Tasarımcı gözüyle bakıldığında işlenmesi uygun bir dizayn oluşturmak ve ölçülendirmeyi de bu doğrultuda yapmak oldukça önemlidir. Çünkü operatör ve tezgah kabiliyetleri dikkate alındığında üretim departmanından tasarım değişikliği talebi gelmesini pek de istemeyiz. Tolerans değerleriniz ile yakalamaya çalıştığınız hassasiyetin de kullanılan torna veya freze tezgahının kabiliyetlerine uygun olması gerekir. Buna göre ‘tasarım üretim için vardır‘ sonucunu çıkarmak mümkündür. Ölçülendirmenize uygun şekilde üretilmeyen bir çalışma, ilerleyen dönemlerde kaliteciler ile tartışma yaşanacağı anlamına gelecektir. Arge, üretim ve kalite departmanları arasındaki bu tarz küçük tatlı anlaşmazlıklar klişedir.
Torna ve freze tezgahlarını mekanik parçaların üretiminde en çok kullanılan tezgahlar olarak belirtmemiz yanlış olmayacaktır. Bu doğrultuda, bir üretim atölyesinde, özellikle talaşlı imalat yapılan bir fabrikada görev alan stajyerlere sorulan ilk soru: “Torna ve freze arasındaki fark nedir” sorusudur. Talaşlı imalatın temelini oluşturan torna ve freze arasındaki farklar nelerdir? Tornalama ve frezeleme işlemleri ne işe yarar? Torna ve frezenin avantajları ve dezavantajları nelerdir? Haydi makine mühendisliği 101 dersine..
Talaşlı İmalat Nedir?
Talaşlı imalat, metal ve diğer katı malzemelerin işlenmesi için kullanılan bir imalat yöntemidir. Bu yöntemde, işlenen malzeme üzerinden kesici aletler kullanılarak talaş adı verilen parçacıkların kaldırılmasıyla şekillendirme yapılmaktadır. Talaşlı imalat işlemleri genellikle tornalama, frezeleme, delik delme, taşlama ve kesme gibi farklı tekniklerle gerçekleştirilmektedir. Her bir işleme yöntemi, farklı kesici takımlar ve makine tezgahları kullanılarak yapılan özelleştirilmiş işlemlerdir.
Tornalama işlemi, dönen bir iş parçasının üzerine kesici takımların uygulanmasıyla şekillendirme işlemidir. Frezeleme ise döner bir kesici takım kullanarak malzemeden talaş kaldırma ile şekli verme işlemidir. Delik delme, malzeme üzerine kesici bir aletin uygulanmasıyla delik açma işlemidir. Taşlama, kesici bir taşlama tekerleği kullanılarak malzemenin yüzeyini düzeltme veya hassas işleme işlemidir. Kesme işlemi ise malzemeyi kesmek veya şekillendirmek için bir testere veya kesici alet kullanmayı içerir.
Talaşlı imalat yöntemleri genellikle hassas ve tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için tercih edilmektedir. Bu yöntemler, otomotiv, havacılık ve makine imalatı gibi birçok endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tornalama Nedir?
Tornalama işleminde iş parçası tezgahın miline sabitlenirken, kesici takım ise katere bağlanır. İşlem sırasında, kesici takım sabitken iş parçası dönmektedir. Bu sayede kesici takım, iş parçasının üzerinden talaş adı verilen ince parçacıkları kaldırır. Kaba tornalama, hassas tornalama, delik açma, baralama, alın tornalama, kanal açma, diş açma, kılavuz çekme, tırtıl çekme ve kesme gibi birçok farklı tornalama işlemi vardır. Bununla birlikte teknolojinin ilerlemesiyle 7 eksenli CNC torna tezgahlarının kullanımı yaygınlaşmıştır.
İş parçasının üzerinden tornalama ile talaş kaldırma işlemi şu adımları içerir:
- İş parçasının hazırlanması: İş parçası, torna tezgahının miline sıkıca sabitlenir. İş parçasının olması istenen şekli ve boyutu, istenen sonucu elde etmek için teknik resim ve katı modeller üzerinde önceden belirtilir.
- Kesici takımın seçimi ve yerleştirilmesi: Kesici takım, torna tezgahının takım tutucusuna (kater) takılır veya CNC torna ise takım değiştirme sistemine yerleştirilir. Kesici takımın doğru bir şekilde yerleştirilmesi ve konumlandırılması sağlanır.
- Kesici takımın ayarlanması: Kesici takımın konumu, kesme derinliği ve kesme hızı gibi parametreler ayarlanır. Bu ayarlar, iş parçasının malzeme özellikleri, yüzey pürüzlülüğü ve kesme işlemi için gereken hassasiyet gibi faktörlere bağlı olarak yapılmaktadır.
- Kesme işlemi: Tornalama işlemi başlatılır ve iş parçası dönmeye başlar. Kesici takım iş parçasının üzerinde kesme kuvveti uygular ve talaş kaldırır.
- Talaşların uzaklaştırılması: Genellikle talaşların uzaklaştırılması için soğutma sıvısı kullanılmaktadır. Bu soğutma sıvısı, talaşların toplanmasını kolaylaştırır ve iş parçasının ve kesici takımın aşınmasını azaltır. Ek olarak hava jetleri de kullanılabilmektedir.
Frezeleme Nedir?
Frezeleme işleminde iş parçası sabitken döner bir kesici takım veya kesici uç kullanılarak talaş kaldırılmaktadır. Frezeler, çeşitli karmaşık parçaların üretilmesinde kullanılmaktadır. Kesici takımların farklı geometrileri ve frezeleme stratejileri kullanılarak, iş parçaları üzerinde farklı yüzey şekilleri, oluklar, kesikler ve diğer özelliklerin oluşturulması mümkündür. Ayrıca CNC frezeler, karmaşık ve yüksek hassasiyet gerektiren işlemler için daha fazla otomasyon ve programlanabilirlik sunar.
İş parçasının üzerinden frezeleme ile talaş kaldırma işlemi şu adımları içerir:
- İş parçasının hazırlanması: İş parçası, freze tezgahına sabitlenir. İş parçasının olması istenen şekli ve boyutu, istenen sonucu elde etmek için teknik resim ve katı modeller üzerinde önceden belirtilir.
- Kesici takımın seçimi ve yerleştirilmesi: İş parçasının üzerindeki talaşı kaldırmak için uygun kesici takım seçilir. Kesici takım, freze tezgahının takım tutucularına veya CNC freze makinesinin takım değiştirme sistemine yerleştirilir. Takımın doğru şekilde yerleştirilmesi ve sıkılması sağlanır.
- Kesici takımın ayarlanması: Kesici takımın konumu ve frezeleme parametreleri ayarlanır. Bu parametreler, kesilecek malzemenin özelliklerine, iş parçasının tasarımına ve kesme işleminin gerektirdiği hassasiyete bağlı olarak belirlenir. Ayarlar arasında kesme derinliği, kesme hızı, ilerleme hızı ve kesici takımın dönme hızı bulunmaktadır.
- Kesme işlemi: Frezeleme işlemi başlatılır ve kesici takım dönmeye başlar. İş parçası sabitlenmiş durumda olduğundan, kesici takım iş parçasına kesme kuvveti uygular ve talaş kaldırır. Kesici takım istenen şekli, kesimi veya deliği oluşturmak için iş parçasının üzerinde kesme hareketi gerçekleştirir.
- Talaşların uzaklaştırılması: Genellikle soğutma sıvısı veya hava jetleri kullanılarak yapılmaktadır. Soğutma sıvısı, talaşların birikmesini önler, işlem sırasında oluşabilecek ısıyı azaltır ve kesici takımın performansını artırır.
Torna ve Freze Arasındaki En Temel Farklar
Tornalama ve frezeleme, talaşlı imalat işlemlerinde kullanılan iki farklı üretim yöntemidir. Torna ve freze tezgahları; uygulama alanları, işleme yöntemleri, kesici takımın hareketi ve iş parçasının konumu açısından farklılık gösterir. İşte torna ve freze arasındaki temel farklar;
Torna tezgahında ayna üzerine sabitlenen iş parçası, fener milinin tahrik edilmesiyle dönmeye başlar. Sabit duran kesici takım aracılığıyla da talaş kaldırma işlemi yapılmaktadır. Freze tezgahında çalışma tablası üzerine bağlantı aparatları ile sıkıca bağlanan iş parçası sabit durumdadır. Hareket eden kesici takım aracılığıyla da talaş kaldırma işlemi gerçekleştirilmektedir.
Freze tezgahları, kesici takımın hareketli olması sebebiyle büyük bir eksen esnekliğine ve hareket kabiliyetine sahiptir. Kesici takımın sabit iş parçası etrafında, üzerinde, altında rahat bir şekilde hareket edebilmesi, torna tezgahında gerçekleştirilemeyen, eksenel olmayan faturaların, kot farklarının, talaş kaldırma işleminin bu tezgahlarda rahatlıkla gerçekleştirilebilmesini sağlamaktadır. Bununla birlikte kesici takımların yüksek hızda ve düşük besleme hızlarında kullanılması, iş parçalarının pürüzsüz ve istenen yüzey kalitesine sahip olmasında etkilidir. Torna tezgahlarında iş parçasının dönmesi sebebiyle, iş güvenliği açısından risk daha yüksektir.
Freze tezgahlarında bağlantı aparatları ve pabuçların kullanımı sebebiyle iş parçası torna tezgahlarına daha hızlı bağlanır. Bu sayede iş parçasının değişimi daha az zaman alır. Ayrıca torna tezgahlarında dairesel parçaların yüzeyinin temizlenmesi, diş açma, delik delme, faturalama işlemlerinde freze proseslerine göre işlem süresi daha kısadır. Bu sayede boru ve millerin hassas olarak işlenmesinde sık kullanılmaktadır.
Torna tezgahları ile düz, konik, iç ve dış yüzeylerin işlenmesi mümkündür. İşlenen parçalar genellikle silindirik şekillere sahiptir. Ayrıca somun, cıvata, mil ve pistonlar torna ile üretilebilmektedir. Frezeleme işlemi, karmaşık geometrilere sahip parçaların üretimi için idealdir. Kesici takımların çeşitli geometrileri ve frezeleme stratejileri kullanılarak, iş parçalarında oluklar, delikler, dişler, girinti ve çıkıntılar gibi detaylar oluşturulabilmektedir. Bu durum tasarımcılara ve imalatçılara daha fazla yaratıcılık ve özgürlük sağlar.
İlginizi Çekecek İçerik: ‘Dişli Çeşitleri ve Kullanım Alanları’
Torna ve Freze Tezgahlarının Avantajları Nelerdir?
Torna ve freze tezgahları, imalat sektöründe birçok avantaja sahip olan en önemli talaşlı imalat ekipmanlarıdır. İşte torna ve freze tezgahlarının bazı avantajları:
- Çok yönlülük: Torna ve freze tezgahları ile metal, ahşap, plastik, kompozit gibi farklı malzemelerin şekillendirilmesi mümkündür.
- Hızlı iş parçası üretimi: Torna ve freze tezgahları, seri ve hızlı üretim için idealdir.
- Yüzey kalitesi: Torna ve freze tezgahları, iş parçalarının yüzey kalitesini iyileştirme yeteneğine sahiptir. Kesici takımların kesme hareketi ve takım hareketlerinin doğru kontrolü sayesinde, iş parçalarının yüzey pürüzlülüğü azaltılabilmektedir.
- Esneklik: Kesici takımların ve iş parçasının konumunun ayarlanabilmesi, farklı parça tasarımlarının hızla uygulanabilmesini sağlar. Bu sayede, küçük parti üretiminden özel ölçekli parça üretimine kadar farklı taleplere uyum sağlanır.
- Maliyet etkinliği ve verimlilik: Torna ve freze tezgahları, yüksek verimlilikleri ve seri üretim yetenekleri sayesinde iş parçalarının hızlı bir şekilde üretilmesini sağlar. Ayrıca iş parçalarının yüksek hassasiyetle üretilmesi hatalı parça oranını azaltır ve malzeme kaybını en aza indirir.
- Otomasyon ve programlanabilirlik: CNC torna ve freze tezgahları otomasyon ve programlanabilirlik özelliklerine sahiptir. Bu durum iş parçalarının üretim sürecini otomatikleştirir, tekrarlanabilirliği artırır ve insan hatasını azaltır. CAD/CAM yazılımlarıyla entegre çalışabilme özelliği sayesinde, karmaşık parça geometrileri ve işleme stratejileri kolayca programlanabilmektedir.
İlginizi Çekecek İçerik: ‘Süper Malzeme Grafen Nedir? Hangi Alanlarda Kullanılır?’