faturanın çapı di: parçanın iç çapı(delik çapı)

 

 

l_a = a / tgX bağıntısıyla hesaplanır. X takımın yerleştirme açısıdır. Kesme kuvvetlerine bağlı olarak optimum bir değer için X ≈ 60˚-70˚ alınabilir. Fakat pratikte l_a≈l_u≈2mm alınır.