TAKIM YOLU STRATEJİLERİNİN

KALIP ÇEKİRDEKLERİNİ İŞLEME

SÜRESİNE ETKİSİNİN DENEYSEL

İNCELENMESİÖZET

Günümüz Bilgisayar Destekli Tasarım, Üretim ve Mühendislik yazılımları, kalıp çekirdeklerinin işlenmesinde yaygın olarak tercih edilmektedir. Çalışmada, kalıp tasarım ve üretim sektöründe yaygın olarak tercih edilen bir BDT/BDÜ/BDM yazılımı olan Unigraphics ortamından yararlanılmıştır. Karmaşık bir yüzey geometrisinin erkek ve dişi kalıp çekirdekleri (AISI P20), toplam 4 farklı işleme yöntemi (Zigzag, Çevre Paralel, Parça Paralel, Trochoidal) seçilerek kaba işleme operasyonu ile işlenmiştir. Deneysel işlemeler Deckel Maho DMC 103V model BSD Dik İşleme Merkezi’nde yapılmış ve işlemelerde 16 mm çapında takma uçlu parmak freze kullanılmıştır. Teorik ve deneysel çalışmalardan elde edilen işleme süreleri karşılaştırılarak bilgisayar yazılımları aracılığıyla en uygun takım yolu yön-temi belirlenmeye çalışılmıştır. Araştırmadan elde edilen sonuçlara göre işleme süresinin önemli olduğu kaba oper-asyonlarda çevre paralel tipi takım yolunun uygun olacağı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Bilgisayar Destekli Takım Yolu Üretimi, Kalıp Çekirdekleri, İşleme Süresi

1. GİRİŞ

Gelişen teknolojiyi yakalayabilen birçok kalıp imalatçısı, kalıp işleme sürecini doğrudan talaş kaldırma işlemi (aynı tezgâhta ve en az elektro erozyonla işleme (EDM) ve parlatma işlemi) ile bitirmeyi amaçlamaktadır. İşleme zamanının düşürülmesi, kalıp maliyetinin ciddi anlamda azalmasını sağlamaktadır. Bu nedenle kalıp üreticileri erozyon (EDM) ve parlatma işlemlerini en aza indiren ya da ortadan kaldıran işleme metotlarının kalıp işleme ve teslim süresini oldukça azalttığına inanmaktadırlar.

Geleneksel imalat yöntemleri denildiğinde tornalama, frezeleme, delik delme vb. operasyonlarla düz ve silindirik yüzeyler işlenebilmektedir. Daha karmaşık profilleri işlemede ise BDT/BDÜ ve BSD tezgah entegrasyonu ya da erozyon tekniği kullanılmaktadır. Makine takım çeliklerinin işlenmesinde gerek tel erozyon, gerekse dalma erozyon yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntemlerle hassas bir şekilde dar ve derin yüzeyleri bağımsız olarak işlemek mümkündür. Dalma erozyon ile en fazla 4,9 cm3/dak talaş kaldırılabilir[1]. Bu oran yüksek hassasiyet ve yüzey pürüzlülüğü gerektiren bitirme işlemlerinde daha da düşmektedir. Elektrot imalatı, toplam kalıp üretim zamanına ek bir süre ve maliyet getirmekle birlikte aynı zamanda iş parçası yüzeyinde çatlama ve gerilim

problemlerine de yol açmaktadır. Bu olumsuzlukların neticesi olarak kalıpçılık sektörü son yıllarda kalıp çekirdeklerinin daha kısa zamanda ve daha az maliyet ile kaba işlemeyle istenilen ölçü tamlığına yakın bir şekilde elde edilmesi için BDT/BDÜ ve BSD sistemleri entegrasyonuyla hızlı işleme tekniklerine yönelmiştir.

Kalıp imalat endüstrisinin, kalıp işlemede önemle üzerinde durduğu bir nokta vardır; kalıp çekirdeklerinin bitirme işlemeye hazırlanması için üzerindeki fazla talaşın en kısa sürede ve bitirme işlemeye bırakılmış eşit bir paso dağılımı ile üretilmesidir. Kalıp üreticileri aynı tezgahta, en az sarfiyat ile kalıp işlemeyi hedeflemektedir. Ancak yapılan literatür araştırmaları ve endüstriyel deneyimler göstermiştir ki aynı anda hem düşük sarfiyat ve hem de kısa bir işleme süresi elde etmek pek mümkün görülmemektedir. Çünkü kısa sürede imalat için özellikle kaba boşaltmalarda dakikada kaldırılan talaş hacmi artacaktır. Birim zamanda kaldırılan talaşın artmasıyla BSD tezgahı ve kalıp işleme takımı aşırı yüklere maruz kalacak ve kısa sürede yıpranacaktır. Bu durum kalıp imalat sürecinin en zor ve üzerinde en çok düşünülmesi gereken noktasıdır.

Yakın zamana kadar kalıp imalatında doğrudan talaş kaldırma yöntemi kullanarak kaba işlemelerde kısa işleme süresi ve yeterli hassasiyet elde etmek mümkün değildi. Elektronik ve bilgisayar teknolojisinde son çeyrek asırda görülen hızlı gelişim, Bilgisayar Destekli Tasarım ve Üretim yazılımları ile Bilgisayarlı Sayısal Denetimli makine kullanımının yaygınlaşmasını sağlamıştır. Günümüzde ise bilgisayar destekli üretim yazılımları ile bilgisayarlı sayısal denetimli makine yeteneklerinin artması ve kesici takım ile kalıp malzemelerindeki ilerlemeler, kalıp imalatında erozyon ve parlatma işlemlerini azaltarak ya da tamamen ortadan kaldırarak yüksek kalitede ve hassasiyette üretim yapma imkânı sunmaktadır (Şekil 1.).

A) 1-Ham malzeme, 2- kaba işleme, 3-ara işleme, 4-ısıl işlem, 5-EDM, 6-bitirme işleme, 7-parlatma. B) 1-Ham malzeme, 2- kaba işleme, 3-ara işleme, 4-ısıl işlem, 5-bitirme işleme, 6-parlatma.C) 1-Sertleştirilmiş kütük malzeme, 2- kaba işleme, 3-ara işleme, 4-bitirme işleme, 5-parlatma.

Şekil 1. Kalıp çekirdeklerinin işlenme basamakları [2]

Şekil 1’de görüldüğü üzere yüksek hızda işleme teknolojisinin (BDT/BDÜ yazılımı ve BSD tezgah entegrasyonu) kullanıldığı kalıp çekirdeği üretim süreci (C), diğer geleneksel işleme teknolojileri üretim sürecine (A, B) göre daha az aşamada gerçekleşmektedir. Bunun sonucu olarak kalıp çekirdeklerinin işlenmesinde süre yönünden %30-50 arasında bir kazanç sağlanmaktadır[2]. Bununla beraber kalıp yüzeylerinin yüksek yüzey kalitesinde olması ve malzeme iç yapısının daha kararlı olması diğer olumlu sonuçlardandır. Kalıpçılık endüstrisi son yıllarda geleneksel işleme teknolojisi ve EDM tekniği ile kalıp imalat sürecini bırakarak yüksek hızda işleme teknikleri ile üretim yapmayı tercih etmeye başlamıştır.

2. Hızlı Talaş Kaldırma Sisteminin Analizi

Yüksek hızda talaş kaldırma terimi genellikle küçük çaplı takımlarla (d≤10 mm) ve yüksek devirlerde (n≥10 000 dev/dak) ve yüksek kesme ilerlemelerinde (f≥2000 mm/dak) frezeleme işlemi olarak bilinir [3]. Bu teknoloji genellikle, günümüzde popüler hale gelmiş olan sertleştirilmiş kalıp çeliklerinin kullanıldığı enjeksiyon kalıpçılığı tekniğinde yaygın olarak kullanılır. Buna ek olarak kesici takımın, işlenebilirlik verisinin, işleme yapılan makinenin ve etkili hızlı işleme operasyonunun doğru seçilmesi parça geometrisine göre takım yolu değerlendirme yapılmasını gerektirir. Gelişmiş bilgisayar destekli tasarım ve üretim programları sayesinde, karmaşık yüzeylerin işlenmesi kolaylaşmıştır. Bu programların BDÜ modülleri sayesinde takım yolu satırları türetilip BSD makinelere aktarılabilmektedir.

Yüksek hızda işlemede, yüzey kalitesi üzerine yapılan ilk çalışmalar, küresel uçlu frezelerin etkili kullanımına yönelik yapılmıştır. Küresel uçlu parmak frezeler yüksek hızla işleme teknolojisinde, gelişmiş yüzeylerin hassas işleme operasyonlarında yaygın olarak tercih edilmektedir. Gaida ve arkadaşları[4], 32 HRc sertliğinde AISI P20 plastik enjeksiyon kalıp çeliğinin 100, 150, 200, 300 ve 400

eğim açılarıyla işlenmesini incelemiştir (Şekil 2.). Bu çalışmada, 23,1 mm çapında TiN kaplamalı tungsten karbür küresel uçlu parmak freze kullanılmış, 1,0 mm kesme derinliği 1,1 mm yanal adımla 60-80 m/dak arasında kesme hızları kullanılarak aşınma kriteri olarak tayin edilen 0,3 mm’lik aşınma miktarına ulaşan kesme uzunluğunu incelemiştir. Sonuç olarak yüksek kesme hızlarında düşük takım aşınması ortaya çıkmış, 150 eğim açısındaki kesme uzunluğunun, diğer açılardakinden daha uzun olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Çalışmada farklı işleme açılarında en iyi kesme uzunluğu, 150 açıyla işlemede yakalanmıştır. Bunun yanı sıra yüksek kesme hızlarında, düşük talaş derinliklerinde takımın daha az aşındığı ve daha yüzey kalitesi elde edildiği ortaya çıkmıştır.

Şekil 2. Açılı yüzey işlemede kesme uzunluğu-yüzey pürüzlülüğü grafiği [4]

Bununla beraber küresel uçlu frezeler ile yüksek hızda işlemede iyi bir yüzey kalitesinin elde edilmesi için işleme parametrelerinin değerlendirilmesi üzerine de birçok çalışma yapılmıştır. Mangır, A [5]. yaptığı araştırmada 52 HRC sertliğindeki 1.2767 çeliğini karbür küresel parmak freze ile değişik işleme açılarında, aynı kesme parametreleri ile işlemiştir (Şekil3.). İyi bir yüzey kalitesi için en iyi eksenel ilerleme-yanal ilerleme oranının incelendiği araştırmada 150 işleme açısında, eksenel ilerleme ile yanal ilerleme değerleri eşit tutulduğu durumda elde edilebilir en iyi yüzey kalitesini (0,02µm Ra) yakalamıştır.

Şekil 3. Çeşitli eksenel ilerleme-yanal ilerleme oranlarının yüzey pürüzlülüğüne etkisi [5]

Kalıp çekirdeklerinin işlenmesinde, iyi bir yüzey kalitesinin önemi kadar kısa işleme süresinin elde edilmesi de amaçlar arasındadır. Bu nedenle kalıp çekirdeklerinin işlenmesinde kaba işleme operasyonlarında yüzey pürüzlülüğünün öneminden daha ziyade en kısa işleme süreleri dikkate alınır. İşleme sürelerine yönelik yapılan çalışmalarda, takım aşınmadan dakikada kaldırılan talaş hacimlerinin artırılmasına yönelik incelemeler yapılmıştır. C.K. Toh[6], sertleştirilmiş kalıp çeliklerinin yüksek hızda işlenmesinde işleme zamanını düşürmede kullanılan teknik ve takım yolu stratejileri üzerine bir çalışma yapmıştır (Şekil 4.). Bu çalışmada, düzlemsel karmaşık geometrileri işlerken yüzey profillerini takip eden takım yolu stratejisinin işleme zamanını düşürme ve malzeme kaldırma oranını geliştirme amaçlı işlemede ideal takım yolu tekniği olduğunu açıklamıştır.

Şekil 4. Gelişmiş takım yolu stratejileri[6].

Araştırmacı çalışma sonucunda, kaba işlemede iş parçasından mümkün olduğunca hızlı bir şekilde talaş kaldırılması gerektiğine ve bitirme işlemede parçanın doğrusallığı ve bitirme yüzeyinin kalitesinin önem taşıdığı sonuçlarına varmıştır. Ayrıca işleme zamanında kesme düzeylerinin sayısı ve her seviyedeki takım yolu stratejisinin etkisinin olduğu ve bitirme işlemede; şekil, ölçü, en küçük kalıp kavisi, kesici geometrisi, radyal kesme oranı ve takım yolu stratejileri gibi faktörlerin etkisinin olduğu bulguları elde etmiştir.

İşleme süresi, kalıp işleme maliyetinde büyük bir öneme sahiptir. İşleme sürelerinin düşürülmesi ile kalıp maliyetleri düşürülebilir. Teorik olarak hesaplanan işleme süreleri, tezgah üzerinde geçen işleme süreleri ile farklılıklar göstermektedir. Bu farkın büyük olması, işleme maliyetinin yanlış hesaplanmasına neden olmaktadır. BDÜ yazılımlarıyla hesaplanan işleme süreleri ile BSD tezgah üzerinde geçen işleme sürelerinin farkına neden olan etkenler araştırmacıların incelediği konular arasında olmuştur[7].

3. Takım Yolu Oluşturma Stratejileri

Endüstride yaygın olarak kullanılan BDÜ programlarında, ihtiyaç ve talepler doğrultusunda oluşan çok çeşitli takım yolu yöntemleri bulunmaktadır. Bu yöntemler BDÜ kullanıcısının üretimini yapacağı iş üzerinde bulunan gerekli yerlerin işlenmesinde tercihine göre kullanılır. Bu yöntemlerin birçoğu birbirine yakındır. Fakat hangisinin daha iyi olduğu, işleme şartları ve BDÜ kullanıcısının tecrübesine göre belirlenir.

Kaba işleme : Ara işlemeye bırakılan talaş miktarı göz önüne alınarak, iş parçası üzerinden mümkün olduğunca en hızlı şekilde talaş kaldırılması gereken aşamadır. Bu aşamada, iş parçasının ölçüsel doğruluğu ve yüzey pürüzlülüğünün pek önemi yoktur. Genellikle uzun takım ömrü ve yüksek talaş kaldırma performansı sağladığı için takma uçlu parmak freze takımları bu aşamada seçilmektedir. Bununla birlikte sertleştirilmiş çeliklerin kaba işlenmesinde genellikle köşe radyüslü veya küresel freze takımları kullanılmaktadır. İstenen iş parçasını elde etmek için, kütük parçadan en fazla talaş miktarı kaba işlemede atılır (Şekil 5.). Bu nedenle verimliliği geliştirmek ve işleme zamanını düşürmek amacıyla iyi bir işleme stratejisini seçimi bu aşamada çok önemlidir. İşleme zamanını düşürmek, gereksiz takım kalkışları ve dönüşlerini engellemek amacıyla işlenecek geometri birkaç alt geometriye bölünerek işleme yapılabilir. Çünkü çukur alanlardaki çeşitli adacıklar ve geometrik olmayan unsurlar işlenecek geometrinin çok karmaşık olmasına sebep olmaktadır. Bunun için farklı alanlarda farklı işleme stratejileri uygulanabilir.

Şekil 5. Kalıp işlemede işleme operasyonları talaş miktarları

Kaba işleme Şekil 5’de gösterildiği gibi iş parçasını elde etmek için en fazla talaşın atıldığı operasyondur. Araştırmalar kaba işlemede işleme zamanını belirleyen en önemli faktörlerin işleme derinliği ve katman sayısı olduğunu göstermiştir[8]. Ayrıca eğer kaba işlemede çok düzgün bir kesme derinliği dağılımı yapılarak her tarafta eşit şekilde kalan talaş bırakılabilirse ara işleme yükü azalmakta ve hatta ara işleme göz ardı edilebilmektedir. Böylelikle işleme süresinden tasarruf sağlanarak maliyetler aşağı çekilebilmektedir.

4. İşleme Yöntemleri

Yapılan çalışmanın amacını oluşturan işleme yöntemleri BDÜ programlarında kullanılan değişken işleme parametrelerinden biridir. İşleme yöntemi kullanılan kesici takım tipi, iş parçası geometrisi, iş parçası malzemesi, takım tezgahı tipi ve seçilen amaca (en kısa işleme zamanı veya en iyi yüzey kalitesi) göre değişkenlik gösterir. Kullanıcı bu kriterler göz önünde bulundurularak seçim yapmalıdır[9]. Şekil 6’da birçok BDÜ programında bulunan ve deneysel çalışmada kullanılan işleme yöntemleri verilmiştir. Unutulmamalıdır ki işleme değerlerinin uygun seçiminin yanında işleme yönteminin de uygun seçimi kesici takım ve tezgahı korumasının yanında işleme kalitesini artırır, işleme maliyetini de düşürür.

Şekil 6. İşleme yöntemleri

5. Deneysel Çalışma

İşlenecek model tayini : Kalıpçılık sektörü standart veya basit geometrileri işlemesinin yanında çok karmaşık ve 3 boyutlu yüzeylerin tasarımı ve imalatını da gerçekleştirmektedir. Yapılan çalışmanın özellikle kalıpçılık sektörü açısından anlamlı olması için karmaşık yüzeyler içeren bir geometri olması kararlaştırılmıştır. Bu nedenle bir insan yüzü portresinin yüzey modelinin erkek ve dişi kalıp çekirdeklerinin işlenmesi kararı alınmıştır (Şekil 7.). İnsan yüzü modelleri, işleme açısından 3 boyutlu ve geometrik zorluk düzeyi oldukça yüksek olan şekilleri barındırmaktadır

Şekil 7. Oluşturulan modelin nihai ölçüleri

İşlenecek malzeme : Plastik enjeksiyon kalıpçılığı ele alınırsa, bu alanda kalıp çekirdeklerinin yapımında kullanılan malzemeler sıcak iş çeliği gurubuna girmektedir. Bu malzemelerden özellikle yüksek sıcaklıklarda boyutsal kararlığını koruması beklenmektedir. Bunun yanında bu malzemelerin işlenebilirlik, parlatma ve foto dağlamaya uygunluğu, termal iletkenlik, korozyon direnci, aşınma direnci, fiyat ve performans gibi kriterleri de taşıması gerekmektedir. Yapılan endüstriyel ve literatür araştırmaları neticesinde plastik enjeksiyon kalıp imalatçılarının birçoğunun kalıp çekirdeklerinde üretiminde yaygın olarak tercih ettikleri çeliklerin başında AISI P20 (DIN 1.2738) malzemesinin geldiği belirtilmiştir. Bu malzemenin kimyasal içeriğinde %0,4 C, %1,5 MN, %2 Cr, %0,25 Mo, %1 Ni, %0,3 Si bulunmaktadır [10]. Deneysel işleme için kullanılacak ham malzeme, modelin nihai ölçü sınırlarından 10 mm fazla olması uygun olacak kadar ölçülendirilmiştir (Şekil 8).

Şekil 8. Deneysel işlenecek olan AISI P20 çeliği

Malzemelerin işlenmesi esnasında aşırı işleme sıcaklıklarının oluşmaması için kalıp blokları nispeten dolu ve kalın olarak tercih edilmiştir.

Kullanılan kesici takım : Son yıllarda takım tezgahı ve kalıp malzemelerindeki gelişmeler kesici takım imalatçılarını yüksek hızlarda işleme yapabilen, talaş kaldırma oranı yüksek hassas takımlar geliştirmeye yöneltmiştir. Yüksek hızda işleme teknolojisinin prensiplerine göre kaba operasyonlarda yüksek talaş kaldırma oranına sahip büyük uç radyüslü takımlar kullanılmaktadır [11]. Bu sebeple hem araştırmalardan elde edilen sonuçlar, hem de işlenecek model üzerinde yapılan incelemeler sonucunda Şekil 9’da belirtilen takım tercih edilmiştir.

Kaba Operasyon TakımıÜretici : InnotoolÇap : 16Radyüs : 4Ağız Sayısı : 2

Şekil 9. Deneysel işlemede kullanılan kesici takımlar [12]

BSD Dik işleme merkezi: Kalıpçılık endüstrisi hem daha hızlı hem daha hassas işler yapabilmek için yüksek hızda işleme yapabilen takım tezgahlarına yönelmiştir. Bu tezgahların en önemli özellikleri; yüksek devir ve ilerlemelerde bile yüksek hızlanma ve yavaşlama

ivmelerine sahip olması, tezgah gövdelerinin rijit olması, iş mili motorlarının güçlü ve rijit olması, tezgah kontrol ünitelerinin yüksek hızda veri okuması ve veri saklama kapasitelerinin büyük olması şeklinde sırlanabilir [13]. Deneysel çalışma için uygun olarak seçilen BSD dik işleme merkezinin özellikleri Şekil 10’da verilmiştir.

Şekil 10. Deckel Maho DMC 103V Dik İşleme Merkezi’nin teknik özellikleri [14]

İşleme operasyonları ve işleme yöntemlerinin planlanması: Kaba işleme operasyonları çekirdeklerin nihai geometrileri haricindeki kısımlarda bulunan talaşın hassas işleme payı bırakılarak hızlıca atılmasını sağlamaktadır. Deneysel işlemeler bir plan dahilinde gerçekleştirilmiştir. Her deney ve her operasyon için uygun olan işleme yöntemleri Çizelge 1’de gösterildiği gibi tayin edilmiştir.

Çizelge1. Deneysel işlemelerdeki operasyonlar ve işleme yöntemleri

Operasyon Tanımı İşleme Yöntemi

Erke

k Ç

ekird

ek

Kaba İşleme Operasyonları

01-Zigzag İşleme02-Çevre Paralel İşleme03-Parça Paralel İşleme04-Trochoidal İşleme

Diş

i Çek

irdek

İşleme parametreleri: Deneysel işlemeler yapılırken, BSD takım tezgahının programlanması için gerekli olan kesme ilerlemesi ve devir parametrelerinin hesaplamaları yapılmıştır. Bu parametreler hesaplanırken, kesici takım ve

malzeme tedarikçisinin ön gördüğü kesme hızı(V) değerleri göz önüne alınmış ve ortalama kesme hızı değeri olarak kabul edilmiştir. Belirlenen kesme hızı değerine göre Çizelge 2’de verilen parametreler kullanılmıştır.

Çizelge 2. Deneysel işlemelerde kullanılan sabit işleme parametreleri

Deneysel işlemeler için gerekli olan BSD tezgahı programlama kodları BDÜ yazılımları aracılığıyla elde edilmektedir. Çizelge 2’de listelenen veriler, BDÜ programında gerekli yerlere yazılarak takım yollarının türetilmesi, simüle edilmesi ve doğrulanması gerçekleştirilmiştir (Şekil 11).

Şekil 11. BDÜ yazılımında teorik işlemelerin yapılması

Teorik olarak BDÜ yazılımında işlenen, simüle edilen ve doğrulanan (takım çarpmalarının kontrolü için) deneysel modellerin son işlemci (Post Processor) aracılığıyla farklı takım yolları için G/M kodları dosyası elde edilmiştir. Elde edilen kodlar BSD dik işleme merkezinin kontrol ünitesine gönderilmiş ve işlemeler kontrollü olarak gerçekleştirilmiştir (Şekil 12.). İşlemeler süresince her

deney bitirildikten sonra kesici uçlar değiştirilmiştir Ayrıca her deney sonrası ham malzeme üzerinden ne kadar talaş kaldırıldığı ölçülmüştür. İşleme süresinin tayini için kronometre ve BSD tezgah üzerindeki zaman sayacı aracılığıyla tüm işlemelerin süre kayıtları tutulmuştur. İşleme esnasında takım kırılması, parçaya dalma, duraklama gibi olumsuzluklar yaşanmamıştır.

Şekil 12. BSD Dik İşleme Merkezi’nde deneysel işlemelerin gerçekleştirilmesi

6. Deneysel Sonuçların Değerlendirilmesi

Deneysel işlemelerden elde edilen sonuçlara göre BDT/BDÜ programının da aracılığı ile aynı modeli, aynı kesme şartlarında fakat farklı takım yolu yöntemiyle işlemede işleme süresi açısından farklılıklar olduğu tespit edilmiştir. Bu tespit kullanıcıya tercihinin ne doğrultuda olması ve hangi stratejiye karar vermesi gerektiğine kılavuzluk etmektedir.

Deneysel işlemelerde kullanılan işleme parametreleri (ilerleme, talaş derinliği, yanal paso), takımı ve BSD tezgahı zorlamayacak ve takım ömrünü uzun tutacak değerlerde seçilmiştir. Bu değerler artırılarak daha kısa sürede işlemeler yapılabilir fakat bu durum takımın kısa zamanda aşınmasına, BSD tezgahın zorlanmasına ve malzemenin ısınmasına sebep olduğu için yüksek hızda talaş kaldırma teorisine ters düşmektedir.

Çizelge 3. Erkek modellerin teorik ve deneysel işleme süreleri, dak

Çizelge 3’ de erkek modellerin teorik ve deneysel işlemelerde her operasyon için gerçekleşen işleme süreleri görülmektedir. Çizelgede 3’de görüldüğü gibi deneysel ve teorik işleme sürelerinde farklılıklar gözlenmiştir. Bu farklılık işleme yönteminin takım hızlanma/yavaşlanma ivmelerinden ne derece etkilendiğini de göstermektedir.

Şekil 13. Erkek çekirdeklerin kaba işleme operasyon süreleri

Şekil 13’de gösterildiği gibi, kaba işleme operasyonlarında çevre paralel takım yolu tipinin en kısa işleme süresi verdiği Unigraphics NX yazılımı tarafından da desteklenmiştir. Ayrıca bu desteğe paralel olarak trochoidal işleme yönteminin de en uzun işleme süresi verdiği görülmektedir. Takım yolu tiplerini kaba pasolar için süre olarak kısadan uzuna yazmak gerekirse; çevre paralel, parça paralel, zigzag ve trochoidal şeklinde sıralanabilir.

Çizelge 6. Dişi modellerin teorik ve deneysel işleme süreleri, dak

Çizelge 6’da görüldüğü üzere dişi modellerin işlenmesinde, kaba işleme operasyonlarına bakılarak erkek modellerin işlenmesine paralel bir durum sergilendiği söylenebilir. Yine burada çevre paralel takım yolu yönteminin işleme süresi olarak en kısa süren işleme yöntemi olduğu görülmektedir. Ayrıca Çizelge 6’ya bakıldığında teorik ve deneysel işleme süreleri açısından farkın en az olduğu yöntemin çevre paralel takım yolu tipi, trochoidal işleme yönteminin ise bu fark açısından en olumsuz takım yolu tipi olduğu görülmektedir.

Şekil 22. Dişi çekirdeklerin kaba işleme operasyonu süreleri

Şekil 22’de görüldüğü gibi dişi modellerin kaba işleme operasyonunda, işleme sürelerinin erkek modellerin kaba işleme operasyonuna paralel bir durum gösterdiği görülmüştür. Bu aynı zamanda farklı bir geometrik model yapısı da olsa çevre paralel takım yolu tipinin kaba işleme operasyonunda en kısa işleme süresini verdiğini desteklemektedir. Ayrıca takım yolu tiplerini kaba pasolar için süre olarak kısadan uzuna yazmak gerekirse; çevre paralel, parça paralel, zigzag ve trochoidal şeklinde sıralanabilir.

7. Sonuçlar

Yapılan bu çalışmada elde edilen sonuçlar ön sertleştirilmiş kalıp malzemelerinin yüksek hızda BSD tezgahlarda işlenmesinde BDT/BDÜ yazılımlarında takım yolu belirleme çalışmalarına referans olabilecek niteliktedir.

-Deneysel işlemelerde kaba boşaltmalarda yaklaşık 5cm3/dak gibi yüksek bir talaş boşaltma hacmi yakalanmıştır. Bu değer dalma elektro erozyon kaba işleme hızına (4,9 cm3/dak) yakındır. Fakat yüksek hızda talaş kaldırma sisteminin, dalma erozyon işlemeye göre elektrot hazırlama gibi bir maliyet gerektirmediği için daha olumlu ve daha karlı olduğu görülmektedir. -Plastik enjeksiyon kalıp çekirdeklerinin BSD tezgah ve BDT/BDÜ yazılımı entegrasyonu kullanılarak daha kısa sürede işlenebildiği görülmüştür. Bunun sonucu olarak kalıp imalat maliyetleri önemli oranda azaltılmıştır.- Plastik enjeksiyon kalıp çekirdeklerinin işlenmesinde düzenlenen kaba işleme operasyonlarında bitirme işlemeye nazaran daha fazla talaş hacminin kaldırıldığı görülmüştür. Dolayısıyla işleme zamanının önemli olduğu kaba işleme operasyonlarında çevre paralel takım yolu tipi en uygun olarak tespit edilmiştir. Deneysel sonuçlara göre kaba işleme operasyonlarında işleme süreleri açısından öncelik sırasına göre takım yolu tipi seçim konusunda çevre paralel, parça paralel, zigzag ve trochoidal sıralaması yapılabilir.- Araştırmadan elde edilen bulgulara göre teorik ve deneysel işleme sürelerinin kaba operasyonlarda çevre paralel tipi takım yolunda birbirine yakın olduğu bulunmuştur. Bu tespit takım tezgahının hızlanma ve yavaşlanma ivmelerinin önemini ve kullanılan takım ömrünün de uzun olması bakımından dikkate alınmaya değer bir sonuçtur.

8. Referanslar

[1] Kauppinen, V., Paro J. And Nieminen I., “Aplication of high speed milling to the finish manufacturing industry”, Final Technical Report, Helsinki University of Technology, Technical Research Center of Finland, Finland, 83, (1993)[2] Sandvik Coromant, Die and mold making, Application guide, C-1120: 2 Eng, 1999.[3] Dewes, R.C., Aspinwall, D.K., “A review of ultra high sped milling of hardened steels”, Journal of Materials Processing Technology, Birmingham, UK, 69: 1-17 (1996).[4] Gaida, W.R., Rodriguez, C.A., Altan, T., and Altintas, Y., “Preliminary experiments for adaptive finish milling of Surface on

Cutting conditions”, Journal of Mechanical Working Technology, 20: 105-119, (1995)[5] Mangır, A., “DIN 1.2767 çeliğinin yüksek hızda işleme teknolojisiyle işlenmesinde elde edilen yüzey özelliklerinin araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1-20 (2004)[6] Toh, C.K., “A study of the effects of cutter path strategies and orientations in milling” , Journal of Material Processing Technology, 152: 346-356 (2004).[7] Bo, H.Kim., Byoung, K.Choi., “Machining effciency comparision direction parallel tool path with contour-parallel tooll path” , Computer Aided Design, 34: 89-95 (2002).[8] Toh, C.K., “Cutter path strategies in high speed rough milling of hardened steel” , Materials and Design, 27: 107-114 (2006)[9] Ersoyoğlu, A.S., Ünüvar, A., “CAD/CAM sistemlerinde takım yolu oluşturma teknikleri”, Makine Tasarım ve İmalat Teknolojileri Kongresi MATİT 2001, Konya, 294-310, (2001)[10] Sağlam Metal Takım Çelikleri Kataloğu, Sağlam Metal Çelik Ticaret ve Sanayi A.Ş., İstanbul, 2006[11] Varlık, F., “Kalıp Üretiminde Yüksek Hızda İşleme Teknikleri Seminer Notları”, Makino-CNC İleri Teknoloji Paz. Ltd. Şti. Kalıpçılık Semineri, İstanbul, 50-64, (2002)[12] Garryson, TaeguTec, Innotool frezeleme takım katalogları,

2006[13] Akkurt, M., “Bilgisayar destekli takım tezgahları (CNC) ve bilgisayar destekli tasarım ve imalat (CAD/CAM) sistemleri”, Birsen Yayınevi, İstanbul, 49-103 (1997).[14] 39. Deckel Maho DMC 103V kullanım kılavuzu, DMG

Group, Germany, 2005