CNC Tezgahlarında Devir ve İlerleme Hesabı

Bu yazımızda talaşlı imalatta önemli bir yere sahip olan CNC tezgahlarında devir ve ilerleme hesabını inceliyoruz.

Talaşlı imalatta verimliliğe etki eden faktörlerin başında ideal kesme koşullarının sağlanması gelir. Bu kesme koşulları sağlanmadığı durumda elde edilen yüzeyin kalitesi, işleme süresi, kesici takımın ömrü ve tezgâhların sağlıklı çalışması olumsuz etkilenir. Bu sebeple kesme parametrelerini doğru olarak hesaplamak gerekir.

Devir Sayısı (N): Tezgâhlarda kesici takım veya dönen iş parçasının dakikada attığı tur sayısıdır. Devir sayısı çap küçüldükçe artar, büyüdükçe azalır. CNC torna tezgâhlarında işlenen parça çapı sürekli değiştiği için devir sayısının da değişmesi gerekir.

Kesme Hızı (Vc): Kesici takım üzerindeki bir noktanın dakikada metre cinsinden iş parçası üzerinde aldığı yoldur. Kesici uçların kutu ve kataloglarında işlenecek malzemeye göre uygun kesme hızları yazılıdır. Yani kesme hızı, kesme ucunun bir dakikada gitmesi gereken mesafedir. Bu değer gereğinden fazla ise uç aşınmasına, titreşime, az ise talaş yığılmasına, kötü yüzeye ve uç üzerinde küçük çatlaklara yol açar.

Kesme hızı, ilerleme ve devir sayısı çizelgelerden alınarak ve gerekli hesaplamalar yapılarak belirlenir. Ancak çizelgede yer alan değerler genel değerlerdir. Bu değerler tezgâhın durumuna, iş parçasının ve kesici takımın bağlanma şekline, işlemenin şekline bağlı olarak değiştirilebilir. Programcı bu şartları kendi bilgi ve deneyimini kullanarak değerlendirmeli ve gerekli değişikliklere gidebilmelidir.

Kesme Hızını Etkileyen Faktörler

Kesme hızını etkileyen faktörler şunlardır:

• Kesici takım malzemesinin cinsi
• İş parçasının malzemesinin cinsi
• Elde edilecek yüzey kalitesi
• Talaş derinliği
• Tezgahın gücü
• Kesme sıvısının kullanıp kullanılmaması
• İş parçasının bağlanma şekli
• İşlemenin cinsi

Kesme hızı her ne kadar formül ile hesaplansa da kesici takım imalatçısının, firmaların test ve deneyler sonucunda elde ettikleri ve önerdikleri kesme hızı değerlerinin esas alınmasında yarar vardır. Bunun için mutlaka kesici takımını kullanacağınız firmaya ait kataloglardan yararlanmak gerekir.

İlerleme (F): Kesici takımın iş parçası üzerinde doğrusal olarak bir dakikada/devirde mm cinsinden aldığı yolun uzunluğudur. İlerlemeyi hesaplarken dikkate alınacak hususlar şunlardır:

• Kesilecek talaş derinliği
• Talaş kaldırma yöntemi
• İstenilen yüzey kalitesi
• Kullanılacak kesme sıvıları

Devir Sayısı Hesabı

Torna tezgâhında sert maden uç kesici ile 60 mm çapındaki dökme demir malzemeye alın tornalaması yapılacaktır. Tezgâhın 60mm çaptaki devir sayısını ve çap 40 mm’ye düştüğündeki devir sayısını hesaplayınız?

• Kesme hızı, katalogdan kullanılacak kesici uç (120-230 m/min arası) için 170 m/dk olarak alınmıştır.

D=60mm, D=40mm, V=170 m/dk

N = (Vc x 1000)/(3,14 x D)

N = (170 x 1000)/(3,14 x 60)= 902 devir/dk (Çap 60 mm için olması gereken devir)

N = (170 x 1000)/(3,14 x 40)= 1352 devir/dk (Çap 40 mm için olması gereken devir)

İlerleme Hesabı

Bir freze tezgâhında işlenecek malzemenin cinsi alüminyum, kullanılacak freze takımının çapı 50 mm, kesici uç adedi 4’tür. Kesici uçların sert maden uç olduğunu düşünerek gereken devir sayısını ve bir dakikadaki ilerleme miktarını hesaplayınız (Kesme hızı ortalama 500 m/dk olarak tablodan seçilmiştir).

1.Aşama: N= (500 x 1000)/(3.14 x 50)

N= 500000/157

N= 3180 devir/dk  > Tezgâhımızı bu devire veya en yakın değere ayarlamalıyız.

• Not: Yapılan araştırmalar sonucunda takım ömrünü etkileyen en önemli faktörün kesme hızı (Vc) olduğu doğrulanmıştır. Talaş derinliğinin takım ömrüne az etkisinin olduğu, ilerlemenin ise kesme hızından sonra takım ömrünü etkileyen en önemli etken olduğu belirtilmiştir.

2. Aşama: F= (Fz x Z)xN

F= (0.15 x 4)x3180= 1908 mm/dk

• Not: Kesici uç üreticisinin tavsiye ettiği değerler tezgâhımızın özelliklerine uygun olmayabilir. Tezgâh güç olarak zayıf, titreşim yapmaya müsait yapıda ise bu değerleri tecrübeler doğrultusunda çıkan talaşa, sese ve yüzey kalitesine bakarak değiştirmeliyiz.