Takım Tezgahları modern imalat yöntemleri - elektro erezton TAKIM TEZGAHLARI BÖLÜM 12 ALIŞILMAMIŞ İMALAT YÖNTEMLERİ (MODERN TEZGAHLAR) ELEKTRO ve TEL EREZYON TEZGAHLARI Öğr.Gör. Ömer ERKANELEKTROEROZYON İŞLEMİ •Elektroerozyon işlemine en basit örnek, her zaman herkesin karşılaşabileceği yıldırım olayıdır . • Yıldırım oluşumunda enerji, bulutlardan (elektrot) havada (dielektrik ortamda) oluşan bir yol ile yeryüzüne (iş parçasına) boşalır . Yıldırımın şiddetine bağlı olarak yeryüzünde, tahribat (aşınma) meydana gelir . •Elektroerozyon tezgahlarında ise enerji boşalması, elektronik kontrollü arklarla sağlanır ve mikrosaniyeler düzeyinde gerçekleşir . Ayrıca ark sonucu oluşan tahribat kontrol edilebilir . 2ÇALIŞMA PRENSİBİ •Elektrik ileten metallere gerilim uygulandığında elektrod ismini alırlar. Elektroerozyon işleminde iki elektrot kullanılır. •Biri alet (tool), diğeri iş parçasıdır. Bu iki elektrot arası dielektrik sıvısı ile doludur. •Dielektrik sıvısı elektrik iletmeyen bir sıvıdır. 3•Elektro erozyon tezgahında elektrot ile iş parçası arasına bir voltaj (Gap voltajı) tatbik edilir ve elektrod, iş parçasına özel bir servo mekanizma tarafından yaklaştırılır. •Elektrot ile iş parçası arasında en yakın olan noktada dielektrik kırılır ve iyonlaşır. •Buradan akım geçişi (ark-enerji boşalması) başlar. Dielektrik basıncı arkı dar bir alana hapseder. 4 ÇALIŞMA PRENSİBİ•Noktasal olarak yüksek bir akım geçişi (1-5 milyon Amper/cm²) ve iyon bombardımanı ile iş parçası ve elektrod üzerinde yüksek miktarda sıcaklık oluşur. • Bu sıcaklık bir kısım metalin buharlaşmasına, bir kısmının erimesine sebep olur. •Elektronik anahtarlama ile akım kesilerek ark söndürülür. İyonlaşmış bölgeye hücum eden dielektrik sıvının, erimiş metale temasıyla metalin bir kısmı tanecikler halinde koparak dielektrik sıvının içinde yüzmeye başlar. •Böylece bir miktar talaş kaldırılmış ve en yakın iki nokta uzaklaşmış olur. 5 ÇALIŞMA PRENSİBİ•Akımın verilip kesilmesiyle sürekli bir ark dizisi oluşturularak her defasında farklı bir nokta kopartılır ve şablonun şekli karşıya geçirilir. • Bir süre sonra, mesafenin uzaklaşması yüzünden ark atlayamaz olur. Bu durumda özel servo mekanizması elektrodu iş parçasına yaklaştırır, istenen derinliğe kadar daldırır istenirse geri çeker. •Dielektrik sıvı arkın oluşması ve dar alana hapsedilmesi için gerekli ortamı oluşturduğu gibi, koparılan taneciklerin ortamdan uzaklaştırılması ve açığa çıkan yüksek ısının azaltılmasını sağlar. 6 ÇALIŞMA PRENSİBİELEKTROT İŞ PARÇASINA YAKLAŞTIRILIR •Elektrot ile iş parçası arası dielektrik sıvı ile doludur. •Dielektrik sıvı iyi bir yalıtkan olmalıdır ki yeterli elektriksel potansiyel oluşmadan elektrot ile iş parçası arasında elektriksel akım akmasın. •Sıvının elektriksel boşalmaya yardımı iki yolla olur; grafit ve metalik parçalar (elektriksel iletkenler) dielektrik sıvının iyonizasyonuna yardımcı olurlar ve şarj direkt gerçekleşir; elektriksel iletkenler sıvı da elektriksel kırılmayı sağlarlar. 7İYONİK PARÇALARIN SAYISI ARTAR •Dielektrik sıvının yalıtkan özelliği kuvvetli elektriksel alanın orta kısmındaki dar bir kanala doğru azalmaya başlar. •Voltaj tepe değerine varmıştır, fakat akım hala sıfır değerindedir.AKIM, SIVININ YALITIMI EN AZA İNDİĞİNDE AKMAYA BAŞLAR. VOLTAJ DÜŞMEYE BAŞLAR. 9AKIM ARTTIĞI GİBİ BU BÖLGEDEKİ ISI DA SÜRATLE ARTAR •Voltaj düşmeye devam eder. Yüksek ısı; sıvının, iş parçasının ve elektrodun bir kısmını buharlaştırır. •Elektrot ile iş parçası arasında bir boşalma kanalı oluşturur. 10•Buhar kabarcıkları dışarıya doğru genişler fakat bu genişleme boşalma kanalındaki iyonların yoğunluğu ile sınırlıdır. •Bu iyonlar yapıdaki çok güçlü elektromanyetik alan tarafından çekilirler. Akım yükselmeye, voltaj düşmeye devam eder. 11•Yüksek ısı ve basınç içindeki buhar kabarcıkları, maksimuma doğru ulaşır ve bazı metaller uzaklaştırılmaya başlanır. • Metal tabakanın altındaki boşalma kolonu, erimiş bölgenin içindedir ve buhar kabarcıklarının basınç alanı içinde tutulur. • Boşalma kanalı; buharlaşmış metal, dielektrik sıvı ve karbondan oluşmuş çok sıcak bir plazma ile buradan geçen güçlü bir akımdan oluşur. 12•Akım ve voltaj sıfıra düşer . Isı hızla azalır . •İş parçasından kopartılan erimiş metal parçacıkları (talaşlar) ve buhar kabarcıkları çöker . 13•Temiz dielektrik sıvının yoğunluğu artar. •İş parçasının yüzeyindeki talaşlar yıkanarak buradan uzaklaştırılır. 14•Elektrottan koparılan parçacıklar ile metal yüzeyden uzaklaştırılan küçücük parçacıklar, dielektrik sıvının içerisine dağılırlar . Kalan buharlar yüzeyden yükselir •Artık birbirlerine en yakın olan iki nokta aşınmıştır . •Elektrottaki aşınma, iş parçasındaki aşınmaya oranla daha azdır . •Elektrottaki aşınma miktarı erozyon parametreleri ile değiştirilebilir . 15TEL EREZYON TEZGAHLARI 16TEL EREZYON TEZGAHLARI Tel erozyon tezgahı dişarj esnasında oluşan kıvılcım yoğunlaşması ile iş parçası yüzeyinde yüksek sıcaklık meydana getirir ve malzemenin lokal olarak erimesini bunun sonucunda da istenilen parçanın oluşumunu sağlar . İlk tel erozyon tezgahı 1969 da üretilmiştir . İlk tezgahın hızı son derece yavaştı(21mm/dak). 1980'lerde üretilen tezgah hızı 64mm/dak. Ve günümüzdeki tezgahların hızı 320mm/dak.'nın üzerindedir 17•Tel Erozyon Tezgâhları, Elektro Erozyon İşlemi’nin özel bir şekli olup, elektrot olarak bobin şeklinde makaraya sarılan iletken birtel kullanır. •Bu makara üzerine sarılı pirinç veya bakır tel, sürekli olarak ilerletilir. •Bu ilerletme nümerik kontrollü muhtemelen Lineer Bilyeli Kızaklarla yataklanmış bir tablaya bağlı işin kesilme pozisyonuna göre hareket ettirilir. •Bu işlem ya hassas yapılan testere ile kesme ve ya oyma işlemine benzer dış erkek zımba veya dişi zımba gibi iç yüzeylerin işlenmesinde kullanılır. 18 TEL EREZYON TEZGAHLARIDİELEKTRİK SIVI •Tel erezyon tezgahında başarılı bir parça üretiminde en önemli faktörlerden biride çalışma boşluğundan küçük parçacıkların uzaklaştırılmasıdır. •Dielektirik sıvı ile bu parçacıkların boşluktan temizlenmesi iyi kesme şartları oluştururken kötü temizleme şartları ise hatalı kesmeye ve telin kırılmasına sebep olabilmektedir. • Dielektrik sıvı olarak her zaman iyonu giderilmiş su kullanılır. •Zor temizleme şartları için tel erezyon tezgahında düşük viskoziteli sıvı idealdir. Bazen pas yapmayan etilen glikol esaslı bileşik ilave edilir. 19•Yabancı madeler kesme boşluk mesafesini etkilediği için iyi süzme önemli olup bu da hassaslığı etkiler . •Kesme sırasında oldukça fazla ısı oluştuğundan dielektrik soğutma sıvısı ve sıcaklıkların kontrolü gereklidir . •İyonu giderilmiş su yalıtıcılık görevi yapar ve direnci belirler . •Çoğu işlemler için daha düşük direnç daha fazla kesme hızının olması demektir . •Ancak dielektrik sıvının direnci, karbürler ve yüksek yoğunluklu grafitler işlendiğinde daha yüksek olmalıdır . 20 DİELEKTRİK SIVIKULANILAN DİELEKTRİK SIVININ BAŞLICA FONKSİYONLARI ŞUNLARDIR 1-İş parçası ve elektrot arasında kıvılcım başlatılmasını sağlaması 2-İş parçası ve tel arasında yalıtıcı görevi yapması 3-Kısa devreyi önlemek için iş parçası ve tel arasında küçük parçacıkların uzaklaştırılması 4-Hem iş hemde tel için soğutma etkisi yapması olarak belirtilebilir . 21•Tel Erozyon Tezgâhları, Elektro Erozyon İşlemi’nin özel bir şekli olup, elektrot olarak bobin şeklinde makaraya sarılan iletken bir tel kullanır . •Bu makara üzerine sarılı pirinç veya bakır tel, sürekli olarak ilerletilir . Bu ilerletme nümerik kontrollü muhtemelen Lineer Bilyeli Kızaklarla yataklanmış bir tablaya bağlı işin kesilme pozisyonuna göre hareket ettirilir . •Bu işlem ya hassas yapılan testere ile kesme ve ya oyma işlemine benzer dış erkek zımba veya dişi zımba gibi iç yüzeylerin işlenmesinde kullanılır . 22•Bilgisayar destekli tasarım ve tel erozyon tezgahları yardımıyla çok komplike karmaşık her türlü sertlikteki parçalar otomatik bir şekilde ekonomik ve istenen doğrulukta kesilip işlenebilmektedir. Tel erozyon tezgahı ile alüminyum, sertleştirilmiş çelikler, süper alaşımlar, tungsten car bitlerin imalat işlemleri diğer takım tezgahlarından daha kolay. ucuz ve yüksek kalitededir. •Tel erozyon ile 0,0025 mm hassasiyet ve 0,037 Ra büyüklükte işleme yapılır. 23TEL EREZYON TEZGAHINA NEDEN İHTİYAÇ VAR? Tel Erozyon tezgâhları aracılığı ile özellikle kesme ve bükme kalıpçılığı ve kalıpçıları rahat bir nefes almış, her ne kadar el melekelerinin büyük oranlarda kaybolmasına sebebiyet verse de, dişi plâkaya zımba alıştırmakta harcadığı günler ileölçülebilen zamanlarını, başka kalıplara kaydırarak hız kazanmışlardır. 24TEL MALZEMESİ •Normalde tel malzemesi olarak pirinç (%70 bakır, %30 çinko) kullanılır. •Aynı zamanda kesme performansını geliştirmek için, yüzeyleri kaplanmış pirinç teller veya alüminyum/silikon karışımlı bileşenleri ticari olarak bulunabilir. 25TEL EREZYON TEZGAHLARI •Tel Erozyon Tezgâhları beş eksen kullandıkları için ( X,Y ,Z,U,V ), konik parçalar, (0,25mm tel kullananlar) Ø 0,5mm ye kadar olan zımba delikleri, dar ve uzun kanallar, dişliler, elipsler, gibi çizimi bilgisayar ortamına Tel Erozyon tezgâhının kullandığı formatta aktarılmış karmaşık şekilli parçaların üretimi, istenilen hassasiyette sağlanır. •Tungsten karbür, süper alaşımlar, titanyum, çok kristalli elmas, çok kristalli bornitrür ve saf molibdeni ve içerisinde elektrik iletimini engellemeyecek her türlü malzemenin kesimi Tel Erozyon Tezgâhında yapılabilmektedir. 26EN ÇOK KULLANILAN KESME PARAMETRELERİ E 2 – Kaba Kesim Hassasiyet (0,04) E 7 – Orta Kesim(Standart Kesim) Hassasiyet (0,03-0,04) E10 - Hassas Kesim (Taşlama Kalitesinde) Hassasiyet (0,007-0,000) 27KULLANILAN TEL (ELEKTROT) Kalınlık 0,25 mm - Normal Kesimlerde Kalınlık 0,1 mm - Açılı Kesimlerde (Kolay deforme oluyor) 28BİLGİSAYAR ORTAMINDA TAKIM YOLU OLUŞTURULMUŞ İŞ PARÇASI 29BÖLÜM 12 SONU BÖLÜM 13 ALIŞILMAMIŞ (MODERN) İMALAT YÖNTEMLERİ ULTRASONİK İŞLEME 3031