ASİMETRİK EVOLVENT HELİSEL DİŞLİ ÇARKLARIN BİLGİSAYAR SİMÜLASYONU

Alın dişli çarklar paralel eksenli miller arasında güç iletimini sağlayan mekanizmalardır. Bu mekanizmalar dişlerin mil eksenine göre konumu bakımından alın düz ve alın helisel olarak gruplandırılmaktadır. Helisel dişli çarklar sessiz çalışmaları ve daha küçük diş sayılarında imal edilebilmeleri nedeniyle tercih edilmektedir. Çizgisel temas, sabit kavrama açısı ve yüksek imalat verimliliğini sağlayan doğrusal formda kesici takımları nedeniyle, evolvent profil alın dişlilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Dişli çarkların işletmede yük taşıma kabiliyetini tayin etmek için çeşitli parametrelerin etkilerini imalattan önce bilgisayar ortamında incelenmesini sağlayan sayısal yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Sonlu elemanlar yöntemi ve sınır eleman yöntemi bu sayısal yöntemlerden en çok kullanılanlarıdır. Bu yöntemlerin güvenilir sonuç vermesi için temel koşul
modellemede diş profilinin hassas doğrulukta geometrik ifade edilmesidir [1]. Dişli çark mekanizmaları sıklıkla tek yönde çalışmaktadır. Devreye girmeyen yanaklar yüzey mukavemeti veya yenme mukavemetine etki
etmezler, dolayısıyla eğilme mukavemetine katkıda bulunacak şekilde modifiye edilebilirler. Bu da dişin asimetrik dizaynını gerektirmektedir. Neticede, simetrik dişe göre tabanı daha kalın, böylelikle eğilmeye göre mukavemeti daha yüksek dişliler imal edilebilir. Diş profilinin asimetrik tertip edilmesiyle malzeme kalitesi değiştirilmeden dişli çark mekanizmasının yük taşıma kapasitesi arttırılmaktadır [2-4Dişli çarkların bilgisayar simülasyonu için literatürde çeşitli yaklaşımlar ile sunulan ifadeler mevcuttur[5-9]. Litvin kesici takımın vektörel gösteriminden başlayıp, matris dönüşüm, diferansiyel geometri ve yuvarlanma denklemlerini kullanarak diş profillerini ve geometrik özelliklerini tanımlayan metodlar geliştirmiştir [8-9]. Vektörel yaklaşım çeşitli kök ve profil modifikasyonlarının matematik modele ilave edilmesinde esneklik sağlamaktadır. Gerek kremayer tipi takım ve gerekse pinyon kesici takımla imal edilen diş yüzeylerini vektörel yaklaşıma göre
matematik modelleyen çalışmalar literatürde sunulmaktadır [10-17]. Yang, Litvin’in vektör yaklaşımından hareketle asimetrik evolvent profilli alın dişli çarkların köşeleri yuvarlatılmış uçlu kremayer-tipi takımla imalatının matematik modelini sunmuştur [16]. Ayrıca kremayer kesicinin simüle edilmiş hareketini örselleştirerek imal edilen düz dişli üzerindeki etkilerini inceleyen çalışmalar da literatürde mevcuttur [18-19].
Bu çalışmada asimetrik dişli evolvent helisel çarkların kremayer-tipi takımla imalatının matematik modellenmesi ve alttan kesme analizi ele alınmıştır. Yang’ın [16] sunduğu ifadeler sivri uçlu takım içinde
hk= 25× mn1, dişbaşı yüksekliğini sağlayacak şekilde düzenlenmiştir. Bombeli diş, taşlama veya raspalama
paylı takımla imalat gibi herhangi bir kök veya profil modifikasyonu dikkate alınmamıştır. Profil kaydırma
miktarı yuvarlanma denklemine ilave edilmiştir. Kesici takım ile taslak arasındaki izafi hız ve eş çalışma denkleminin diferansiyeli göz önüne alınarak alttan kesme şartı ve alttan kesmeyi önlemek için gerekli profil kaydırmanın tayini verilmiştir. Bir bilgisayar programı geliştirilerek çeşitli dizayn parametrelerinin ve takım yerleştirmesinin imal edilen dişli geometrisi üzerindeki etkileri incelenmiştir.

DİKEY İŞLEME MERKEZLİ CNC FREZE TEZGAHLARINDA MAKRO PROGRAMLAR KULLANILARAK DÜZ DİŞLİLERİN İMALATI - Giriş

Sanayide hassas olarak silindirik düz dişlilerin imal edilebilmeleri için özel amaçlı takım tezgahlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak sanayide bu dişlilere az sayıda ihtiyaç duyulduğu için, bu da silindirik düz dişlilerin imalatında bir engel teşkil etmektedir. Herhangi bir nedenle yenilenmesi gereken silindirik düz dişliler freze
tezgahlarında modül çakılarla yaklaşık olarak açılabilmektedir. Bu durumda hem çalışan dişlinin verimsiz olmasını hem de birlikte çalıştığı dişlinin ömrünü kısaltmaktadır. Freze tezgahlarında silindirik düz dişliler açıldığında dişli yüzeylerinin pürüzlü olması dişlinin daha çabuk ısınmasına ve dolayısıyla da aşınmasına neden olduğundan, bu da dişli ömrünü etkilemektedir. Bunun için dişlilerin, özel dişli taşlama tezgahlarında taşlanmaları gerekmektedir. Bu da zaman kaybına ve maliyetin artmasına neden olmaktadır. Ülkemizde
silindirik düz dişli açma tezgahları sayıca çok kısıdı olduğundan küçük işletmelerde hassas silindirik düz dişlilerin açılması önemli bir sorun oluşturmaktadır. Silindirik düz dişlinin taşlama esnasında açısal hareket değişimlerinin diş yüzeyi üzerinde yapmış olduğu etkiler araştırılmış, dişliler karşılıklı çalıştırıldıklarında diş yüzeyi üzerindeki yüzey pürüzlülüğünün yuvarlanmayı olumsuz etkilediği bildirilmiştir (1). Dairesel kesitli bir kesici ile üretilen bir silindirik konik düz dişlinin kesme mekanizmalarının analizi yapılarak bu mekanizmaların
kesici hasarına sebep olduğu ve takım ömrünü kısalttığı anlatılmıştır (2). Dişlilerin kontrol işlemlerinde sayısal denetimli bir koordinat ölçme makinası yardımıyla dişin yan yüzeyleri ayrıntıları ile incelenmiş, dişin nominal referans değerleri makinanın bilgisayar hafızasında toplanarak, istenildiği zaman bir dişin diş profil değerleri
gerekli değişiklikler yapılarak bilgisayar hafızasından alınabilecek şekilde bir program geliştirilmiştir (3). Bir spiral konik düz dişlinin taşlama makinasında taşlanması sırasında CNC dönüşümü ve imalattaki zaman ve maliyet etüdü optimize edilmiştir (4). Tezgahlarda dişli açma mekanizmalarının ayrı bir kesme düzeni ile
üretim kademelerinde kullanılması, üretim maliyederinin azalmasına sebep olmuştur. Dişlilerin yan yüzeylerinin işlenmesi için uygun şekilde ve az sayıda takımlar kullanılmıştır. Bu takımların standart takımlardan bağımsız olarak, bileme işleminden sonra da yerlerine takılabilir olmalarının diş üzerinde iyi bir yüzey meydana getirdiği ve bunun da üstün bir özellik olduğu görülmüştür (5). Bir helisel düz dişlinin tel erozyon tezgahında CAD-CAM-NC Entegrasyonu yardımıyla imalat programı yapılmıştır (6). Genel CNC programı • yardımıyla Konik Düz Dişli imalatında özel çakılar (Kremayer çakı vb.) kullanılmadan piyasada ucuz ve bol miktarda bulunan parmak freze çakıları ile imalat yapılabildiği, ayrıca Vargel tezgahlarında konik düz dişli açmak için Matterson aparatı kullanılarak düz dişli açılabildiği gibi, klasik freze tezgahlarında da, herhangi bir özel çakıya ihtiyaç duyulmadan Matterson aparatı kullanılarak parmak freze çakısı ile düz konik dişlilerin açılabildiğini araştırmış, aynı çalışmada dik işlem merkezli CNC freze tezgahında Matterson aparatı kullanılarak konik düz dişlilerin imalatı için tamamen yeni bir freze çakısı tasarlanmış ve bu çakı ile konik dişlinin sağ ve sol evolvent profillerinin ayrı ayrı açılabilmesi için iki farklı CNC programı hazırlanarak, konik düz dişlilerin imalatı yapılmıştır. Aynı çalışmanın devamı olarak, yardımcı bir aparat kullanmadan DYNA MYTE 2900 CNC freze tezgahında konik düz dişlilerin açılması için makro programlı CNC imalat programı hazırlayarak konik düz dişlilerin imalaanı yapmıştır (7). Şekil l'de görülen CNC freze tezgahında, freze çakısının X, Y, Z eksenleri yönündeki hareketleri pozitif tersi yönündeki harekederi negatiftir. Tezgahtaki harekeder elle kumanda edilebildiği gibi, otomatik olarak program ile de kontrol edilebilmektedir. Tezgahta makro programlama için kullanılabilen 120 değişken vardır. Makro programlar alt programlar gibi belirli bir işlem sıralaması şeklinde çalışmaktadırlar. Ancak alt programlardan farklı olarak makrolar ile programlama değişkenlere dayanır. Bu değişkenlere göre bir işlem sıralaması tanımlanır. Daha sonra bu değişkenlere değerler verilerek çeşitli programlar kullanılabilir. Makro değişkenler, "# " işareti ile birlikte, 0-119 aralığındaki sayılar ile kullanılırlar. Bu değişkenler aynı zamanda, <, >, +, *, -, / gibi matematiksel ifadeler ile birlikte de kullanılabilirler. Ayrıca tezgahta kullanılabilen " SİN, COS, ANG ve SQR gibi hazır basit matematiksel fonksiyon parametreleri de kullanılır.

Torna Nedir ?

Torna bir takım tezgahıdır. Torna ve freze hemen hemen metal ile çalışan bütün imalathanelerde bulunur. Tornanın iş bağlanan parçasına ayna denir. Tornanın çalışma prensibi basittir. İş parçası kendi ekseninde döner, kesici takım parçaya belirli bir eksen boyunca hareket ederek talaş kaldırması işlemi yapar. Klasik 2 eksen tornalarda silindirik parçalar işlenir. Eksen hareketlerini kesici takım yapar. Bu eksenler parçanın boyu ve çapı doğrultusunda olur. C ve Y eksenli tornalarda ise çok daha kapsamlı işler yapmak mümkündür. Bu tip tornalar aynayı belirli derecede sabitleyebilir ya da belirli bir hız ile döndürebilir. Bu şekilde iş parçası üzerine istenen şekil işlenebilir. Tornanın taretine yerleştirilmiş canlı takım adı ile anılan takımlar kendi eksenleri etrafında dönerek iş parçasından talaş kaldırma yapabilirler. Torna tezgahlarının birçok farklı uygulaması vardır, bunlara ileri bir örnek olarak çok milli otomatik tornalar verilebilir.