Frezeleme Takımlarındaki Gelişmeler

Yüksek Talaş Boşaltma Oranları

  • Frezeleme Takımlarındaki Gelişmeler
    Frezeleme Takımlarındaki Gelişmeler

Son zamanlarda geliştirilen frezeleme takımları, oldukça karmaşık parçaları işlemek için gerekli olan çalışma esnekliğini sunuyor. Üreticiler, daha iyi işlevlere ve verimliliğe sahip ürünleri piyasaya çıkardıkça, ürünleri oluşturan bileşenler daha karmaşık ve üretmesi zor hale geliyor. Parçalar, karmaşık kıvrımlara ve daha hassas toleranslara sahip olmasının yanında genellikle dayanıklılık ve güvenilirlik sağlayan, fakat işlenebilirlik düzeyini olumsuz olarak etkileyen yüksek performanslı malzemelerden yapılıyor. Takım gelişimi Takım üreticileri, işleme verimliliğini en üst düzeye çıkarabilmek için tasarlanan yeni takımlar geliştirmeye devam ediyor. Frezeleme takımı teknolojisindeki ilerleme bu çabanın bir örneği. Geleneksel solid karbür frezeler, yüksek talaş boşaltma oranları ve mükemmel doğruluğu sunuyor. Fakat frezelerin tek parçalı olma özelliği, aşındıklarında yeniden bilenmelerini gerektiriyor. Yeniden bileme işlemi için takımların değiştirilmesi ise üretimi duraklatıyor ve hem zaman hem para harcanmasına sebep oluyor. Yeniden bilenmiş bir frezenin uygulanması, NC program parametrelerinin değiştirilmesini gerektiriyor ve farklı bir parça üretmek, daha uygun bir ağız geometrisine sahip farklı bir freze seçmek anlamına gelebiliyor. Takım üreticileri, solid frezelere düşük maliyetli bir alternatif olarak değiştirilebilir uçlara sahip frezeleme takımlarını geliştirdi. Kesme kenarları aşındığında, uçlar kolay bir şekilde değiştirilebilir veya döndürülebilir. Aşınan uçlar, takım gövdesi tezgahta takılı durumdayken hızlı bir şekilde değiştirilebilir ve çeşitli şekiller oluşturmak için farklı uç geometrileri aynı freze gövdesine takılabilir. Negatif ve pozitif Değiştirilebilir uç geometrileri de gelişmiştir. Birçok uçta, hem üst hem de alt kısımda kesme kenarları bulunmaktadır. Çift taraflı ucu kullanmak kesme kenarı sayısını ikiye katlar. Fakat, çift taraflı uçların tasarımı, boşluk açısı için kesme kenarının arkasında boş alan içermez ve bu nedenle takımların pozitif boşluk açısı yoktur. Pozitif boşluklu bir takımda, uç gövdesinin kütlesi kesme kenarından eğimlidir ve kenarın çalışma parçası malzemesini kesmesini sağlar. Diğer taraftan negatif boşluklu takımda uç gövdesinin kütlesi çalışma parçasına doğru eğimlidir ve takım kesilen malzemeyi iter. Tasarım sebebiyle çift taraflı ucun kesme kenarının, çalışma parçasına negatif bir açıdan yaklaşması gerekir. Negatif boşluklu kesme takımları belirli avantajlar sağlar. Dayanıklıdır; ağır talaş yüklerine ve kesme kuvvetlerine dayanır. Böylece kaba frezeleme ve darbeli kesme işlemlerini gerçekleştirebilir ve dökme demir gibi sert ve aşındırıcı iş parçalarını işleyebilir. Birden çok kesme kenarının kullanılabilmesi, takım maliyetlerinden tasarruf edilmesini sağlar ve çift taraflı negatif uçları, işlenmesi kolay çalışma parçası malzemelerinin 2-D frezelenmesi işleminde ekonomik bir seçim haline getirir. Fakat, negatif boşluklu takımlar çalışma malzemesini kesmek yerine ittiği için yüksek kesme kuvvetleri ve ısı üretir. Tezgahın gücü yeterli değilse veya tüm işleme sistemi yeteri kadar dayanıklı değilse nihai doğruluk başarısız olur. Örneğin, negatif boşluklu bir takım tarafından oluşturulan kesme kuvvetleri ince duvarlı bir parçayı bozabilir. Bunun tersine, pozitif boşluklu takım kesme kuvvetini en alt düzeye indiren ve genellikle negatif boşluklu takımların ulaşamadığı hassas kıvrımları kesebilen serbest bir kesme sunar. Pozitif uç geometrileri, kanal açma, çevresel frezeleme, helisel enterpolasyon ve yokuş frezeleme gibi çeşitli işlemleri gerçekleştirebilecek derecede esneklik sağlar. Takımlar, daha eski ve/veya daha az dayanıklı tezgahlarda işlemin stabilize edilmesini sağlar. Titanyum, Inconel ve birçok paslanmaz çelik gibi sert malzemeler işlenirken kesme kuvvetinin en alt düzeye indirilmesi çok önemlidir. Tek taraflı uçlar Takım üreticileri pozitif açı ile kesebilen negatif uçlar sağlamak amacıyla, kesme kenarlarının arkasında boşluk açıları bulunan tek taraflı uçlar sunar. Uçlar ters çevrilemese de tutucuda döndürülebilir ve birden çok kullanılabilir kesme kenarı sağlar. Pozitif boşluklu takımların serbest kesme özelliği, kesme kuvvetlerini ve kesim sırasında üretilen ısıyı azaltır ve takım ömrünü artırır. Tek taraflı bir ucun, çift taraflı uçlarla karşılaştırıldığında kenar başına daha az maliyetli olması için üç kat daha fazla takım ömrüne sahip olması gerekir. Piyasadaki frezeleme için geliştirilmiş yüksek performanslı, tek taraflı, pozitif boşluklu uçlar arasında Seco Tools frezelerin Turbo 10 serisi için geliştirilmiş XO.X10 takımları yer almaktadır. Uçlar, çok çeşitli iş parçası malzemeleri kesmek için esneklik sağlarken kesme kuvvetlerini en alt düzeye indirmek ve talaşları kontrol etmek için tasarlanmıştır. Tasarlanan geometriler Pozitif ve negatif kesme kenarları arasındaki temel farkın ötesinde, takım üreticileri farklı iş parçası malzemelerinde üretkenliği en üst düzeye çıkarmayı hedefleyen çeşitli kenar uygulamaları geliştirmiştir. Örneğin keskin, kaplamasız cilalı kenarlar, serbest işleme alüminyum alaşımları gibi daha yumuşak malzemelerde daha iyi çalışır. Çelik, dökme demir veya paslanmaz çelik gibi işlenmesi daha zor olan malzemeler için kesme kenarının honlanması ve pahlı olması, kenarı talaşlardan korumak için gereklidir. Örneğin, dökme demirleri işlemek için tasarlanan uçlar, hem negatif pahlı hem de 30-35 mikron aralığında kenar honlaması içeren kenar uygulamalarını sunar. Diğer taraftan, Inconel ve titanyum, pah olmadan ve 20-25 mikron aralığında honlanmış özelliği ile daha serbest bir kesme geometrisi gerektirir. Uç kaliteleri ve kaplamalar Kesici takım performansının büyük bir kısmı, alt tabaka özelliklerinin aşınmaya dayanıklı kaplamalarla bir araya getirilmesiyle belirlenir. Uç alt tabakalar genellikle tokluk ve sertlik arasında bir denge sağlar. Tok kalitede bir uç, darberli kesmeler, belirli zor iş parçası malzemeleri ve daha az dayanıklı tezgah ayarları ile başa çıkabilmek için darbeye dayanıklıdır. Diğer yandan, aşınmaya dayanıklı uçlar, aşındırıcı iş parçası malzemelerini işlemek için gerekli sertliğe sahiptir. Kaplamalar, aşınmaya ve ısıya karşı daha fazla dayanıklılık sağlayarak takım performansında daha ince ayarlar yapma amacını taşır. Temel kaplamalar, maliyeti düşük ve yüksek ısı seviyeleri hariç olacak şekilde demir içeren malzeme uygulamaları için iyi olan TiN (titanyum nitrit) gibi genel amaçlı kaplamaları içermektedir. Daha gelişmiş bir kaplama malzemesi de AlTiN'dir (alüminyum titanyum nitrit). Temel kaplamalardan daha pahalıdır fakat yüksek sıcaklıklara karşı daha iyi direnç sağlar ve böylece titanyum, nikel bazlı alaşımlar ve dökme demir frezeleme gibi zorlu uygulamalarda kullanım için idealdir. Bazı durumlarda, kaplamanın yüksek ısı dayanımı kuru işlemeyi mümkün kılar. Her bir takım üreticisi temel kaplama konseptleri ile ilgili kendi çeşitlerini geliştirir, örneğin Seco Duratomic® kaplamada alüminyum oksit dış katmanın atomik yapısı yüzey pürüzsüzlüğünü, takım ömrünü ve yüksek hız özelliğini en üst düzeye çıkarmak için kontrol edilir. Dik kenar ve helisel frezeler Frezeleme takımları genellikle özel işleme durumlarında kullanılmak amacıyla yapılandırılmıştır. Frezenin çevresine radyal olarak yerleştirilmiş tek sıra uçlardan oluşan dik kenarlı frezeler, eksenel kesme derinliklerinin tek bir ucun kesme kenarının uzunluğundan daha az olduğu durumlar için uygundur. Daha derin pasolar için çapraz olarak dizilmiş uçlardan oluşan helisel frezeler, dairesel frezeleme ve helisel enterpolasyonun yanı sıra kanal açma, cep boşaltma ve yokuş frezeleme işlemleri için kullanılabilir. Frezenin ağız aralığı veya uçlar arasındaki boşluk, frezenin performansını etkiler. Geniş ağız aralığına (geniş boşluklara) sahip frezeler, tezgah gücü ve dayanıklılığı sınırlı olduğunda veya freze uzun bir bağlama boyunda ya da derin eksenel bir alanda çalıştığında idealdir. Diğer yandan, dar ağız aralığına sahip frezeler güçlü tezgahlarda dayanıklı montaj ile kullanıldığında maksimum talaş boşaltma oranını sunar. Tezgah gücü ve dayanıklılığı yeterli değilse dar ağız aralığına sahip bir freze ile gerçekleştirilen agresif bir uygulama, titreşime sebep olabilir. Seco Turbo 10 frezeler, dik kenar işleme ve helisel versiyonları içerir. Uygun uç geometrisiyle dik kenarlı frezeler, 90 derece köşe açılarını frezeleyebilir. Frezeler iki ağız aralığında, dört ve beş ağızlı versiyonlarla sunulmaktadır. Piyasaya yeni çıkan Turbo 10 helisel frezeler, 0.8xD ila 2.0xD kesme derinlikleri ile 32 ila 80 mm çaplarda bulunabilir. Dik kenar ve helisel frezeler çeşitli montaj sistemleriyle kullanılabilir. Turbo 10 sisteminin esnekliği yanında, 13 karbür kalitesi, ucuna PCD parça kaynatılmış üç PCD kalitesi ve çelik, paslanmaz çelik, dökme demir, sertleştirilmiş malzemeler, yüksek sıcaklıklı alaşımlar ve demir içermeyen malzemeler gibi çok çeşitli malzemeler için uygun olan beş geometri özellikleri de bulunmaktadır. Doğruluğu artırma Doğruluk ile ilgili olarak, solid karbür takımlarında genellikle takma uçlu takımlardan daha az salgı bulunur ve daha iyi bir yüzey finişi elde edilebilir. Birçok durumda, takma uçlu bir takımla kaba olarak yarı finiş işlemini yapmak ve solid karbür parmak freze ile nihai yüzey finişini oluşturmak uygun olur. Diğer yandan, Turbo 10 frezeler de dahil olmak üzere bazı freze gövdeleri, uç seviyeleri arasındaki eşitsizliği en alt düzeye indirmek ve böylece takım ömrünün yanında işleme doğruluğunu da artırmak amacıyla hassas şekilde taşlanmış yuvalara sahiptir. Doğru uygulama Gelişmiş takımların tüm özelliklerinden yararlanabilmek için bu takımların doğru şekilde uygulanması gerekir. Uçta darbe direncinin gerektiği bir uygulamada, tok bir uç kalitesi yerine, aşınma direnci yüksek, sert bir kalite seçilmiş olması, tipik bir uygulama hatasıdır. Ayrıca, gelişmiş frezeleme uygulamalarında en yaygın hata, takımın potansiyel performansını tam anlamıyla kullanamayan kesme parametreleri kullanmaktır. Birçok kullanıcı, önceki takımlarında uyguladıkları parametreleri gelişmiş takımlarda da uygular ve genellikle takımın kesme hızı , ilerlemesi veya her ikisi için de çok yavaş kullanır. Üretkenlik için önemli nokta, tezgahı daha agresif şekilde kullanmaktır. Bazı takımlar için hızı artırmak gereklidir, diğer geometriler ise daha yüksek ilerleme hızları gerektirir. Kullanıcıların, takım üreticileri yeni ürünleri piyasaya sürdüklerinde tavsiye ettikleri kesme verilerine başvurması gerekir. Devam eden gelişme Birçok endüstri, özellikle de havacılık, enerji üretimi ve savunma endüstrileri, karmaşık, yüksek hassasiyetli bileşenleri ve işlemesi daha zor yeni iş parçası malzemelerini içeren yeni ürünler üretmektedir. Daha da fazla parçada beş eksenli işleme teknolojisini gerektiren çevresel frezeleme işlemi bulunmaktadır ve daha önce farklı parçalardan bir araya getirilmiş bileşenler bir ünite olarak işlenmektedir. Bu eğilimler, yeni frezeleme takımı teknolojilerinin gelişimini tetikleyecektir. Farklı alaşımları düşük kesme kuvvetleri ve yüksek doğrulukla işleyebilen serbest kesimli, yüksek performanslı takımlara talep artacaktır. Frezeleme takımlarının gelişimi de hiçbir zaman sona ermeyecektir.

Onur Dil

Editör

Endüstri-Dünyası’nın amacı; endüstriyel mühendisliğine dünyanın her yerinde üretilip Türkiye pazarına sunulan yeni ürünler ve hizmetler ile ilgili bilgi vermektir. Eğer siz de firmanızın yeni ürünlerinin Endüstri Dünyası’nda yer almasını istiyorsanız lütfen teknik basın bültenlerinizi editörlerimize gönderin.

Ürün yazılarımız ile ilgili görüşleriniz ve önerileriniz var ise lütfen editorlerimizle irtibata geçiniz.

Daha Fazla Yazı İletişim