Kesme takımlarında yeni bir dönem
Peter Probert, Avrupalı Uygulama Mühendisi – Tools ve Alfredo Barragan, Kurumsal Uygulama Mühendisi, Saint-Gobain Aşındırıcılar
Günümüzün mücadeleci ekonomik ortamında, ne tür bir işlem olursa olsun devir süresini arttırmak ve durma süresini azaltmak, her zamankinden daha önemli bir hal almaya başladı. Makine teknolojileri hızla gelişiyor ve üreticilerin verimliliklerini arttırmalarına yardımcı oluyor. Ancak aşındırıcı teknolojilerinin zamana ayak uydurması ve çeşitli sektörlere en son teknolojiler ile uyumlu olacak ve bu sektörlerin ihtiyaçlarını karşılayacak kesme takımları sunmaya devam etmesi çok büyük önem arz ediyor.
Bu makalede, Saint-Gobain mühendis ekibi tarafından yapılan testlerin sonucunda ortaya çıkan ve sürekli olarak artan talebi karşılamaya yardımcı olmak için gerçekleşen teknolojik gelişmeler ve pinch taşlamasının faydaları ile finisaj taşlarının, kesme takımlarının üretiminde yerine getirdiği görünmez görevden bahsediyor olacağız.
| Pinch taşlaması nedir? Pinch taşlaması, peel taşlamasının bir varyasyonudur ve dönen çubukların yapmış olduğu yüksek hızlı silindirik taşlama işlemine verilen addır. Ancak Pinch taşlamada, çubuk, karşılıklı duran iki taşın arasından eş zamanlı olarak geçer: kaba işleme taşı ve finisaj taşı. Pinch taşlaması, genellikle niş işler için kullanılan ancak az önce bahsedilen iş ortamından ötürü ve düşük duruş süresi ile çeşitli eylemleri birleştirebilme kabiliyeti sebebiyle çeşitli sektörlerde gittikçe yaygınlaşan bir taşlama şeklidir. Sağladığı yüksek hassasiyet ve küçük, kompleks ürünleri profil taşına ihtiyaç duymadan üretebilmesi ile pinch taşlaması, göz önünde bulundurmaya değer bir teknik olarak göze çarpıyor. Taşlama taşı, CNC kontrolü altında tek noktalı bir araç gibi çalışır, böylece taş değiştirmeden kolayca profil değiştirebilirsiniz. Dahası, geleneksel makinelerin başa çıkmadığı sert yapılı malzemeler için mükemmel bir çözümdür ve azalan küpsel bor nitrür (CBN) giderleri, pinch taşlamasını daha uygun maliyetli bir çözüm haline getirir. Otomotiv sektörü, pinch taşlamaya, oldukça kompleks parçaların gerektirdiği mükemmel hassasiyeti sağladığı için özel olarak ilgi göstermektedir. |  Pinch taşlamada, çubuk, karşılıklı duran iki taşın arasından eş zamanlı olarak geçer: kaba işleme taşı ve finisaj taşı |
Aşındırıcı teknolojisi
Rollomatic, çubuk hazırlığında işlem sayısını ve pazar taleplerini karşılamada hazırlık süresini azaltmak adına ShapeSmart taşlama makinelerinin kullanıldığı pinch taşlama işleminin patentini aldı. Makinelerde yaşanan bu gelişmelere aşındırıcı teknolojleri de hızlı bir şekilde ayak uydurmak zorundaydı. Teknik incelemeler sonucunda, Saint-Gobain Aşındırıcılar, kesme takımları çubuk hazırlığına yönelik pazarda düzenleme başı en yüksek parçalarda optimal besleme oranlarının sağlanması adına iyileştirilmiş çözümler geliştirdi. Norton uygulama mühendisleri, pinch taşlamada kullanılacak ideal tekerleri geliştirebilmek adına faydalandıkları eşsiz mühendislik yaklaşımı ile bu sonuçlara ulaşabilmek için birçok faktörü göz önünde bulundurdular.
Kesme takımı pazarına yönelik ham sert karbür çubuk hazırlığı sürecinde ulaşılması gereken iki ana hedef bulunmaktaydı: İlk olarak, çubukta hassas geometrik boyutlar elde etmeliyiz ve ikinci olarak yüzey finisajına yönelik talep edilen sıkı gereksinimleri karşılamalıyız. Çubuk hazırlığı genel olarak puntasız taşlama makineleri ve OD daldırma veya travers tipi silindirik taşlama makinelerine münferit olarak yerleştirilmiş çubukların kaba işleme ve finisaj işlemlerinden oluşur. Bu çok adımlı operasyonlar, kesme takımı üreticileri için hem zaman hem de para anlamında çok maliyetli olabilir. Bazı durumlarda üreticilerin çubukları tamamlaması için üçüncü bir şahsa göndermesi gerekir ki bu da ek maliyet ve zaman kaybı anlamına gelmektedir.
 V-blok pinch taşlama için sağlam kalır | Pinch taşlama: tek seferde iki iş Ancak, pinch taşlama yöntemini kullanarak iki adımlı işlemi tek adıma indirmek mümkündür. İşlenecek parçanın alt kısmına V-blok ara yatağı ve üst kısmında çelik rulonun yerleştirildiği, karşılıklı duran taşlama taşlarından oluşan bir düzen ile agresif talaş kaldırma oranları elde edilebilirken diğer yandan mükemmel parça simetriği, düşük parça aşınma oranları veya her ikisi sürdürülebilir. Söz konusu pinch taşlama teknolojisi; geliştirilmiş kaba işleme taşı köşe koruması ve optimal taş ve çubuk hız oranlarına yönelik talep dahil sunduğu birçok fayda sayesinde kesme takımı çubuk hazırlığında büyük önem kazandı. |
| Pinch taşlama işleminde kaba işleme ve finisaj taşları parçaları birbirinin peşi sıra eş zamanlı olarak taşlar; kaba işleme taşını finisaj taşı takip eder. Bu, her iki işlemin de aynı travers oranda yürütüldüğü anlamına gelir. Gerek kaba işleme gerekse finisaj taşlarının kesim derinliği (DOC) önceden ayarlandığından kaba işleme taşı ile kaldırılmayan herhangi bir malzeme arkasından gelen finisaj taşı tarafından ‘kavranır’ ve temizlenir. Aşağıdaki resimde bir kaba işleme taşının henüz kullanılmamış hali ile yüzlerce çubuğa pinch taşlama işlemi uyguladıktan sonraki köşe durumu gösterilmektedir; bu, kaba işleme taşında oluşan taş kenarının bozulması ve yarıçap kaybının yaşanması sonucu meydana gelir. |
|
|
Başlangıç taş köşe çapı: 0.05mm
Final taş köşe çapı: 0.5mmFinisaj taşının yerine getirdiği görünmez görev
Pinch taşlama için kullanılan finisaj taşları genellikle 800 ile 1.200 kum ebadı aralığındadır, ki bu da ortalama 5µm elmas taneciği boyutuna denk gelmektedir. Yürütmüş olduğumuz testlerde finisaj taşı için DOC ayarı yarıçap boyunca yaklaşık olarak 0.05mm idi. Kaba işleme taşında oluşan taş köşe bozulması finisaj taşı için belirlenen gerçek DOC’un beklenen 0.05mm’den çok daha büyük olmasına neden oldu - çıplak gözle görülemeyen işlem. Finisaj taşının yerine getirdiği işlemi yükünü iki katına çıkarmak finisaj taşında kum başına çok daha büyük bir güç üretecektir. Bu da yüksek miktarda ısı oluşumu ile sonuçlanacak ve bağlayıcı deformasyonu ile, ki bundan kesinlikle kaçınılmalıdır, finisaj taşının biçiminin bozulmasına neden olacaktır. Bu durum işlenecek parça ile kaba işleme taşı arasında doğru hız oranını seçerek engellenebilir.
Finisaj işlemi tarafından gerçekleştirilen “görünmez” işlemlere diğer bir örnek de yüzey oluşumunda verilebilir. Kaba işleme taşından kaynaklanan yüzey finisajı üzerindeki değişimler finisaj taşı uygulanan yüzey finisajını da etkileyebilir. Kaba işleme taşı ile yapılan yüzey finisajı her zaman fark edilmez, bunun nedeni asıl finisaj işleminin finisaj taşı ile opitimize edilmesidir. Yüzey finisajı kaba işleme taşı ile ne kadar iyi yapılırsa finisaj taşına bir o kadar az iş düşer, bu da daha uzun kullanım ömrü anlamına gelir.
Daha hızlı bir yüzey taşlama işlemi (daha yüksek bir taşlama taşı rpm’si) daha küçük çentikler üretir, bu da parça üzerinde daha ince yapılı bir yüzey finisajı elde edilmesini sağlar. Silindirik taşlamada kaba taşlama taşı ve çubuklar arasındaki hız oranına dikkat etmek diğer bir önemli unsurdur. Bu, taşlama taşının m/s’si ile işlenecek parçanın m/s’si arasındaki oran bulunarak hesaplanır. Benzer parçaların silindirik taşlama işleminde temel kural hız oranını 100:1’de tutmakdır.
Üç adet finisaj resmi taş ve işlenecek parça hızındaki değişimlerin tungsten karbür çubuk üzerinde yüzey finisajını nasıl etkiledğini göstermektedir (sadece kaba işleme taşı). Bu resimlerde yer alan parçada en iyi finisaj işlemi 50 m/s’den daha yüksek bir kaba taşlama taşı hızında elde edilmiştir. RPM’si daha düşük kaba taşlama taşı daha büyük çentikler üretti - bundan dolayı, çubuk yüzeyinde daha yüksek uç noktalar ve çukurlar oluştu. Bu, finisaj taşı gerektiren biraz daha agresif talaş kaldırma oranına neden olmaktadır, ki ancak yüzlerce parçanın işlem görmesi sonucu oluşabilir.
 |  |  |
| Taş hızı: 50 m/s Çalışma hızı: 0.5 m/s Oran: 100:1 En iyi yüzey finisajı 100 hız oranında elde edilir. | Taş hızı: 40m/s Çalışma hızı: 0.5 m/s Oran: 80:1 İşlem hızı sabit tutuldu ancak taş hızı düşürüldü, bunun sonucunda %20 daha düşük bir hız oranı ve daha düşük kalitede bir yüzey finisajı elde edildi. | Taş hızı: 40 m/s Çalışma hızı: 0.35 m/s Oran: 114:1 Düşük kalite yüzey finisajı işlem hızını düşürerek ve hız oranını 114’e yükselterek kısmen giderildi. |
Buradan da anlaşılacağı üzere, pinch taşlama işlemi görünmeyen işçiliğin yanı sıra başka birçok fayda sunuyor. Üreticiler, iki yerine sadece bir işlemde kesme takımı çubuk taşlamayı kullanarak daha iyi bir yüzey finisajının yanı sıra gerek zamandan gerekse maliyetten tasarruf edebilirler.