Yüksek Hassasiyetli Somun Dişi İşlemede Önemli Noktalar

Yüksek hassasiyetli somun dişleri, havacılık, otomotiv imalatı, hassas enstrümantasyon ve boyutsal doğruluklarının, yüzey kalitesinin ve mekanik özelliklerinin monte edilmiş ekipmanın güvenilirliğini, stabilitesini ve hizmet ömrünü doğrudan belirlediği diğer alanlarda yaygın olarak kullanılan kritik bileşenlerdir. Sıradan diş işlemenin aksine, yüksek hassasiyetli diş işleme, malzeme seçimi ve ön işlemeden proses parametre ayarına, takım seçimine ve kalite kontrolüne kadar her bağlantı üzerinde sıkı kontrol gerektirir. Bu makale, endüstriyel üretim için teorik ve pratik referanslar sağlamak üzere yüksek hassasiyetli somun dişi işlemenin temel kilit noktalarını detaylandırmaktadır.

1. Rasyonel Malzeme Seçimi ve Ön İşleme İşlemi

Hammadde seçimi, yüksek hassasiyetli somun dişlerinin işleme doğruluğunu ve performansını sağlamanın temelini oluşturur. Yüksek hassasiyetli somunlara yönelik malzemeler, diş oluşumunu etkileyebilecek iç gözenekler, kalıntılar veya eşit olmayan sertlik gibi kusurları önlemek için mükemmel mekanik özelliklere, iyi işlenebilirliğe ve kararlı kimyasal bileşime sahip olmalıdır. Yaygın malzemeler arasında özel çalışma ortamlarına yönelik yüksek mukavemetli alaşımlı çelikler (örn. 40Cr, 35CrMo), paslanmaz çelikler (örn. 304, 316) ve demir dışı metaller (örn. bakır alaşımları, alüminyum alaşımları) bulunur. Aşırı koşullarda (yüksek sıcaklık, yüksek basınç, korozyon) kullanılan somunlarda, diş dayanıklılığını sağlamak amacıyla ısıya dayanıklı veya korozyona dayanıklı alaşımlar tercih edilir.

Malzemelerin ön işleme tabi tutulması, iç gerilimi ortadan kaldırmak ve işlenebilirliği geliştirmek için aynı derecede önemlidir. Temel ön işleme adımları şunları içerir: ilk olarak, tane yapısını iyileştirmek, malzeme sertliğini azaltmak ve diş işleme sırasında deformasyonu önlemek için tavlama veya normalleştirme işlemi; ikincisi, fazla malzemeyi çıkarmak için kaba tornalama, işlenmemiş parça boyutunun bitmiş ürüne yakın olmasını sağlamak ve sonraki diş işlemenin işlem yükünü azaltmak; üçüncüsü, takımın aşınmasını önleyen ve işleme sürecinin stabilitesini sağlayan, boş yüzeydeki yağ lekelerini, pas ve oksit katmanlarını gidermek için yüzey temizliği.

2. Uygun İşleme Prosesleri ve Ekipmanlarının Seçimi

İşleme prosesinin seçimi, yüksek hassasiyetli somun dişlerinin hassasiyetini ve verimliliğini doğrudan etkiler. Yüksek hassasiyetli dişlere yönelik yaygın işleme süreçleri arasında tornalama, frezeleme, kılavuz çekme ve taşlama yer alır ve uygun işlem diş özelliklerine, hassasiyet gereksinimlerine ve üretim partisine göre seçilmelidir.

Küçük partili, yüksek hassasiyetli iç dişler için CNC tornalama veya diş frezeleme tercih edilir. CNC tornalama, yüksek konumlandırma doğruluğu ve istikrarlı işleme kalitesi avantajlarına sahiptir ve programlama yoluyla diş adımının, ilerleme açısının ve profilin hassas kontrolünü sağlayabilir. Diş frezeleme, geniş adımlı, yüksek hassasiyetli dişlerin işlenmesi için uygun olan ve farklı diş tiplerine iyi uyum sağlayabilen, spiral enterpolasyon yoluyla diş oluşturmak için bir diş frezeleme kesicisi kullanır. Seri üretilen somunlar için kılavuz çekme (özellikle CNC kılavuz çekme) etkilidir, ancak diş sapmasını önlemek için kılavuz ile iş parçasının eş eksenliliğini sağlamak gereklidir.

Taşlama, ultra yüksek hassasiyetli dişler (6H'nin üzerinde hassasiyet derecesi) için önemli bir işlemdir. Diş taşlama, diş yüzeyini taşlamak için dişin boyutsal doğruluğunu, yüzey pürüzlülüğünü ve aşınma direncini önemli ölçüde artırabilen bir taşlama çarkı kullanır. Ancak taşlama, aşırı taşlama sıcaklığının neden olduğu termal deformasyonu ve yüzey yanıklarını önlemek için taşlama parametrelerinin sıkı kontrolünü gerektirir.

Ayrıca işleme ekipmanının performansı, yüksek hassasiyette diş işlemenin sağlanması için bir ön koşuldur. Yüksek konumlandırma doğruluğuna (konumlandırma hatası ≤ 0,005 mm) ve iyi stabiliteye sahip CNC takım tezgahları seçilmeli ve ekipman aşınması, kılavuz ray deformasyonu veya iş mili salgısından kaynaklanan hataları önlemek için ekipmanın düzenli kalibrasyonu ve bakımı yapılmalıdır.

3. Takım Seçimi ve İşleme Parametrelerinin Optimizasyonu

Takım performansı ve parametre ayarı, diş işleme doğruluğunu ve yüzey kalitesini etkileyen temel faktörlerdir. Yüksek hassasiyetli diş işleme için, uzun süreli işleme sırasında istikrarlı kesme performansı sağlamak amacıyla takımların yüksek sertliğe, aşınma direncine ve tokluğa sahip olması gerekir.

Diş tornalama için yüksek hız çeliği takımlara göre daha yüksek sertliğe ve aşınma direncine sahip olan ve yüksek hızlarda kesmeye uygun karbür veya kübik bor nitrür (CBN) takımlar tercih edilmektedir. Diş frezeleme için, indekslenebilir diş frezeleme kesicileri veya yekpare karbür diş frezeleme kesicileri yaygın olarak kullanılır ve diş kesitinin doğruluğunu sağlamak için kesici diş profilinin diş profiliyle tutarlı olması gerekir. Kılavuz çekmek için iş parçasının malzemesine göre spiral yivli kılavuzlar veya düz yivli kılavuzlar seçilir; spiral yivli kılavuzlar daha iyi talaş kaldırma performansına sahiptir ve sünek malzemelerin işlenmesi için uygundur; düz yivli kılavuzlar ise kırılgan malzemelerin işlenmesi için uygundur.

İşleme parametrelerinin optimizasyonu temel olarak kesme hızını, ilerleme hızını ve kesme derinliğini içerir. Aşırı yüksek kesme hızı, takım aşınmasının artmasına, iş parçasında termal deformasyona ve diş hassasiyetinin azalmasına yol açacaktır; aşırı düşük kesme hızı, işleme verimliliğini azaltacak ve yüzey kalitesini etkileyecektir. Adım hatasını önlemek için ilerleme hızı, diş adımıyla tutarlı olmalıdır; kesme kuvvetini azaltmak, aletin kırılmasını önlemek ve diş oluşturma stabilitesini sağlamak için kesme derinliği katmanlar halinde ayarlanmalıdır. Ek olarak, soğutma, yağlama ve talaş kaldırma rollerini oynamak, kesme sürtünmesini ve termal deformasyonu azaltmak ve dişin yüzey kalitesini iyileştirmek için iş parçası malzemesine ve takım tipine göre uygun kesme sıvısı seçilmelidir.

4. İşleme Doğruluğu ve Yüzey Kalitesinin Sıkı Kontrolü

Yüksek hassasiyetli somun dişi işlemenin temel gereksinimi boyutsal doğruluğu ve yüzey kalitesini sağlamaktır. Boyutsal doğruluk temel olarak diş adımı doğruluğunu, uç doğruluğunu, büyük çap ve küçük çap doğruluğunu ve profil doğruluğunu içerir. İşleme sırasında, takım aşınması, iş parçası deformasyonu veya parametre sapmasından kaynaklanan hataları önlemek için bu göstergelerin gerçek zamanlı izlenmesi gerçekleştirilmelidir.

Hatve hatası ve kurşun hatası, iplik uyum performansını etkileyen ana faktörlerdir. Bunlar, takım tezgahının besleme sistemini kalibre ederek, kesme parametrelerini optimize ederek ve yüksek hassasiyetli takımlar kullanarak kontrol edilebilir. Somun ve cıvata arasındaki uyum boşluğunu sağlamak için dişin ana çapı ve küçük çapı, izin verilen tolerans aralığı içinde kontrol edilmelidir. Dişin profil doğruluğu (örneğin, üçgen diş, trapez diş), stres yoğunlaşmasını önlemek ve dişin yük taşıma kapasitesini artırmak için tasarım gereksinimleriyle tutarlı olmalıdır.

Yüksek hassasiyetli dişler için yüzey kalitesi gereksinimleri genellikle yüksektir (yüzey pürüzlülüğü Ra ≤ 0,8μm). Yüzey kalitesini arttırmak için işleme sırasında çapak, çizik, yanık gibi yüzey kusurlarından kaçınmak gerekir. Çapaklar, diş işleme sonrasında çapak alma işlemleriyle (örneğin, manuel çapak alma, ultrasonik çapak alma) giderilebilir; takım yolları optimize edilerek ve işleme ortamının temizliği iyileştirilerek çizikler önlenebilir; Taşlama sıcaklığı kontrol edilerek ve uygun kesme sıvısı seçilerek yanıklar önlenebilir.

5. Kapsamlı İşlem Sonrası ve Kalite Denetimi

Son işlem, yüksek hassasiyetli somun dişlerinin performansını ve güvenilirliğini artırmak için önemli bir bağlantıdır. Yaygın işlem sonrası adımlar arasında ısıl işlem ve yüzey işlemi bulunur. Isıl işlem (örneğin su verme ve temperleme, nitrürleme) ipliğin sertliğini, tokluğunu ve aşınma direncini geliştirebilir, ancak diş deformasyonunu önlemek için ısıl işlem parametrelerinin kontrol edilmesi gerekir. Yüzey işlemi (örneğin galvanizleme, krom kaplama, fosfatlama) dişin korozyon direncini iyileştirebilir ve hizmet ömrünü uzatabilir ve dişin oturma doğruluğunu etkilemekten kaçınmak için yüzey kaplamanın kalınlığı kontrol edilmelidir.

Kalite kontrolü, yüksek hassasiyette diş işleme için son garantidir. İşlenen ipliklerin kapsamlı bir incelemesi, profesyonel test ekipmanı ve yöntemleri kullanılarak yapılmalıdır. Örneğin, iplik göstergeleri (tapa göstergeleri, halka göstergeleri) dişlerin uyum doğruluğunu hızlı bir şekilde tespit etmek için kullanılır; profil doğruluğunu, adım hatasını ve dişlerin kurşun hatasını tespit etmek için bir alet mikroskobu veya optik projektör kullanılır; ipliklerin yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için bir yüzey pürüzlülük ölçer kullanılır. Ultra yüksek hassasiyetli dişler için, tüm göstergelerin tasarım gereksinimlerini karşıladığından emin olmak amacıyla üç boyutlu hassas algılama için koordinat ölçüm makineleri (CMM) kullanılabilir.

6. Sonuç

Yüksek hassasiyetli somun dişi işleme, malzeme seçimi, ön işleme, proses seçimi, takım optimizasyonu, doğruluk kontrolü ve kalite kontrolü gibi birden fazla bağlantıyı içeren sistematik bir projedir. Her bağlantının, dişin nihai işleme kalitesi ve performansı üzerinde doğrudan etkisi vardır. Endüstriyel üretimde, ürünün özel gereksinimlerine göre bilimsel ve makul işleme planları formüle etmek, her bir işleme bağlantısını sıkı bir şekilde kontrol etmek ve yüksek hassasiyetli somun dişlerinin işleme doğruluğunu ve verimliliğini artırmak ve çeşitli ileri teknoloji ekipmanların uygulama ihtiyaçlarını karşılamak için işleme teknolojisini ve parametrelerini sürekli olarak optimize etmek gerekir.