Hassas Kesme Tekniği

anan ÜNAL Gazi Ün. Tek. Eğ. Fak. Makine Bölümü Kalıp Anabilim Dalı

ÖZET

Bilindiği gibi sac metal kalıpları ile kesilen parçalarda her zaman istenen kesme yüzey kalitesi elde edilmeyebilir. Bu, çeşitli tasarım ve imalat hatalarının dışında klasik kesme yönteminden de kaynaklanmaktadır.

Hassas kesme kalıpçılık tekniği bu problemi çözmüştür.Klasik kesme kalıplarında elde edilmeyen yüzey kalitesine ulaşılmıştır.Klasik kemede kesilen parçanın bir bölümü kesilme yüzeyini bir bölümü ise kopma bölümünü oluşturmaktadır,hassas kesmede ise parçanın kesilme yüzeyinin tamamen kesilmeye uğradığı görülmektedir (1).


Hassas kesme, tüm malzeme kalınlığı boyunca temiz kesilme yüzeyinin tek kesme operasyonu ile elde edilebildiği bir presleme işlemidir. Bu yöntemin 1920’li yıllara giden uzun bir araştırma geçmişi vardır. Geçmiş yıllarda hassas kesme yöntemi ile 1 ila 3 mm kalınlıktaki saçlar hassas olarak kesilebilirken günümüzde 20 mm ‘ye kadar olan malzemelerde hassas kesme işlemi yapılabilmektedir (2).

İş parçalarının kullanım yeri gereği kesilen malzeme kenarının düzgün ve parlak olması istenmektedir, bu yüzden ilave bir işçilikle ( yüzey taşlama, dolaplama, vibrasyonla çapak alma vb.) yöntemlerle yüzey pürüzlülüğün ve çapağın giderilmesi zorunludur, hassas kesme ikinci bir ek işlemi ortadan kaldırmaktadır.

1- GİRİŞ

Bu yöntem, değişik biçimde parçaların elde edilebilmesi için de elverişli olabilmektedir. Örneğin, düzgün geometrik olmayan bir çevre kesimi ile belirli sayıdaki delikler iyi bir biçimde elde edilebilmekte ve bükme, kabartma, vb. bazı ek şekillendirmeler de uygulanabilmektedir. Aslında, hassas kesme operasyonu hassas endüstri alanında geniş bir uygulama alanı bulmaktadır. İşlem esnasında sacın kesiminden ziyade yüksek basınç etkisi altında ekstrüzyonu söz konusudur. Çünkü alışılmış kesme işleminde parça kırılma ve kopma ile ayrılmaktadır. Burada ise, ilke olarak farklılık söz konusudur ve yöntem sayesinde hassas sac parçaları kırılma kenarı karakteristiklerini göstermeden ve tek bir operasyon ile elde edilmesi mümkün olabilmektedir. İşlem hem kesme hem de delme operasyonu olarak uygulanabilmektedir. Yüksek hidrostatik basınçlar altında plastik özelliğinin yükselerek kırılma gecikmesinin ortaya çıkması bu işlemin esasını oluşturmaktadır. Alışılmış yöntemlere göre kesme boşluğu daha az kesme hızı daha düşüktür .Ancak kullanılan preste zaman kazancı yönünden hızla yaklaşabilme özelliği vardır (1).

2. HASSAS KESME İŞLEMİ




Hassas kesme malzeme kalınlığı boyunca temiz kesilme yüzeyinin tek kesme operasyonu ile elde edilebildiği bir presleme işlemidir (1).

Şekil 1’de normal kesme ve hassas kesme yöntemi ile üretilmiş iki parça yan yana görülmektedir.
Şekilden görüleceği gibi normal kesme kalıplarında üretilen parçada parlak kesilme şeridi malzeme kalınlığının yaklaşık %30’u kadar olmaktadır. Diğer kısım pürüzlü ve hafif konik kopma bölgesini oluşturmaktadır. Şekil 2.12’de normal kesme kalıpları ile kesilen delik ve pulun genel görünümü verilmiştir. Kesilmiş yüzeylerde dört farklı bölge oluşur. Bu bölgelerin görünümü kesilen malzemeye kullanılan kesme boşluğu değerine ve kesici kenarların durumuna (keskin veya aşınmış) bağlı olarak değişik şekiller alır (1).

(3) ve (4) nolu bölgelerin yüksekliği yaklaşık olarak kesilme öncesi zımbanın malzemeye dalma derinliğine eşittir. Bu bölge kalın saclarda incelerden, yumuşak malzemelerde de sertlerden daha büyüktür. Kesme boşluğunun küçülmesi ile değeri artar. Pürüzlü görünümlü kopma bölgesinin (α) yırtılma açısı kesme boşluğu değerinin artması ile büyür. Kesilen plakanın kalıp tarafında ve kesilen pulun da zımba tarafında çapak denilen (1) nolu çıkıntı oluşur. İstenmeyen fakat kesmede kaçınılmaz olan bu kusurlu bölgenin yüksekliği malzemeye, kesme boşluğu değerine ve kesici kenarların durumuna bağlı olarak sac kalınlığının %5…10’ arasında max. değere ulaşabilir.Normal kesme boşluklu kalıplarla kesilen orta sert ve fazla kalın olmayan (s ≤3mm) malzemelerde oluşan (0,1….0,15mm) değerindeki çapak yüksekliği kalıpçılık tekniği açısından olumlu netice sayılır (1).



Kesim kenarının durumu böyle olmakla birlikte bazı hallerde fonksiyonel nedenlerden dolayı sac parça kenarının düzgün ve parlak olması istenmektedir. Bunlar; dişliler, dişili sektör ve çubukları, elektriksel donanım ve kontaktör elemanları, hafif yüklenen çeşitli makine parçaları, kamlar, çerçeveler, saat ve yazı makinesi parçaları vb. parçalardır. Söz konusu parçaların imalatını sağlayabilmek amacıyla hassas kesme ve şekillendirme yöntemi geliştirilmiştir (3).

Hassas kalıpçılık tekniği doğru bir şekilde uygulandığı takdirde, ikinci bir makine işçiliğini ortadan kaldırarak maliyet giderlerinde önemli tasarruflar sağlayabilir .Hassas kalıplarla elde edilen parçalar, malzemenin bütün yüzeyinde tam bir dik açı ve bir tek işlemle yapılmaktadır (3).

2.1. Hassas kesme prensipleri
Bileşik kesme kalıplarına benzemekle beraber normal kesme kalıplarından farklı yapıda olan hassas kesme kalıplarını oluşturan ana parçalar ve klasik kesme kalıplarını oluşturan parçalar Şekil 2.14’de görülmektedir. Üç etkili baskı sistemi bulunan özel preslerde kullanılan hassas kesme kalıbında başlıca farklılık ilave baskı elemanlarıdır. Üzerinde (v) şeklinde çökertme çenesi bulunan (1) nu maralı baskı plakası ve kesme zımbası altındaki (4) numaralı karşı baskı zımbası kalıbın ilave elemanlarıdır (1).



Baskı plakasında bulunan (v) şeklindeki çevresel çene kesilme öncesi malzemeye batarak yatay doğrultuda ilave baskı gerilmesi oluşturur. Kesme baskısına ilave olan bu gerilme malzemenin yırtılma olmaksızın akma sınırına erişmesini sağlar. Malzeme kalıp içerisinde preslenir. Şekilden görüldüğü gibi kesilecek parça kesilme esnasında (3) ve (4) nolu kesme zımbası ve çıkarıcı zımbalar arasında sıkıştırılarak kesme esnasında bombeleşmesi önlendiğinden bu yöntemle normal kesme ile kıyaslanamayacak düzlükte parçalar elde edilebilir (1).

Şekil 3’ten de anlaşılacağı gibi bütün bu kuvvetleri sağlayan kalsik tek etkili preslerden farklı olarak üç etkili preslerin kullanılması gerekmektedir hassas kesme işleminde.

2.2 Hassas kesmeye uygun malzemeler
Klasik pres çalışmalarında ürün üzerinde görülen çapak ve yüzey pürüzlülüğü üretim sayısı ve kalıp aşınması ile orantılıdır. Malzeme cinsinin çok fazla etkisi olduğu söylenemez. Buna karşın hassas kesme kalıplarında kullanılan malzeme çeşidinin yüze pürüzlülüğü ilgisi çok fazladır (3).

Bilindiği gibi hassa kesme olayı kesmeden çok plastik şekil vermeye daha yakındır. Şekil 4 ‘de görüldüğü gibi malzeme zımba tarafından köşelerde yırtılma olmaksızın nerede ise malzeme kalınlığının %70 derinliğine kadar kalıp deliğinde plastik deformasyona uğratıldıktan sonra kesilmektedir. Bu bakımdan hassas kesmeye uygun malzemelerin iyi akma ve soğuk şekillenme özellikleri olmalıdır (1).




Hassas kesmeye uygun malzemelerde aşağıdaki genel özellikler olmalıdır (1).

- Akma sınırı (Ts) kg/mm² düşük
- Çekme mukavemeti düşük
- Kopma uzaması yüksek
- Kopma büzülmesi yüksek

Hassas kesmede genellikle çelik, bakır ve alaşımları, alüminyum ve alaşımları iyi sonuçlar vermektedir (3).

3. SONUÇ VE İRDELEME

Hassas kesme ile malzeme kalınlığından daha küçük (%60s) delikler sorunsuzca basılabilmektedir.havşalı ve faturalı delikler, kısmi kesme ve çökertmeler, dişli çarklar vb. işlemler hassas kesme tekniği ile ikinci bir operasyon gerektirmeyecek şekilde imal edilebilmektedir.

Hassas kesme kalıplarında kesme boşluğu toleransı oldukça düşüktür. Bunun yaratacağı bir takım dezavantajlar yağlama işlemi ile önlenebilir. Hassas kesme tekniğinde özel yağlar kullanılmaktadır. Kullanılan yağlarda olması gereken başlıca özellikler vardır bunlar;
Islatma özelliği
Püskürtme özelliği
Yağlama özelliği
Basınç ve ısıya dayanım özelliği
Çevrecilik ve sağlığa zararsızlık özelliği
Hassa kesme yağının başlıca görevi, yapışma paslanma aşınmasının etkilerini ortadan kaldırmak, bunun yanında iş parçasının kalitesini artırmak, kalıpların servis ömürlerini uzatmaktır (3).





KAYNAKLAR

1. GÜNEŞ, A.T., Pres İşleri Tekniği, Cilt 3, MMO, Ankara, 2003.
2. www.fineblanking.net
3. KAVAS, A., Saç Kalıpçılığında Çift Etkili Hassas Kesme Tekniği, Gazi Üniv. Tek. Eğt. Fak. Mezuniyet Tezi, Ankara, 1997.
4. UZUN,İ.,ERİŞKİN,Y., Saç Metal Kalıpçılığı, M.E.B., Ankara, 2002.
5. ATAŞİMŞEK, S., Saç Kalıpları, Bursa, 1981.
6. GÜNEŞ, A.T., Pres İşleri Tekniği, Cilt 1, MMO, Ankara, 2003.
7. http://www.partechfineblanking.com/design_guide/allowances.htm