1.GİRİŞ

2. İŞLENEBİLİRLİK

“Dövme, dökme, haddeleme vb. yöntemlerle üretilen metal parçaların % 80’ninden fazlası

son biçim ve boyutlarına talaşlı üretim yöntemleriyle getirilirler. Talaşlı üretim esnasında

uygun seçilmeyen işleme parametreleri, kesici takımların kırılması, hızlı aşınması ve

deformasyonu gibi sebeplerle kısa sürede kullanılamaz duruma gelmelerine neden olmaktadır.

Bu durum; tezgâh boş zamanının artması, iş parçası boyutlarının bozulması veya işin yüzey

kalitesinin ikinci bir işlem gerektirecek derecede yetersizliği gibi bir dizi ekonomik kayıplara

sebep olmaktadır. Malzemenin işlenebilirlik özelliklerini önceden iyi tespit edilmemişse

yukarıdaki kayıplar kaçınılmazdır.” (Kılıçlı vd, 2004).

Talaşlı imalat endüstrisinde çözülmeye çalışılan başlıca problemlerden biriside

“işlenebilirlik” tir. Her iyi imalatçı üretmek istediği ürünü nasıl daha hızlı, daha ucuz ve daha

kaliteli üretebilirim sorularına cevap aramaya çalışır. İşlenebilirliğin kesin bir tanımı

yapılmamakla birlikte, literatürde çeşitli tanımlar yapılmıştır. Bu tanımlamalara paralel olarak

bir yorum getirecek olursak; Bir üretim sürecinde işlenebilirlik; kesici takımın iş parçasını

kesebilme ve iş parçasının da kesilebilme yeteneklerinin bileşimidir (Çini, 2010).

“Güral ve arkadaşları İşlenebilirliğin standardize edilmiş bazı özelliklere göre tanımlanması

oldukça zor olduğunu belirterek, İşlenebilirliğin genellikle iş parçası malzemesinin, kesici bir

takımla istenilen biçime getirilmesindeki işlenebilme yeteneği olarak tanımlamışlardır. Metal

bir malzemenin metalürjisi, ısıl işlemi, katkı elemanları, kalıntı gerilmeler, yüzey tabakası vb.

malzeme özelliklerinin yanı sıra; kullanılan kesici takımın kesici kenar özellikleri, takım

bağlama biçimi, kullanılan takım tezgâhı ve tezgâhın rijitliği, işleme yöntemi, işleme şartları

da önemli etkiye sahiptir. Talaşlı işlenebilirlik, bir malzemeyi nihai ürün haline getirilmesi

esnasında malzemeden talaş kaldırma kolaylığı veya zorluğudur.”(Güral vd. 1998)

“Değişik özellikteki çok çeşitli malzemeler üzerinde kesici takımların geometrik

performanslarının ölçümü, takım tasarımı ve geliştirilmesi açısından çok önemlidir. Modern

işleme metotları, takım değiştirme zamanını ve maliyetini en aza indirmeyi ve seri üretim

alanlarında çok yönlü kullanmayı gerektirmektedir. Deneysel testlerin büyük bir bölümü bu

hedefe ulaşmak için gerçekleştirilmekte ve işlenebilirlik deneyleri ile olay anlaşılmaya

çalışılmaktadır. Bu testler; iş parçası malzemelerini, kesici takımları ve onların

karakteristiklerini kapsamaktadır.” (Mills ve Redford, 1983).

“İşlenebilirlik uygun kesici takım ve kesme parametreleri kullanılarak, bir malzemeyi (

genellikle metal ) talaşlı imalat yöntemleriyle şekillendirebilmenin nispi kolaylığı veya

zorluğudur.” (Sandvik, 1996)

“İşlenebilirlik bir malzemenin talaş kaldırma işlemini etkileyen özelliklerin tamamı veya talaş

kaldırma yöntemleri ile üretimin kolaylığı veya zorluğudur.”(Yusuf özçatalbaş, doktora tezi)

“İşlenebilirlik çoğunlukla malzemenin özgül bir özelliği olarak algılansa da, sadece işlenen

malzemeye bağlı olmayıp aynı zamanda işleme yöntemi ve işleme parametrelerine de

bağlıdır.”(De Garmo et all., 1997)

“İşlenebilirlik, bir malzemenin istenen yüzey formu ve toleransına getirilmesi için takım ve

işleme parametreleriyle bağlantılı olarak, nasıl kolayca kesilebileceğidir.” (ezugwo,key

improvements in the machining)

En geniş anlamda işlenebilirlik aşağıdaki kriterlere göre tanımlanır:

1. Talaş oluşumu

2. Kesme kuvvetleri

3. Takım ömrü (veya takım aşınması)

4. Yüzey kalitesi

5. Kaldırılan talaş miktarı

6. Yığıntı talaş (BUE Built Up Edge) eğilimi (Oxley, 1989)

İşlenebilirliğe etki eden faktörler

2.1. Talaşlı İmalat ve Talaş oluşumu

Talaşlı üretim işlemi en önemli imalat yöntemlerinden biridir. Talaşlı imalat işleminde iş

parçasını (yarı mamul; döküm, dövülmüş, haddelenmiş) istenilen geometriye getirmek için

üzerindeki fazlalıklar uygun takım tezgâhı (torna, freze, matkap) ve kesici takım kullanılarak

talaşlar şeklinde uzaklaştırılıp, istenilen boyutlar ve yüzey kalitesi sağlanır. iş parçası metal

olduğu zaman işlem metal kesme olarak da isimlendirilir. Talaşlı imalat işleminde etkin olan

kesme hareketi, iş parçasının kesici takım önündeki plastik deformasyonunu ve deforme olan

bu katmanın talaşa dönüşmesini gerektirir (Çiftçi, ders notları, KTEF, 2007).

Talaş kaldırma teorisinin odak noktası talaşın oluşumudur. Talaş, ana malzemeden plastik

şekil değiştirmenin sonucu meydana gelmektedir. Keskin bir uç malzemeye nüfuz ederek

hareket ettiğinde, malzeme ile temas noktasında malzemenin plastik şekil değiştirmesine

neden olan yüksek gerilmeler ve sıcaklıklar meydana gelmektedir. Şekilde talaş kaldırma

modeli görülmektedir. Gerilmeler malzemenin akma sınırını aştığında talaş olarak

adlandırılan belli bir yüzey tabakası, iş parçası boyunca takımın kesme yüzeyinden kayarak

parçadan ayrılır. Talaşın kesici takım kesme yüzeyinde kayması yüksek basınçlar altında

meydana gelir ve oluşan sürtünmeden dolayı takım yüzeyinde yüksek sıcaklıklar oluşur.

Talaş kaldırma belirli boyut, şekil ve yüzey kalitesine sahip bir parça meydana getirmek için

ucu keskin bir takımla ve güç kullanarak, iş parçası (hammadde, taslak) üzerinden tabaka

şeklinde malzeme kaldırma işlemidir. Ayrılan malzeme tabakasına talaş denir. Fiziksel

bakımdan talaş kaldırma işlemi, elastik ve plastik şekil değişimine dayanan, iş parçası ve

takım üzerinde sürtünme, ısı oluşumu, talaşın kırılması ve büzülmesi, işlenen parçanın

yüzeyinin sertleşmesi, takım ucunun aşınması gibi olayların meydana geldiği karmaşık bir

fiziksel olaydır.

Bir parça üzerinden belirli bir malzeme tabakasının kaldırılması için, takımın o malzemeye

nüfuz etmesi gerekir. Bu da, ancak takıma uygulanan kuvvetlerin yeterli ve takım

malzemesinin parça malzemesinden daha sert olması halinde gerçekleşir. Ayrıca takım

ucunun kama şeklinde yapılması olayı kolaylaştıran bir etkendir. (Akkurt, 1992).

Talaş oluşumunu açıklayabilmek için 2 tip kesme modeli geliştirilmiştir.

a-) 2 Boyutlu Ortogonal (Dik) kesme modeli

b-) 3 Boyutlu Oblik (Eğik) kesme modeli

Talaş kaldırma olayını incelemek için kama şeklinde bir kesme ucundan yapılan ve şekil de

gösterilen bir takım/iş parçası modeli oluşturulmuştur.

Şekil üzerinde numaralandırarak talaş oluşumunu basit bir şekilde anlatacak olursak

Burada V kesme hızı (m/min), a kesilmemiş talaş derinliği (mm), a’ kesilmiş talaş kalınlığı

(mm)

I- Kesici takım V kesme hızıyla iş parçasına yaklaşır.

II- Kesici takımın iş parçası temasından sonra, iş parçası farklı mekanik ve termal

kuvvetlere maruz kalır. Devam eden kesme işleminde malzemenin akma sınırına

gelinir. Bu noktaya kadar yapılan işlemler malzemenin elastik deformasyon

bölgesinde olduğundan, bu noktada kesme işlemi durdurulur veya geri çekilirse,

malzeme ilk haline geri dönebilir.

III- Devam eden kesme işlemi ile malzemenin akma sınırı geçilerek, kalıcı

deformasyonların oluşturulduğu plastik davranış bölgesine girilir. Gerilmeler

malzemenin akma sınırını aştığında talaş olarak adlandırılan yüzey katmanları, iş

parçası boyunca takımın kesme yüzeyinden kayarak parçadan ayrılır. Bu bölgede

kuvvetlerin durdurulması veya geri çekilmesi halinde, malzemenin eski haline

dönmesi gibi bir durum söz konusu değildir.

IV- Bu işlemin süreklilik arz etmesi halinde malzemenin talaş oluşumu meydana gelir.

Tornalama, frezeleme, delme veya vida açma gibi talaşlı imalat işlemlerinde iş parçası

yüzeyinden talaşlar şeklinde malzemeler kaldırılır. Talaşlı imalat işlemleri farklılık gösterse

de talaş oluşum mekanizması genelde aynıdır. Esas olarak talaş, bölgesel kayma işlemi ile çok

dar bir bölgede gerçekleşir ( birinci deformasyon bölgesi). Kesici takımın iş parçası ile

temasa geçmesi ile öncelikle iş parçasında elastik ( geçici ) deformasyon oluşur. Devam eden

kesme süreci ile daha sonra iş parçasının akma dayanımı geçilir ve iş parçası malzemesi

plastik ( kalıcı ) olarak deformasyona uğrar. Kesici takım ve iş parçasının nispi hareketi ile

plastik şekil değiştirmenin devam etmesi esnasında tavlanmış iş parçası malzemesinde yüksek

dislokasyon birikmesi oluşur. Yüksek dislokasyon birikmesi de iş parçasında deformasyon

sertleşmesine neden olur. Deformasyon sertleşmesi bir doyum noktasına ulaştığında iş parçası

kaymaya maruz kalır ve deformasyona uğrayan bölge kesici takım talaş yüzeyinden

koparılarak talaşlar şeklinde atılır.(Çiftçi,İ. Ders notları, 2007)

2.1.1Talaş Tipleri

Oluşan talaşlar artık malzemeler olmasına rağmen talaşlı imalat işleminde kullanılan enerjinin

büyük bir bölümü talaş oluşumunda kullanılmaktadır. Talaşlı imalat işlemlerinde işleme şekli

işlenen malzeme ve işleme parametrelerine göre talaşların biçimi değişir. Oluşan talaşların

şekli önemli derecede iş parçasının bitirme yüzeyini ve talaşlı imalat işlemini ( takım ömrü,

titreşim ) etkiler. Talaşlı imalat işleminde talaşlar çok çeşitli olmasına rağmen genel olarak

aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir;

Sürekli talaş

Süreksiz talaş

Dilimli talaş

Yığıntı talaş (YT/BUE)

2.1.1.1.Sürekli Talaş

Sürekli talaş, yüksek kesme hızları ve/veya talaş açılarında sünek malzemelerin işlenmesi

durumunda ortaya çıkan bant, karışık bant, yada seyrek dolanımlı bant biçiminde oluşur.

Talaş oluşumu esnasında malzemenin deformasyonu dar bir kayma bölgesinde gerçekleşir

(1.deformasyon bölgesi) . sürtünmeden dolayı , sürekli talaş ile takım talaş yüzeyinde bir

ikinci deformasyon bölgesi oluşur. Takım talaş sürtünmesi arttıkça ikinci deformasyon

bölgesi kalınlaşır. Sürekli talaş oluşumunda 1. deformasyon bölgesinin kalınlığı artabilir.

Çoğunlukla yumuşak malzemelerin düşük kesme hızlarında ve düşük talaş açıları ile

işlenmesi sonucu oluşur. Bu durum yüzey pürüzlülüğünü arttırır ver kalıcı yüzey

gerilmelerine neden olur. İyi bir bitirme yüzeyi oluşturmasına karşın her zaman tercih

edilmez. Sürekli talaşın uzaklaştırılması için işlemin durdurulması gerekir. Bu durum imalat

zamanının ve maliyeti doğrudan etkiler. Ayrıca talaşın iş parçasına sarılması yüzey kalitesini

de bozar.

2.1.1.2.Süreksiz Talaş

Talaş oluşumundaki süreksiz yapıdan dolayı talaşlı imalat esnasında sürekli olarak kuvvetler

değişir. Sonuç olarak takım tutucunun bağlama elemanlarının ve takım tezgâhının rijitliği

dilimli ve süreksiz talaş oluşan kesme işlemlerinde önemlidir. Bunlar, yeterince rijit değilse,

takım tezgâhı titreşime maruz kalır ve bu da iş parçası yüzeyinin ve boyutlarının istenilen

toleranslar dışına çıkmasına neden olur. Aynı zamanda takım aşınmasını da hızlandırır.

Süreksiz talaşlar çoğunlukla aşağıdaki şartlarda oluşur;

Kırılgan iş parçası malzemeleri işlenirken, çünkü kırılgan malzemelerin talaşlı imalat

işleminde gerçekleşen yüksek orandaki kayma deformasyonuna maruz kalma

kapasiteleri yoktur,

Sert inklüzyon (kalıntı) veya impuriteler (saf olmayan) ihtiva eden malzemeler veya

yapısında grafit lameller ihtiva eden dökme demir gibi malzemeler işlenirken,

Çok düşük veya çok yüksek kesme hızlarında,

Fazla talaş derinliği,

Düşük talaş açısı,

Etkin bir soğutma sıvısının olmaması,

Takım tezgâhının rijitliğinin yetersiz olması

2.1.1.3.Dilimli Talaş

Dilimli ( parçalı veya homojen olmayan ) düşük ve yüksek kayma deformasyonuna uğramış

bölgelere sahip yarı sürekli talaşlardır. Isıl iletkenliği düşük ve dayanımı sıcaklık artışı ile

hızlı bir şekilde azalan metallerde, örneğin titanyum da, bu davranış görülür. Bu talaşlar

testere dişi şeklinde görünüme sahiptirler.

2.1.1.4.Yığıntı Talaş

Talaşlı imalat işlemi esnasında iş parçası malzemesinin kesici takım üzerinde katmanlar

halinde tedrici olarak birikmesi ile oluşan yığıntı talaş (YT), kesme işlemi esnasında kesici

takımın ucunda oluşabilir.(Çiftçi, İ. Kesici takım ders notları, KTEF, 2005)

Şekil a-) sürekli talaş, b-) süreksiz talaş, c-) dilimli talaş, d-) yığıntı talaş

2.2. Kesme Kuvvetleri

Talaş kaldırma işlemi esnasında oluşan kesme kuvvetleri, ısı oluşumu, takım ömrü, işlenen

yüzeyin kalitesi ve iş parçasının boyutları üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Kesme

kuvvetleri aynı zamanda takım tezgâhlarının, kesici takımların ve gerekli bağlama kalıplarının

tasarımında da kullanılır (Trent, 1989; şeker vd, 2002). Tornalama işlemi esnasında oluşan

kuvvetler şekil ‟de şematik olarak gösterilmiştir (DeGarmo et al, 1997).

Burada kesme kuvvetinin üç bileşeni mevcuttur.

1. Esas kesme kuvveti (Fc): Kesme hızı yönünde etki eder. En büyük kuvvet olup

metal kesme işleminde harcanan gücün genelde % 99‟una karşılık gelir.

2. ilerleme kuvveti (Ff): Kesici takımın ilerlemesi yönünde etkiyen kuvvettir.

Kesme kuvvetinin ekseriyetle yaklaşık %50‟si kadardır fakat ilerleme hızının kesme

kuvvetiyle karşılaştırıldığında çok küçük olduğu için metal kesme işlemindeki gerekli

gücün çok az bir kısmına karşılık gelir.

3. Radyal kuvvet (Fr): işlenen yüzeye dik etkiyen kuvvettir. Bu kuvvet de ilerleme

kuvvetinin yaklaşık %50‟si kadardır (DeGarmo et al, 1997).

Bileşke kuvvet bu üç kuvvetin vektörel olarak toplanması ile elde edilir ve aşağıdaki eşitlikle

hesaplanır: F= F2c + F2

f + F2r

2.3.Takım Aşınması ve Takım Ömrü

Talaş kaldırma işleminde iş parçası/takım ve takım/talaş ara yüzeylerindeki sürtünmelerden

dolayı meydana gelen ısı, takımın aşınmasına ve plastik deformasyonuna sebep olur. Plastik

deformasyon işlemi ve sürtünme sonucunda açığa çıkan enerjinin çoğu ısıya dönüşür. Oluşan

ısının büyük bir kısmı talaşla taşınmasına rağmen, takım ucunda kalan kısmı da kesme

şartlarına, iş parçası ve takım çiftine bağlı olarak yüksek sıcaklıklar oluşturur. Takım ucunda

oluşan bu yüksek sıcaklıklar ve mekanik gerilmelerden dolayı kesici takım tedrici veya ani

olarak malzeme kaybına maruz kalır.[Yusuf ŞAHİN, talaş kaldırma prensipleri 2, sf. 1,]

Takım aşınması, kesici takım malzemesinin iş parçası malzemesiyle temas ettiği bölgelerde

tedrici olarak kaybolması olarak tanımlanabilir.[Altıntaş,Y. Metal cutting mechanics, machine

tool vibrations, and design Sf 53 ]

Talaş kaldırma sırasında meydana gelen sürtünmeler ve sıcaklık takım aşınmasına neden olur.

Bu olayda sürtünme esas nedendir, sıcaklık ise takımın aşınmaya karşı mukavemetini azalttığı

için olayı hızlandıran bir etkendir.( AKKURT, M. Talaş kaldırma yöntemleri ve takım

tezgâhları, Sf 39.)

Aşınma, kesici takımın malzeme kaybından ileri gelen ve ilk şekline göre oluşan

farklılıktır.(Mills, B. Redford, A. H, machinability of engineer metarials, Applied Science

publishers Ltd., Newyork, 1993. )

Takım aşınması, kesici kenar üzerine uygulanan yük faktörleri bileşiminin bir etkisidir.

Kesici kenarın ömrü, kenar geometrisini değiştirmeye çalışan bu faktörler sayesinde

belirlenir. Şekilde takım aşınma yüzeylerindeki gerilmelerin dağılımı gösterilmiştir.

Takımların performansına etki eden en önemli üç malzeme karakteristiği; kırılma direnci,

plastik deformasyon direnci ve aşınma direncidir. Takımlarda kullanılan kaplama ana

malzemesinin mekanik özellikleri ve kompozisyonu takım malzemesinin kırılma direncini ve

deformasyon direncini belirler. Kaplamalar, aşınma direncini artırırlar ve kesici kenardaki

sıcaklık ve kesme kuvvetlerindeki artışları azaltabilirler. Böylece dolaylı olarak takım

deformasyon ve kırılma davranışlarına etki ederler. Talaş kaldırma sırasında sert kaplama

zamanla zayıflar ve özelliğini kaybeder. Kesici takım ana malzemesi ortaya çıktıkça takım

ucundaki sıcaklıklarda ve kesme kuvvetlerinde hızlı artışlar görülmektedir. Talaş kaldırma

işleminin başladığı andan itibaren kesme hızının maksimum olduğu noktada aşınma

başlamaktadır. Gerçekleştirilen deneylerde tüm takımlarda aşınma serbest yüzeyde meydana

gelmiştir. Aşınmalarda ilk andaki görülen hızlı artıştan sonra aşınma hızı yavaşlamakta ve

doğrusal olarak artışına devam etmektedir. Takımın ömrünü tamamlamasına yakın aşınma

tekrar hız kazanmakta ve kesme işlemine devam edildiği takdirde takım ömrü sona

ermektedir. Aşınmanın doğrusal eğimi ne kadar az olursa, takım ömrü o kadar büyük

olmaktadır. Bu nedenle kesici takımların sertliği arttıkça aşınma doğrusunun eğimi

azalmaktadır. Şekil 7.16' de serbest yüzey aşınmasının takım ömrü süresince gelişimi

gösterilmiştir.(Çakır 1999)

Takım ömrü, pratik çalışmalarda istenilen boyutta ve yüzey kalitesinde iş parçalarını üretmek

için takımın kesme yeteneğini kaybetmesidir. Başka bir ifadeyle iki bileme arasında geçen

zaman “takım ömrü” olarak adlandırılabilir. Ancak her bir takım için takım ömrü kesme

şartlarına bağlı olarak farklı olacaktır.

2.3.1. Kesici Takımlarda Aşınmayı Etkileyen Faktörler

Aşınmaya sebep olan asıl yük faktörleri

Mekanik faktörler

Isıl faktörler

Kimyasal faktörler

Aşındırıcı faktörler

2.3.1.1.Mekanik Yük Faktörleri

Kesme kuvvetleri, dinamik titreşimler gibi mekanik faktörler, talaş oluşum sırasında meydana

gelen yüklerin etkisinde oluşan aşınmalar olarak ele alınır. Bunların en önemlileri değişen

talaş derinliğinden, kesintili işlemeden kaynaklananlar ve frezelemede görülenlerdir.

2.3.1.2.Termal (ısıl) Yük Faktörleri

Talaş kaldırma işlemi, talaş yüzeyinde ve kesici ucun yan yüzeyinde çok miktarda ısı

oluşmasına sebep olmaktadır. Termal yükün büyük bir kısmı takım malzemesi üzerindedir ve

frezelemede olduğu gibi bazı işlemlerde kesici kenarlar iş parçasından ayrılırken ve tekrar

girerken, dinamik faktörlerin sonucunda ısı ortaya çıkmaktadır.

2.3.1.3.Kimyasal Yük Faktörleri

Talaş kaldırma işlemi sürekli olarak yeni bir metal ara yüzeyi oluşturulması anlamı

taşımaktadır. Talaş oluşumu sırasında takım ve iş parçası ara yüzeyi boyunca çok yüksek

sıcaklık ve basınçta zorlama vardır. Oluşan kesici takım-talaş ara yüzeyleri metallerin

kimyasal reaksiyonları ve difüzyon için oldukça elverişli bir ortam hazırlamaktadır. Ayrıca

kesici takım malzemesi ile iş parçası malzemesinin kimyasal olarak birbirine olan ilgisi de

aşınmayı etkileyebilir. İşleme esnasında, malzemelerin birbirine kolay veya zor kaynak olma

eğilimleri buna örnek verilebilir.

2.3.1.3. Aşındırıcı Faktörler

En yaygın aşınma tiplerinden biridir. Genellikle iş malzemesine ait sert Parçacıklar nedeniyle

ortaya çıkar. Bu durum, iş parçası yüzeyi ile takım arasına giren sert parçacıkların neden

olduğu taşlama işlemine benzer bir durumdur (Şekil 7,3). Pek çok iş parçası malzemesi;

işlenmesi sırasında sertlikleri takım malzemesi ile karşılaştırılabilecek kadar yüksek çeşitte

oldukça sert partiküller görülmektedir. Bu partiküller malzeme miktarının çok büyük kısmını

oluşturmasalar bile işleme sırasında tüm işlenecek malzemenin kesici kenardan geçmesiyle

değişen miktarlarda aşındırma etkisi sağlamaktadırlar. Bu aşınma tipi kesici ucun serbest

yüzeyinin aşınmasına yol açar. Kesici kenarın abrasif aşınmaya dayanma kabiliyeti önemli

ölçüde ucun sertliğine bağlıdır.

Bu faktörlerden dolayı talaş kaldırma sırasında oluşan birkaç temel aşınma mekanizması

aşağıda sıralanmıştır. (şekil ) (özçatalbaş sf 19)

1. ) Sürtünme ile aşınma

2. ) Difüzyon ile aşınma

3. ) Yorulma ile aşınma

4. ) Yapışma ile aşınma

2.3.2. Kesici Takımlarda Aşınma Mekanizmaları

2.3.2.1. Abrasif (aşındırıcılarla) Aşınma

İş parçası yüzeyi ile takım arasına giren sert parçacıkların neden olduğu taşlama işlemine

benzer bir durumdur. En çok görülen aşınma tiplerinden biridir. İşleme esnasında sert

tanecikler, yumuşak malzemenin yüzeyinden parçacıklar koparması şeklinde görülür.

Genellikle kopan parçacıklar malzemelerin ara yüzeylerinden uzaklaşır ve yapışma olmaz. Bu

nedenle yüzeyde malzeme kaybının fazla olduğu aşınma tipidir.

Kesici kenarın abrasif aşınmaya karşı direnç kabiliyeti önemli ölçüde sertliğine bağlıdır.

Sert parçacıkların yoğun bir şekilde sıkıştırılması ile oluşan takım malzemesi abrasif

aşınmaya karşı koyabilecektir. Fakat işleme sırasında oluşan diğer yük faktörleri ile başa

çıkacak şekilde donatılmış olmayabilir. Abrasif aşınma takım talaş yüzeyinde ise krater

oluşmasına sebep olur, (Şeker, 1997).

Şekil 2.3.1 abrasif aşınma

2.3.2.2. Difüzyon Aşınması

Talaş ve takım malzemesi arasındaki temas yüzeyinde, artan sıcaklık ve basınca bağlı olarak

difüzyonlar meydana gelmektedir. Takım talaş ara yüzünde her iki yöne doğru gerçekleşen

atomsal düzeydeki yayınım nedeni ile takım malzemesi mikro yapısal değişime

uğrar.(özçatalbaş, Y. Doktora tezi, sf 20.)

Difüzyon aşınmasında talaş kaldırma işlemi sırasında oluşan kimyasal yükler daha etkilidir.

Takım malzemesinin kimyasal özellikleri ve takım malzemesinin iş parçası malzemesine olan

birleşme eğilimi; difüzyon aşınma mekanizmasının oluşumunu belirlemektedir. Bu süreçte

takım malzemesinin sertliği çok fazla etkili değildir. Malzemeler arasındaki metalürjik ilişki

aşınma mekanizmasının büyüklüğünü tayin eder. Bazı takım malzemeleri bazı iş parçası

malzemelerine karşı yüksek birleşme eğilimine sahipken, bazılarında iş parçası

malzemelerinin çoğuna karşı birleşme eğilimi yoktur.(ÇOLAK,O.,Doktora tezi, sf80.)

Örneğin; Tungsten karbür ve çelik birbirine karşı difüzyon aşınma oluşmasına sebep olan

birleşme eğilimine sahiptirler. Bunun sonucu olarak takımın kesme yüzeyinde bir çukur

oluşması söz konusudur. Bu tür aşınma daha çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleştiğinden

dolayı yüksek kesme hızlarında daha büyüktür. Atomik değişim ferrit ve karbonun iki yollu

transferi ile oluşur. Ferit çelikten takıma transfer olurken daha küçük boyuttaki takımdaki

karbon atomu da talaşa nüfuz etmektedir.

2.3.2.3. Adesiv Aşınma

Genellikle takımın talaş yüzeyindeki düşük ilerleme sıcaklıklarından dolayı ortaya çıkar

(Şekil 7.6). Çelik, alüminyum ve dökme demir gibi uzun ve kısa talaş oluşumunun söz konusu

olduğu malzemelerde görülür. Bu aşınma mekanizması genellikle kenar ile talaş arasında

yığma kenar oluşumuna neden olur. Yığma kenar oluşumu talaş tabakalarının sürekli olarak

kesici kenar üzerine kaynak olup kenarın bir parçası haline gelmeleri işlemidir. Bu kenarın

çok fazla büyümesi ve bir noktada kopması, kesici kenar üzerinden bir kısım malzemenin de

yığma kenar ile uzaklaşmasına neden olur. Bazı kesici takım malzemeleri ve sünek çeliklerde

yığma kenar oluşumu diğerlerine göre çok daha fazladır. Belirli bir sıcaklık aralığında takım

ve iş parçası malzemeleri arasındaki afinite ve kesme kuvvetlerinden dolayı ortaya çıkan yük

adeziv aşınmayı oluşturan nedenlerdendir. Belirli bir malzemenin işlenmesi esnasında bu

aşınma türü talaş derinliğinin maksimum değerinde hızlı bir bölgesel aşınmaya neden olur. Bu

temel aşınma mekanizmaları genellikle iş parçası malzemesi ve kesici kenarın kesmeye

katılan kısmı üzerinde etkide bulunurlar. Takım-iş parçası malzeme çiftine göre takım

üzerinde oluşan aşınma tipi değişir. Bu aşınma mekanizmalarının tam anlamıyla anlaşılması

takım aşınma tiplerinin analizini ve işlemler için doğru takım seçimini önemli ölçüde

kolaylaştıracaktır.

2.3.2.4. Yorulma Aşınması

Termo-mekanik bir kombinasyonun sonucudur. Sıcaklıktaki dalgalanmalar ve takıma etkiyen

kesme kuvvetlerinin sıfır ile maksimum değerler arasında değişmesi kesici kenarın

çatlamasına ve kırılmasına yol açar (Şekil 7.5). Aralıklı kesme işlemi ucun sürekli olarak

ısınıp soğumasına ve talaş ile temasta olan kesici kenarda şok etkisine neden olur. Bazı takım

malzemelerinin diğer takım malzemelerine göre yorulma aşınmasına daha duyarlı olduğu

bilinmektedir. Mekanik yorulma kesme kuvvetlerinin kesici kenarın mukavemetinden çok

daha büyük olduğu durumlarda görülür. Bu durum sert ve dayanıklı iş parçası

malzemelerinin çok yüksek ilerleme hızlarında işlendiği veya takım malzemesinin yeterince

sert olmadığı durumlarda söz konusudur. Bu gibi durumlarda plastik deformasyon oluşur.

2.3.2.5. Oksidasyon Aşınması

Yüksek sıcaklık ve havanın varlığı birçok metal için Oksidasyon demektir. Oksitler

birbirlerine göre farklılık gösterirler. Tungsten ve kobalt gözenekli oksit film tabakaları

oluştururlar, ancak bu tabakalar talaş ile yüzeyden uzaklaştırılabilirler. Alüminyum oksit gibi

bazı oksitler ise son derece dayanıklı ve serttir. Bu bazı takım malzemeleri için kesici takımın

aşınması söz konusudur. Özellikle kesici kenarın talaş ile temasta olan kısmında, talaş

genişliğinin sona erdiği noktada (talaş derinliğinde) havada kesme işlemine etkide bulunur

ve Oksidasyon nedeni ile kenarda çentikler oluşur. Oksidasyon aşınması günümüzde talaşlı

imalat alanında pek yaygın olmayan bir aşınma tipidir.

2.3.3. Kesici Takımlarda Aşınma Tipleri

Kesici takımlarda görülen başlıca aşınma tipleri aşağıdaki gibi sıralanmıştır.

1. Serbest (yan) yüzey aşınması

2. Krater aşınması

3. Plastik deformasyon

4. Çentik aşınması

5. Termal (ısıl) çatlaklar

6. Mekanik yorulma çatlakları

7. Parçacık kopması (dökülme)

8. Kesici kenarın kırılması

9. Yığılma

Şekil 2.3.2 (Çini,2010)

2.3.3.1. Serbest (yan) Yüzey Aşınması

Krater aşınması veya çukur aşınma olarak bilinen aşınma tipi, talaş yüzeyinde abrazif ve

difüzyon aşınma mekanizmaları sebebiyle oluşur. Talaşın oluşumu sırasında ve sonrasında

ana kesici kenar, yardımcı kesici kenar ve köşe radyüsü veya paralel kenar iş parçası ile

temasıyla oluşur. En yaygın aşınma tiplerinden biridir. Serbest yüzey aşınmasında belirli bir

değerin üzerine çıkmasıyla yüzey kalitesi kötüleşir, hassasiyet azalır, sürtünme artar.

2.3.3.2. Krater Aşınması

Krater, talaş kaldırma esnasında sert parçacıkların takımın talaş yüzeyinde taşlama işlemine

benzer bir işlem gerçekleştirmeleri sonucunda veya takım ile talaş malzemesi arasında, talaş

yüzeyinin en sıcak kısmında oluşan difüzyon nedeniyle ortaya çıkar (Şekil). Krater

aşınmasının belli bir değerin üzerine çıkması halinde kesici kenarın geometrisi değişir ve uç

zayıflar.

2.3.3.3. Plastik Deformasyon

Plastik deformasyon kesici kenar üzerinde yüksek sıcaklıklar ve yüksek basıncın bir

kombinasyonu sonucunda oluşur. Kesici kenarın bu şekilde (Şekil 7.9) deformasyona

uğraması daha yüksek sıcaklıkların oluşumuna, geometri deformasyonuna ve talaş akışının

değişimine neden olacaktır.

2.3.3.4. Çentik Aşınması

Yardımcı kesici kenarda çentik aşınması tipik bir adhezif (yapışma) aşınması olmakla beraber

oksidasyon aşınma mekanizması ile büyüyebilir. Çentik, kesici kenar ile parça malzemesinin

birleştiği yerde oluşur. Kesici kenarda çentik oluşması mekanik yüklerin bir sonucudur ve

genellikle daha sert malzemelerin işlenmesi sırasında oluşur. Aşırı çentik aşınması, bitirme

talaşında yüzey dokusunu (yüzey pürüzlülüğü) etkiler ve özellikle kesici kenarın dayanımını

zayıflatır.

2.3.3.5. Termal (ısıl) Çatlaklar

Termal çatlaklar, çoğunlukla termal çevrimlerden (ısıl değişikliklerden) kaynaklanan yorulma

aşınmasıdır. Özellikle, frezelemede oluşan sıcaklık değişimleri bu tip aşınmanın oluşmasına

sebep olur. Bu aşınma sonucunda kesici kenara dik çatlaklar meydana gelir (Şekil 7.11) ve

takım malzemesi kenarda dışa doğru zorlanır. Bu zorlanma sonucunda takım malzemesinde

ani kırılma ve ucun kullanılmaz hale gelmesi söz konusudur. Kesme esnasında değişen talaş

kalınlıkları da sıcaklık oluşumuna etkide bulunur.

2.3.3.6. Mekanik Yorulma Çatlakları

Kesme kuvvetlerindeki ani değişimler sonucunda ortaya çıkarlar. Mekanik yükün kendi

başına çatlak oluşturacak büyüklükte olmamasına rağmen mekanik yükteki sürekli değişim

çatlağa neden olur (Şekil 7.12). Kesmenin başlangıcında ve kesme kuvvetinin büyüklüğü ve

yönündeki değişimler kesici ucun mukavemetinden ve tokluğundan fazla olduğunda bu tip

aşınma gözlenir.

2.3.3.7. Parçacık Kopması (dökülme)

Kesici kenarda meydana gelen çentiklerin sebeb olduğu, kesici kenar hattındaki küçük

boyutlu kırılmalardır. Yükleme ve yükün kaldırılmasından kaynaklanan bu yorulma; kesici

takım malzemesinden küçük parçacıkların takım yüzeyinden ayrılmasına sebep olmaktadır.

Çoğunlukla, kesikli (darbeli) çalışma bu tip aşınmaya sebep olur. Kenardaki aşınmanın,

çentiklenmeye mi yoksa yanak aşınmasını mı gösterdiği çok dikkatli incelenmelidir.

Çentiklenme veya parçacık kopmaları (parçalanma) bu tip kenar kırılmalarının

çeşitlerindendir.

2.3.3.8. Kesici Kenarda Kırılma

Kesici kenarın ömrünü tamamlamasına neden olan bir aşınma tipidir. Kenardaki büyük

miktarlardaki kırılma mümkün olduğunca kaçınılması gereken en tehlikeli aşınma türüdür.

Kenarın kırılması birçok diğer aşınma tipi içinde kesicinin ömrünü tamamladığı anlamına

gelmektedir. Geometrinin değişimi, kenarın zayıflaması, sıcaklıktaki ve kuvvetlerdeki artışlar

kesici kenarın bu tip bir aşınmaya maruz kalmasına neden olur. Yüksek kesme hızlarında ve

diğer talaş kaldırma koşullarında kesici kenar üzerinde oluşan çeşitli gerilmeler kesici ucun

mukavemet sınırını aştığı anda kırılmanın oluşumu kaçınılmazdır

2.3.3.9. Yığılma

Önemli ölçüde sıcaklığa dolayısıyla kesme hızına bağlı bir aşınma türüdür. Takım yüzeyine

kaynak olan malzemeden dolayı ortaya çıkan, takım yüzeyinden parçacık kopmasına neden

olan yığma kenar istenmeyen durumdur (Şekil 7.15). Yığma kenar oluşumuna iş parçası ve

takım arasındaki afinite de etkide bulunur. Düşük sıcaklıklar ve yüksek basınçlar iş parçası

malzemesinin takım yüzeyine kaynak olmasına neden olur. Yığma kenar oluşumuna sebebiyet

veren sıcaklık ve kesme hızları bilindiğinden bu tip aşınmanın kolaylıkla önüne geçilebilir.

Şekil 7.15. Yığma Kenar Oluşumu

Birçok modern talaş kaldırma işleminde kesme hızları yığma kenar oluşum alanının çok

üzerindedir ve birçok kalite yığma kenar oluşumuna engel olacak şekilde seçilir. Yığma kenar

oluşumuna izin verildiği takdirde yüzey kalitesi bozulur ve bu oluşum devam etmesi halinde

kenarın kırılması ve hatta ömrünü tamamlaması söz konusu olabilir. Yukarda ana aşınma

tiplerinden bahsedilmiştir. Bu aşınma tiplerinden bazıları aşınma olmayıp kesici ucun aniden

kırıldığı durumlardır ve bu durumların önüne geçilmesi şarttır. Daha çok serbest yüzeyde

görülen düzenli bir aşınma kesici kenarın ne zaman değiştirileceğini belirlemesi sayesinde

optimum takım ömrü sağlayacaktır. Önemli ölçüde sıcaklığa dolayısıyla kesme hızına bağlı

bir aşınma türüdür. Takım yüzeyine kaynak olan malzemeden dolayı ortaya çıkan, takım

yüzeyinden parçacık kopmasına neden olan yığma kenar istenmeyen durumdur.

2.4. Yüzey Pürüzlülüğü

Talaş kaldırma işleminde, tezgâha girişlerin ve tezgâha dâhil diğer önemli işlemlerle birlikte

çıkışlarında dikkate alınması gerekir. Bunlar arasında kesici takım malzemeleri, işlenecek iş

parçası, tezgâhın kinematiği, rijitliği ve ekonomikliği sayılabilir. Yüzey pürüzlülüğü ve

hassasiyet ürünün son amacını belirlediğinden en önemli çıkış parametreleridir. İmalatta

işlenmiş yüzey hassasiyetinin elde edilmesi her zaman önemli çıkış parametrelerinden biri

olmaktadır. Yüzey hassasiyeti pek çok parametreyi içine alan bir terim olup, bunlar özetle

yüzey bitimi ve çatlaklardan arınma, kimyasal değişme, yanma, dönüşme ve aşırı temperleme

şeklinde termal hasar ve kalıcı çekme gerilmesi olarak sayılabilir. Bunlardan son bitirme

yüzeyi talaş kaldırma işleminde en önemli unsur olup, diğerleri esas olarak taşlanmış

yüzeylerle alakalıdır.

Talaş kaldırma işleminde amaç, parça yapım resminde belirtilen tolerans derecesine göre

parçaların istenilen geometrik ölçü veya yüzey kalitesinde parça imal edilmesidir. Makine

parçasının geometrisi, boyutu ve yüzey kalitesi işleme kalitesini oluşturur. Ancak parça yapım

resminde gösterilen ideal ölçülere göre üretimi tamamlanan parça üzerinde boyut, yüzey

kalitesi ve geometrisi yüzünden yönünden bazı hatalar ortaya çıkabilir. Bu hatlar “tolerans”

olarak adlandırılır ve parçanın kullanıldığı yere göre müsaade edilen belli bir değerde

tutulduğu takdirde parçanın çalışmasına engel teşkil etmez. Bu toleranslar da parçanın hem

boyut hem de yüzey kalitesini meydana getirirler. Ancak hatalar (tolerans) ne kadar küçük

olursa o kadar yüksek yüzey kalitesi elde edilir. İmalat mühendisliği açısından parçaların

kullanılacağı yere göre ekonomiklik de dikkate alınarak parçanın uygun yüzey kalitesinde

işlenmesi gerekir. Bu işlemlerde gerçekleştirecek üretim metodunun yanında yüzey kalitesi

toleransı ve maliyet arasında bir uzlaşma sağlanmalıdır.(Şahin,Y.Talaş kaldırma prensipleri.Sf

185 )

Malzemelerin işlenmesi esnasında kullanılan her bir parametre yüzey hassasiyetini

etkilemektedir. Yüzey pürüzlülüğü de yüzey kalitesini belirleyen parametrelerden biridir.

Ayrıca ilerleme miktarı, paso derinliği, kesme hızı, devir sayısı, soğutma sıvısı ve tezgâhın

rijitliği gibi parametreler yüzey kalitesini etkileyen başlıca parametrelerdir.

İşlenmiş parça yüzeylerinin tribolojik özellikleri, yüzey dokusundan birinci derecede

etkilenmektedir. Yüzey pürüzlülüğü sadece aşınma, sürtünme ve yağlama gibi tribolojinin

geleneksel konularında değil aynı zamanda sızdırmazlık, hidrodinamik, elektrik, ısı ilet imi

vb. farklı alanlarda da dikkate alınması gereken önemli bir faktördür. Bu yüzden makine

parçalarında yüzey pürüzlülük değerinin tespiti oldukça önemlidir (Çoğun v.d. 2002).

Yüzey pürüzlülüğü, kullanılan imalat metotları ile ve başka etkilerle ortaya çıkan, genellikle

başka düzensizliklerle sınırlanan, oldukça küçük aralıklı yüzey düzensizlikleridir. Kesici

takımdan veya üretim sürecindeki diğer problemlerden kaynaklanan yüzey düzensizlikleri

pürüzlülük olarak tanımlanır. Pürüzlülük çapraz ilerleme izleri ile diğer düzensizlikleri

kapsar. Talaş kaldırma işleminin amacı, parçalara sadece bir şekil vermek değil, bunları

geometri, boyut ve yüzey bakımından parça resminde gösterilen belirli bir doğruluk

derecesine göre imal etmektir. Buna işlem kalitesi denilmektedir. Parçanın geometri, boyut ve

yüzey doğruluğunu kapsayan yüzey kalitesi, günümüzde talaş kaldırma işleminin en önemli

özelliğidir. Boyut kalitesi, parçanın gerçek boyutları arasında müsaade edilen saplamalardır.

Bu sapmalar boyut toleransları ile ifade edilir. Boyut toleransları imalat kalitesine ve boyutun

büyüklüğüne göre tayin edilirler. Geometri kalitesi, müsaade edilen şekil ve konum

sapmalarını içerir. Bunlar ideal silindirik şekle göre sapmalar, ideal yüzeye göre sapmalar ve

eksensel sapmalar olmak üzere üç gruba ayrılır (Korucu, 1996).

2.4.1. Yüzey Pürüzlülüğünün Oluşumu

Kesme işlemlerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisi 2 bağımsız değişkenle özetlenebilir.

2.4.1.1. İdeal yüzey pürüzlülüğü

Kesici takımlardaki hatalar, vuruntular, kaleme yapışan talaş yığılması gibi faktörler

azaltıldığında, kesici uç biçimine ve ilerlemeye bağlı oluşturulan en iyi bitirme değerlerini

gösterir. Sayısal karşılaştırmalar ve analizler için, bir dizi veya tek bir faktöre göre işlenmiş

yüzeyin pürüzlülüğünü belirlemek çok kullanışlı bir yöntem olabilir. Bu amaçla en genel

kullanılan dizi “Ra” aritmetik ortalama değeri olarak bilinir.

Genellikle, pratik kesme işlemlerinde kullanılan takımların uçları yuvarlatılmıştır. İdeal

şartlarda bu tür bir takımla işlenen yüzey şekil 1.9’da gösterilmiştir. Böyle bir yüzey için

matematiksel ortalama pürüzlülük değerini veren teorik eşitliğin esası, uç kavis yarı çapı ve

ilerleme ile yakından bağıntılıdır.

2.4.1.2. Tabii yüzey pürüzlülüğü

Tabii yüzey pürüzlülüğü, gerçek yüzey pürüzlülüğünün büyük bir kısmını içerir. Tabii yüzey

pürüzlülüğünü takım tezgâhı, iş bağlama sistemi, takım sistemi ve çalışma ortamı gibi

faktörler etkiler. Bununla birlikte kesici kenardaki yığılmalar da tabii yüzey pürüzlülüğünü

arttıran faktörlerdendir. Kesme hızındaki artışla ideal yüzey pürüzlülüğüne yaklaşılabilir. Uç

yarıçapı sabit kalmak şartıyla, ilerleme hızındaki artış ise yüzey pürüzlülüğünü arttırır.

Talaş kaldırma işlemi ile işlenen yüzeylerde dalga ve pürüzlülük olmak üzere iki türlü yüzey

sapması meydana gelir. Dalga geometrik sapmalar grubuna dahildir; dolayısıyla yüzey

kalitesini esasen yüzey pürüzlülüğü tayin eder (Şekil 9.1). Standartlara göre yüzey

pürüzlülüğünün değerlendirilmesi belirli kıstaslara göre yapılır. Bu kıstaslara göre pürüzler,

yüzeye dik olan bir kesitte, belirli bir numune uzunluğu boyunca, belirli bir referans profiline

ve profil ortalama çizgisine göre tayin edilir. Referans profil olarak genellikle geometrik

profil alınır. Profil ortalama çizgisinin yeri, bu çizginin üstünde ve altında kalan alanların

toplamı birbirine eşit olacak şekilde belirlenir. Yüzey pürüzlülüğü yüzey pürüzlülüğünün

derinliği (Rt), yüzey pürüzlülüğünün düzeltilmiş derinliği (Rp) ve yüzey pürüzlülüğünün

aritmetik ortalama değeri (Ra) gibi kıstaslara göre değerlendirilir. (Rt) referans profile göre

en derin pürüzün değeri, (Rp) referans profil ile profilin ortalama çizgisi arasındaki mesafe,

(Ra) ise ortalama çizgiye göre pürüz yüksekliklerinin veya derinliklerinin mutlak değerlerinin

aritmetik ortalamasıdır. Pratikte yüzey kalitesi genellikle (Rp) veya (Ra)’nın değerleri ile

ifade edilir.

2.4.2. Yüzey Pürüzlülüğünü Ölçme Teknikleri

Yüzey pürüzlülüğü araştırılacak yüzeyin özelliği bilinen bir yüzeyle karşılaştırılmasıyla,

izleyici problarla veya optik cihazlarla ölçüm yapılması ile belirlenir.

10

Temas metodu: Yüzey üzerinde dolaştırılan bir probun sürtünme katsayısı bilinen bir yüzeye

göre elde edilen neticelerinin karşılaştırılması esasına dayanır.

Mekanik metot: Çelik bilye kullanılarak en düşük 500 g ağırlığın yüzeyde; yüzeyin

içine doğru 1 mikronluk yer değiştirmesi ile yapılan yüzey pürüzlülüğü ölçme tekniğidir.

Hidrolik metot: Belli eğim ve uzunluktaki bir düzlemde ve belli hacimde yağ damlasının

akış süresi ile pürüzlülük değeri arasında kurulan bir ilişki ile pürüzlülük değeri ölçülmesi

esasına dayanır.

Yüzey dinamometresi metodu: iki yüzey arasındaki sürtünme katsayısı, parçaların

pürüzlülük değerine bağlıdır. iki parça birbiri üzerinde kaydırılarak ve uygulanan kuvvet

dinamometre ile ölçülerek pürüzlülük hakkında bilgi edinilebilir.

X ışını metodu: Mikroskop altında yüzey düzensizliklerinde küçük açılarla gönderilen X

ışınları ile 0,00254–0,0508 μm arasındaki pürüzlük değerleri ölçülebilir.

Elektron mikroskobu metodu: Elektron mikroskobu en küçük düzensizlikleri ölçme gücüne

sahip olmasına rağmen ölçme boyutunun küçük tutulması zorunluluğu ve görüntünün

kopyalanması gibi sorunlar bu metodu sınırlamaktadır.

Replika metodu: Parça üzerindeki konumu nedeniyle ölçüm yapılacak yüzeye erişilemediği

durumlarda yüzeye selüloz - asetat filmi, asetonla yumuşatılarak sertleşene kadar temizlenmiş

yüzeye bastırılırsa elde edilen maske yüzey karakteri hakkında %80 oranında bilgi verir.

Elektro fiber optik metot: Yüzey pürüzlüğü ölçülecek malzeme X,Y yönünde hareket

edebilen tablaya bağlanarak yatay konuma getirilir. Fiber optik algılayıcı ile parça yüzeyine

dik olarak ışın gönderilir. Parça yüzeyinin pürüzlülüğüne göre dağılan ışınlar fiber optik

algılayıcılara bağlanmış foto algılayıcılarla yorumlanarak pürüzlülük değeri bulunur (Özses,

2002).

Çeşitli şekillendirme işlemleri sonucu oluşan yüzey pürüzlülük değerlerini belirlemek için

farklı metotlar mevcuttur. Talaşlı imalat metotlarıyla elde edilen yüzeylerin pürüzlülük

değerlerinin belirlenmesinde izleyici uca sahip cihazlar kullanılır.

İzleyici uçlu cihazlar: Çok sivri bir izleyici ucun parça üzerinde değerlendirme uzunluğu

boyunca hareket ettirilmesi ve hareket esnasında oluşan titreşimlerin büyütülerek hareketli bir

şerit üzerine aktarılması veya elektronik cihazlar yardımıyla yorumlanması esasına dayanır.

İzleyici ucun inceliği ölçüm esnasında doğruluk açısından önem arz ettiğinden genelde iğne

olarak 90° uç açılı ve 4-12 μm yarıçapa sahip iğneler kullanılmaktadır. Kullanımı en kolay ve

ideal bir ölçüm sistemidir (Bayrak, 2002).

Optik metot: Bir yüzey üzerine yansıtılan ışının geliş açısı ile yansıma açısı aynı olacaktır.

Pürüzlü yüzeylerde ışının dağılımı optik sensorlarla ölçülerek yüzey pürüzlülüğü

ölçülmektedir.

2.4.3. Pürüzlülük Parametreleri

2.4.3.1 Örnekleme Uzunluğu ve Örnekleme Sayısı

Şekil 2.5‟te l ile ifade edilen örnekleme uzunluğu kesicinin ilerlemesini temsil edecek

büyüklükte seçilmelidir. Profil üzerinde değerlendirilen bütün örnekleme uzunluklarının bir

araya gelmesi ile ln ile ifade edilen ölçüm uzunluğu oluşur. ln uzunluğu n≥5 olmak üzere,

örnekleme uzunluğu (l) ile n çarpılarak elde edilir (ln = l xn) (Gadelmavla and Koura, 2002).

2.4.3.2 Ortalama Çizgisi

Ölçme uzunluğu içinde profilin üstte ve altta kalan alanlarının eşit olduğu yerden geçen

doğrudur (Özses, 2002). şekil 2.6‟da tipik yüzey pürüzlülüğü üzerinde ortalama çizgisi

gösterilmiştir.

2.4.3.3 Ortalama Yüzey Pürüzlüğü (Ra)

Şekil 2.6‟da gösterildiği gibi ortalama çizgisinin altında ve üstünde oluşan mutlak yükseklik

değerlerinin aritmetik ortalama değeridir. Kalite kontrolünde dünya çapında kabul görmüş bir

yüzey pürüzlülük parametresidir. Bu parametrenin tanımlaması ve ölçmesi kolaydır.

Yükseklik dağılımları hakkında genel bir tanımlama getirdiği için dalga boyu ve profildeki

hassas değişimler hakkında yeterli bir bilgi vermez. Matematiksel tanımlaması aşağıdaki

şekilde ifade edilebilir (Gadelmavla and Koura, 2002)

2.4.3.4 Genlik Dağılım Eğrisi (Rsk)

Şekil 2.7‟de gösterildiği gibi bu parametre profil genlik yoğunluğun ortalama çizgiye göre

simetrisini belirten dağılım eğrisidir. Aynı Ra ve Rq değerine sahip profilleri ayırt etmeye

yarayan bir değişkendir. Matematiksel ifadesi aşağıdaki gibidir (Gadelmavla and Koura,

2002).

2.4.4. Yüzey Pürüzlülüğüne Etki Eden Faktörler

1. Kesici uç üzerine talaşın yapışması

2. Takım ve iş parçasının elastik deformasyonu

3. Takım ve iş parçası arasındaki titreşim

4. Kesme kenarının pürüzlülüğü, birinci ve ikinci kesici kenarda oluşan izler ve aşınma

5. iş parçasının talaş kaldırılan yüzeyinde 100 pm’ luk derinlikteki fiziksel ve kimyasal

özellikler.

6. Talaşın plastik akışı.

2.4.4.1.Kesme Parametrelerinin Etkileri

İşleme kalitesini etkileyen faktörler dört grupta incelenir.Takım tezgahına ait

sapmalar; tezgahın kinematik mekanizmasındaki mevcut olan hataların etkisinden,

ana mil ile kızak yüzeylerinin paralel olmamasından, tezgahın tüm mekanizmaları

ve yataklama sistemlerindeki mevcut olan sapmalar ve boşlukların etkisinden,

gövde ve ana milin yeterince rijit olmamasından dolayı oluşur.

Bağlama sistemine ait hatalar; ana elemanların imalat hatalarından, tertibatın yeteri

kadar rijit olmamasından, ana elemanlarda oluşan aşınmalardan kaynaklanır.

Takım sistemine ait hatalar; takımın konum bakımından hatalı bir şekilde

tutturulmasından, kesme kuvvetlerinin etkisi altında şekil değiştirilmelerin oluşması ve

takımın aşınmasından kaynaklanır.

Ortamın etkisi altında meydana gelen hatalar; sıcaklığın oluşturduğu şekil

değiştirmeleri ve diğer tezgâhlardan gelen titreşimlerden kaynaklanır (AKKURT

1998).

2.4.4.2. Kesici Takım Aşınmasının Etkisi

Talaş kaldırma işleminde takım aşınması belirlenmesi gereken parametrelerden biridir.

Serbest yüzey aşınması üretilen parçanın çapını ve yüzey kalitesini doğrudan etkiler. Takım

aşınmasının belirlenmesinde başlıca amaç üretime ara verilmeden aşınmanın tespit

edilebilmesidir. Bu amaçla modern tezgâhlarda adaptif denetim mekanizmaları

geliştirilmiştir. Otomatik talaş kaldırma işlemlerinde kesici takımın ömrünü tamamlamadan

önce değiştirilmesi gerekir. Aksi durumda üretim devam etmesine rağmen üretilen parçaların

tolerans değerleri uygun olmayacaktır.

2.4.4.3. Kesme Kuvvetlerinin Etkisi

Talaş kaldırma sırasında meydana gelen dirençleri yenme için gerekli talaş kaldırma kuvveti

Fs kesme kuvveti, Fv ilerleme kuvveti ve Fr radyal kuvvet olmak üzere üç bileşene ayrılır.

Kesme kuvvetleri gerek takım, gerekse iş parçası üzerinde bir takım şekil değiştirmelere

neden olarak takım-iş parçası konumunu değiştirirler ve yüzey kalitesini etkilerler.

Kesme parça-takım-tezgâh zinciri esnek bir sistemdir. Dolayısıyla, talaş kaldırma sırasında,

kesme kuvvetinin değişken olmasından dolayı titreşimler meydana gelebilir. Bu titreşimler

şiddetli oldukları durumda, kötü bir yüzey kalitesine neden olan tırlama olayını oluştururlar.

2.4.4.3. İlerleme ve Köşe Radyüsünün Etkisi

Teorik maksimum yüzey pürüzlülüğü değeri (Rt) daha yüksek kesme hızları ve daha pozitif

bir kesme geometrisi kullanılarak arttırılabilir. Şekil 8.3’ de teorik yüzey pürüzlülüğü (Rt)

değerinin ilerleme (f) ve köşe radyüsüne bağlı (rε) (veya kesici uç çapına) değişimini

göstermektedir (Eriksen 1999, İlker DEMİRAYAK).

Şekil 8.10’ da ve formül (8.1)’ da görüldüğü gibi daha büyük bir köşe radyüsü, aynı yüzey

pürüzlülüğü değeri için daha büyük ilerleme değeriyle elde edilebilir. İlerleme ve köşe

radüsüne bağlı olarak yüzey pürüzlülüğünün aritmetik ortalaması olarak adlandırılan (Ra)

değeri de şekilde ki gibi ifade edilir.

Yukarıda belirtildiği gibi kesme hızı, ilerleme hızı ve köşe radyüsü yüzey kalitesinin elde

edilmesinde ana faktörleri oluşturmaktadırlar. Kesme hızının arttırılmasının talaşın

yapışmasına, titreşime ve aşınmaya olan etkisinden dolayı ikinci dereceden bir etkiye sahip

olduğu tespit edilmiştir (Kandemir ve Özdemir 1999).