GİRİŞ

1. ÜÇ EKSENLİ MASA TİPİ CNC FREZE TEZGAHI Nurettin BACAKOĞLU – M.Kadir TAŞPINAR, KERİM ÇETİNKAYAKarabük Üniversitesi Tasarım ve Konstrüksiyon Öğretmenliği 2.Ö GİRİŞ Bilgisayarlı Sayısal Kontrol (CNC-Computer Numerical Control), takım tezgahlarının sayısal komutlarla bilgisayar yardımıyla kontrol edilmesidir. CNC Tezgahlarda, NC tezgahlardan farklı olarak bir bilgisayarlı kontrol ünitesi bulunur.Böylece NC programları,kesicilerle ilgili bazı teknik ve ofset bilgileri kalıcı olarak tezgah hafızasında saklanabilir. Ayrıca imalatın her aşamasında programa müdahale edilir ve programda istenilen değişiklikler yapılır .       Konvansiyonel tezgahlarda kullanılan bazı bağlama kalıp, mastar vb. elemanlarla kıyaslandığı zaman tezgahın ayarlama zamanı çok kısadır.          Ayarlama, ölçü kontrolü, manuel hareket vb. nedenlerle oluşan zaman kayıpları ortadan kalkmıştır.         İnsan faktörünün imalatta fazla etkili olmamasından dolayı seri vehassas imalat mümkündür.          Tezgahın çalışma temposu her zaman yüksek ve aynıdır.       Her türlü sarfiyat (elektrik, emek, malzeme vb.) asgariye indirgenmiştir.        İmalatta operatörden kaynaklanacak her türlü kişisel hatalar ortadan kalkmıştır.          Kalıp, mastar, şablon vb. pahalı elemanlardan faydalanılmadığı için sistem daha ucuzdur.          Parça imalatına geçiş daha süratlidir.          Parça üzerinde yapılacak değişiklikler sadece programın ilgili bölümünde ve tamamı değiştirilmeden seri olarak yapılır. Bu nedenle CNC takım tezgahlarıyla yapılan imalat büyük bir esnekliğe sahiptir. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Tezgahın testleri step motorlar,elektronik kart,güç devresi bağlantısı yapılmış ve tezgahın işleyeceği şeklin gerekli G kodları MESH-3 programına aktarılmış ve bilgisayar yardımı ile tezgaha start verilmiştir. Tezgah sorunsuz bir şekilde çalışmıştır. Tezgahın kesici takımının diş açılabilmesi için MDF kullanılmış ve kesici takım ile diş açtırılmıştır. Bu işlem en az 5 iş parçasında tekrar tekrar yapılarak dişler arasındaki farkları birbirleriyle karşılaştırılmış olup (diş kalınlığı, dişlilerin düzgünlüğü , diş derinliği vb.) dişlerin hassasiyetine bakılmıştır ve her deneme arasında minumum 15 dakika bekleme yapılmıştır. Çalışma süresine bağlı olarak kartta ısınmanın az olduğu fakat dirençlerin çok fazla ısındığı görülmüştür. Bu yüzden dirençler tezgahta kullanılan mdf nin üzerine direk koyulmayıp arasına somun atılarak bağlantısı yapılmıştır. Bu şekilde direncin mdf yi yakması önlenmiştir. Bu çalışmayı yapmadaki amacımız tezgahın işleme fonksiyonlarına göre tezgahı tasarlayabilmeyi öğrenmek,yapılan tasarımı işleme dökebilmek ve tezgahı çalıştırabilmek için gerekli olan G kodlarını öğrenmek; sonuçta ortaya çıkan ürün üzerinden tasarlanan tezgahın kapasitesine göre deney/test/hedef konusu belirleyip hedeflenen çalışmayı gerçekleştirip makale olarak sunabilmektir. MALZEME VE METOD Üç eksenli CNC üretim aşamasına başlandığında CNC Cad ortamında modellenmiştir. SolidWork ile modellenen 3 eksen CNC, teknik imalat resimleri ve montaj resimleri, montaj antedi çıkartılmıştır. Çıkartılan bu resimlere göre parça üretimi amacıyla imalat tablosu hesaplanmıştır. Gövde 18 mm’lik 250*250 ebatlarında 50*200mm demir profil yapılmıştır. Yataklamalar alüminyum kızaklarla yapıldı ve vidalı millerin yataklanmasın da ise TS 6208 iç capı 8 mm olan 5 adet sabit bilyalı yatak ve FAG 51100 10*24*9mm eksenel rulman kullanıldı. Step motorlar 75 mm’lik vidayla gövdeye ve hareketli tablaya bağlanarak CNC’nin montajı tamamlandı. Tezgahın çalışma sistemi mümkün olduğunca az ve ucuz malzeme kullanılarak montaj edilmeye çalışılmıştır.Sisteme Yapılan çalışmanın tamamı SolidWorks‘te modellenmiştir. Montajı yapılan CNC ilk önce kart ve step motorların bağlantıları yapılarak bilgisayara bağlantısı yapılmıştır. Mash-3 programıyla CNC ye X-Y-Z eksenlerinde hareket ettirmek için önceden yazılan G kodları girilerek hareketi sağlanmıştır. Hareketi sağlanan CNC’nin aynasına iş parçası bağlanarak kesici takım ile diş açma işlemi yaptırılmıştır. Çalışmada ilk olarak tezgahın eksen çalışma sistemine dikkat edilmiştir.Eksenler X-Y-Z olarak sisteme aktarılmıştır. Eksenleri hareket ettirecek olan vidalı millere yatak açılıp sabitlenmesi sağlanmış olup dönmesini sağlayabilmek için iç çapı 8 mm olan rulmanlar takılmıştır. Yataklamaları ise alüminyum kızaklarla sağlanmıştır. Tezgahın çalışma sistemi mümkün olduğunca maliyeti düşürmek için demir profil ve MDF’ler kullanılarak en aza indirgenmiştir. CNC ye hareket vermek için her eksene ayrı ayrı step motorar kullanılmış olup step motorlarının elektronik bağlantıları yapılmıştır. Step motorlara hareket verebilmek için bağlanılan elektronik kartın çalışabilmesi için 22 V 6.5A lık güç kaynağı kullanılmıştır. Tezgahı hareket ettiren G kodları MECH-3 programına tanıtılmış ve yapılan çalışmalar gerekli başarıya ulaşmıştır. Sistemde kullanılacak malzeme olarak kesici takım ve MDF ve kaucuk kullanılmıştır. İş parçası CNC‘ye bağlayarak malzeme üzerine bilgisayar kontrolü ile dişliler açılmıştır. KAYNAKLAR [1] Uyanık,S., Şimşek,İ., Aytan,N., Onat,M., Erdal,H., “3 Eksenli Yüzey İşleme Tezgahının Bilgisayar İle Kontorlü” 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük/Türkiye 2009. [2] Yea,X., Liua,H., Chena,L., Chenc, Z., Zhanga,X., ”Reverse Innovative Design;an Integrated Product Design Methodology” Computer-Aided Design 40 812-827 2008. [3] Xu,X., Newman,S., ”Making CNC Machine Tools More Open Interoperable and a Review of The Technologies” Computer in Industry 57 141-152 2006. [4] Newman,S., Nassehi,A., Xu,X., Rosso,R., Wang,L., Yusof,Y., Ali,L., Liu,R., Zheng,L., Kumar,S., Vichare,P., Dhokia,V., “Strategic Advantages of Interoperability for Global Manufacturing Using CNC Technology” Robotic and Computer-Integrated Manufacturing 24 699-708 2008. [5] Akınca,A., “Enstrümantasyon ve Hızlı Prototipleme Uygulamalarında Kullanılabilecek Düşük Maliyetli Bir CNC Tezgahı Geliştirilmesi” Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü 2006. [6] Yağmur,L., “Hızlı Prototip Üretim Teknolojileri” Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü 1997. [7] Ermurat, M., “Hızlı Prototip ve Üretim Teknolojilerinin İncelenmesi” Yüksek Lisans Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü 2002. [8] Pişkin,B., “Klasik Bir Torna Tezgahının CNC’ye Dönüştürülmesi ve CNC Tezgah İçin Hassas Kızak Tasarımı” Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya 1996. [9] Özdeveci,M., “Eğitim Tipi CNC Frezesinin Tasarımı ve İmalatı” Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, 2001. [10] Ayyıldız,A., Demir,E., Özten,K., Kabaş,K., “Masaüstü CNC Freze Tezgahı Tasarımı ve Prototip İmalatı” Lisans Tezi, Karabük Üniv. Teknik Eğitim Fakültesi, 2009. [11] Şahbaz,C., “Konvansiyonel FU-400 Freze Tezgahının CNC Kontrollü Freze Tezgahına Dönüştürülmesi” Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998. [12] Üstün,O., “NC Bir Takım Tezgahının CNC Bir Takım Tezgahına Dönüştürülmesi” Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü 1999. [13] Büyükşahin,U., “3 Eksenli CNC Tezgah Tasarımı ve Uygulaması” Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005. TEŞEKKÜR Yapılan çalışmalara ait maddi ve manevi destekte bulunan tüm arkadaşlarıma Teşekkürler… ÖZET Bu çalışmada masaüstü 3 eksenli ve işmili tahrikli CNC-Freze yapılarak kauçuk ve MDF üzerine konik dişliler açılmış olup çalışma esnasında diş hassasiyeti incelenmiştir. Çıkan sonuçlara göre hassasiyeti artırmak için devir küçültülerek daha hassas diş açılmaya çalışılmıştır. Çalışma süresine bağlı olarak ise CNC kartındaki ve dirençlerdeki ısınmalara bakılmıştır.