Çelik, talaşlı imalat sektöründe en sık işlenen malzemelerden biridir. Ancak çelik işleme sırasında doğru kesici takımın seçilmemesi; takım ömrünün kısalmasına, yüzey kalitesinin bozulmasına, ölçü hassasiyetinin kaybolmasına ve üretim maliyetlerinin artmasına neden olabilir.
Peki, çelik işlemek için hangi kesici takım kullanılır?
CNC torna ve freze operasyonlarında çelik işlemek için çoğunlukla karbür kesici takımlar tercih edilir. Bununla birlikte kullanılacak takımın yalnızca karbür veya HSS olması yeterli değildir. Çeliğin türü, sertliği, yapılacak operasyon, tezgâhın rijitliği, kesme hızı, ilerleme miktarı, takım geometrisi ve kaplama türü birlikte değerlendirilmelidir.
Bu nedenle doğru kesici takım seçimi, işleme operasyonunun tamamı dikkate alınarak yapılmalıdır.
Bu yazımızda çelik işleme için hangi kesici takımların kullanıldığını, karbür ve HSS takımlar arasındaki farkları, CNC torna ve freze için takım seçiminde dikkat edilmesi gerekenleri detaylı şekilde ele alıyoruz.
Çelik işleme operasyonlarında kullanılacak kesici takım, işleme yöntemine göre değişiklik gösterir.
CNC frezeleme işlemlerinde genellikle karbür frezeler, CNC tornalama işlemlerinde ise karbür kesici uçlar kullanılır. Daha düşük kesme hızlarının tercih edildiği bazı uygulamalarda HSS takımlar da kullanılabilir.
Genel olarak çelik işleme için kullanılan başlıca kesici takımlar şunlardır:
Karbür frezeler
Karbür torna uçları
HSS frezeler
HSS matkaplar
Kaplamalı karbür takımlar
Sertleştirilmiş çeliklerde kullanılan özel karbür takımlar
Uygulamaya bağlı olarak CBN kesici takımlar
Standart CNC çelik işleme uygulamalarında kaplamalı karbür kesici takımlar, yüksek kesme hızlarına ve aşınmaya karşı dayanımları nedeniyle öne çıkar.
Ancak her çelik türü ve her işleme operasyonu için aynı takımın kullanılması doğru değildir.
Karbür kesici takımlar, yüksek sertlik ve aşınma dayanımı sayesinde CNC talaşlı imalat operasyonlarında önemli bir yere sahiptir.
Özellikle çelik işleme sırasında yüksek kesme hızlarına çıkılması gerektiğinde karbür takımlar, HSS takımlara göre önemli avantajlar sağlayabilir.
Karbür kesici takımların çelik işlemedeki başlıca avantajları şunlardır:
Yüksek kesme hızlarında çalışabilme
Yüksek aşınma dayanımı
Uzun takım ömrü
Seri üretime uygunluk
Hassas işleme imkânı
Uygun koşullarda yüksek yüzey kalitesi
Üretim verimliliğinin artırılmasına katkı sağlaması
Ancak karbür takımların yüksek performansından yararlanabilmek için takımın çeliğe ve yapılan operasyona uygun seçilmesi gerekir.
Sadece “karbür takım” satın almak, tek başına doğru takım seçimi anlamına gelmez.
Takım geometrisi, kaplama, ağız sayısı, takım çapı, helis açısı ve kesme parametreleri de mutlaka değerlendirilmelidir.
CNC freze tezgâhında çelik işlenecekse kullanılacak karbür frezenin seçiminde öncelikle yapılacak operasyon belirlenmelidir.
Kaba talaş kaldırma ile finiş işleme için aynı takım geometrisinin kullanılması her zaman ideal sonuç vermeyebilir.
Kaba işleme operasyonlarında temel amaç, mümkün olduğunca verimli şekilde yüksek miktarda talaş kaldırmaktır.
Bu nedenle kaba işleme takımlarında;
Yüksek kesme dayanımı
Uygun talaş boşluğu
Yüksek rijitlik
Kesme yüklerine dayanıklı geometri
İşlenen malzemeye uygun kaplama
önem kazanır.
Kaba işleme sırasında takımın çok fazla zorlanması veya talaş tahliyesinin yetersiz olması takım ömrünü ciddi şekilde azaltabilir.
Finiş işleme operasyonlarında ise amaç yüksek miktarda talaş kaldırmak yerine istenen ölçü hassasiyetine ve yüzey kalitesine ulaşmaktır.
Bu nedenle finiş işlemlerinde;
Kesici ağız geometrisi
Takım salgısı
Helis açısı
Takım çapı
Kaplama
Diş sayısı
gibi özellikler daha fazla önem kazanır.
Özellikle hassas CNC işleme uygulamalarında takımın geometrik doğruluğu ve tezgâhın rijitliği birlikte değerlendirilmelidir.
CNC torna tezgâhlarında çelik işlemek için çoğunlukla karbür kesici uçlar kullanılır.
Çeliklerin genel işlenmesinde ISO sınıflandırmasında P grubu temel referans gruplardan biridir.
Ancak takım seçiminde yalnızca ISO grubuna bakmak yeterli değildir.
Çelik torna ucu seçerken aşağıdaki faktörler dikkate alınmalıdır:
İşlenen çeliğin türü
Çeliğin sertliği
Kaba veya finiş işleme yapılması
Talaş derinliği
İlerleme miktarı
Kesme hızı
İş parçasının bağlanma şekli
Tezgâhın rijitliği
Kullanılan takım tutucu
Soğutma yöntemi
Örneğin kaba tornalama işleminde yüksek talaş yüklerine dayanabilecek bir geometri tercih edilirken, finiş tornalamada yüzey kalitesi ve ölçü hassasiyeti daha fazla önem kazanabilir.
Kesici takım seçiminde karşılaşılan önemli sınıflandırmalardan biri ISO malzeme gruplarıdır.
P grubu genel olarak çelik ve benzeri uzun talaş oluşturan malzemelerin işlenmesinde kullanılır.
Bu nedenle standart çelik işleme operasyonlarında P grubu kesici takımlar önemli bir başlangıç noktasıdır.
Ancak P grubu içerisindeki bütün takımlar aynı değildir.
Takımın;
sertlik seviyesi,
tokluğu,
geometrisi,
talaş kırıcı yapısı,
kaplaması
işleme performansını değiştirebilir.
Paslanmaz çelikler, standart karbon çeliklerinden farklı işleme karakteristiklerine sahiptir.
İş sertleşmesi, ısı oluşumu ve malzemenin kesici kenara yapışma eğilimi gibi faktörler nedeniyle paslanmaz çelik işleme için uygun geometri ve kaplamaya sahip takımlar tercih edilmelidir.
Bu nedenle paslanmaz çelik işlemek için standart çelik takımının doğrudan kullanılması her zaman doğru sonuç vermeyebilir.
K grubu daha çok dökme demir ve kısa talaş oluşturan malzemelerin işlenmesinde kullanılır.
Dolayısıyla “çelik işleme” ile “dökme demir işleme” için aynı ISO grubunun kullanılması beklenmez.
Çelik işleme konusunda en sık sorulan sorulardan biri “HSS mi karbür mü?” sorusudur.
Aslında bu sorunun tek bir cevabı yoktur.
Takım seçimi üretim koşullarına göre yapılmalıdır.
Karbür kesici takımlar özellikle;
CNC tezgâhlarda,
yüksek kesme hızlarında,
seri üretimde,
yüksek üretim kapasitesinde,
uzun takım ömrünün önemli olduğu uygulamalarda,
hassas ölçü gerektiren işlemlerde
avantaj sağlayabilir.
Bu nedenle modern CNC talaşlı imalat uygulamalarında karbür takımlar oldukça yaygın olarak kullanılır.
HSS takımlar ise özellikle;
manuel tezgâhlarda,
düşük ve orta kesme hızlarında,
prototip üretiminde,
küçük adetli üretimde,
yeniden bileme imkânının önemli olduğu uygulamalarda
tercih edilebilir.
HSS takımların yüksek tokluğu, bazı titreşimli veya darbe riski bulunan uygulamalarda avantaj sağlayabilir.
Bu nedenle “karbür her zaman HSS'den daha iyidir” şeklinde genel bir yaklaşım doğru değildir.
Doğru takım, uygulamaya en uygun takımdır.
Kesici takımın ana malzemesi kadar kaplama teknolojisi de takım performansını etkiler.
Özellikle CNC çelik işlemede kaplamalı karbür takımlar;
aşınma direncini artırmak,
yüksek sıcaklıklarda performansı korumak,
takım ömrünü uzatmak,
daha yüksek kesme hızlarına olanak sağlamak
amacıyla kullanılabilir.
Fakat her kaplama her çelik için uygun değildir.
Kaplama seçimi yapılırken;
çelik türü,
sertlik,
kesme hızı,
işleme yöntemi,
soğutma koşulları,
kaba veya finiş işleme
gibi faktörler değerlendirilmelidir.
Bu nedenle takım seçiminde yalnızca “kaplamalı” ibaresine bakmak yerine, takım üreticisinin ilgili malzeme ve operasyon için önerdiği ürünler tercih edilmelidir.
Doğru kesici takım seçimi birçok değişkene bağlıdır.
Çelik tek bir malzeme değildir.
Düşük karbonlu çelikler, alaşımlı çelikler, paslanmaz çelikler, takım çelikleri ve sertleştirilmiş çeliklerin işleme davranışları birbirinden farklıdır.
Bu nedenle öncelikle işlenecek malzemenin tam olarak belirlenmesi gerekir.
Çeliğin sertliği yükseldikçe takımın aşınma ve sıcaklık dayanımı daha önemli hale gelir.
Sertleştirilmiş çeliklerin işlenmesinde standart çelik takımlarından farklı takım teknolojileri gerekebilir.
Frezeleme, tornalama, delme, kanal açma ve diş açma gibi operasyonların her biri farklı kesici takım geometrileri gerektirir.
Aynı takımın bütün operasyonlarda kullanılması beklenen performansı vermeyebilir.
Kaba işlemede yüksek talaş kaldırma kapasitesi ve dayanıklılık ön plana çıkar.
Finiş işlemede ise yüzey kalitesi, ölçü hassasiyeti ve takımın kesme stabilitesi daha önemlidir.
Kesici takım seçiminde CNC tezgâhının rijitliği de mutlaka dikkate alınmalıdır.
Yetersiz rijitlik;
titreşim,
takım kırılması,
yüzey bozukluğu,
ölçü sapması
gibi sorunlara neden olabilir.
Özellikle karbür takımlar yüksek performans sunabilse de stabil olmayan bir işleme sisteminde takım kırılması meydana gelebilir.
Kesme hızının gereğinden fazla yükseltilmesi takımın aşırı ısınmasına ve hızlı aşınmasına neden olabilir.
Buna karşılık gereğinden düşük kesme hızları da takımın verimsiz çalışmasına yol açabilir.
Bu nedenle kesme hızı, kullanılan takımın üretici tavsiyeleri doğrultusunda belirlenmelidir.
Kesme hızı tek başına yeterli değildir.
İlerleme miktarı ve talaş derinliği de takım üzerindeki yükü doğrudan etkiler.
Özellikle karbür freze kullanırken;
diş başına ilerleme,
eksenel kesme derinliği,
radyal kesme genişliği
birlikte değerlendirilmelidir.
Çelik işleme sırasında oluşan talaşın kesim bölgesinden uzaklaştırılması gerekir.
Talaşın kesim bölgesinde birikmesi;
takımın aşırı ısınmasına,
yüzey kalitesinin bozulmasına,
talaşın tekrar kesilmesine,
kesici kenarın zarar görmesine
neden olabilir.
Çelik işlerken kesici takımın kısa sürede aşınmasının birçok nedeni olabilir.
En yaygın nedenler arasında yanlış kesme parametreleri, yanlış takım geometrisi, yetersiz soğutma, titreşim ve yanlış takım seçimi bulunur.
Gereğinden yüksek kesme hızı, kesici kenarda aşırı sıcaklık oluşmasına ve takım ömrünün azalmasına neden olabilir.
İlerleme değerinin uygulamaya uygun olmaması takımın gereğinden fazla zorlanmasına veya kesici kenarın malzemeye sürtünmesine neden olabilir.
İşlenen çeliğin karakterine uygun olmayan takım geometrisi, kesme yüklerini artırabilir.
İş parçasının veya takımın yeterince rijit bağlanmaması titreşim oluşmasına neden olabilir.
Titreşim özellikle karbür takımlarda takım kırılması riskini artırabilir.
Talaşın kesim bölgesinden uzaklaştırılamaması takımın tekrar talaş kesmesine ve gereksiz yük altında kalmasına neden olabilir.
İşlenen malzemeye uygun olmayan kaplama seçimi takım ömrünün beklenenden düşük olmasına neden olabilir.
Çelik işleme operasyonları için genel bir başlangıç rehberi aşağıdaki gibidir:
| İşleme operasyonu | Yaygın takım seçeneği |
|---|---|
| CNC çelik frezeleme | Karbür freze |
| Kaba frezeleme | Dayanıklı karbür freze |
| Finiş frezeleme | Hassas geometrili karbür freze |
| CNC çelik tornalama | Karbür kesici uç |
| Manuel tornalama | HSS veya uygun karbür takım |
| Çelik delme | HSS veya karbür matkap |
| Seri üretim | Kaplamalı karbür |
| Sertleştirilmiş çelik | Uygulamaya göre karbür veya CBN |
Bu tablo genel bir rehber niteliğindedir. Kesin takım seçimi yapılırken işlenen malzemenin özellikleri ve takım üreticisinin önerdiği çalışma parametreleri dikkate alınmalıdır.
Kesici takım seçiminde yapılan en büyük hatalardan biri yalnızca ürünün satın alma fiyatına odaklanmaktır.
Düşük fiyatlı bir takım ilk bakışta ekonomik görünebilir. Ancak takımın kısa sürede aşınması, sık sık değiştirilmesi ve üretim süresinin uzaması toplam maliyeti artırabilir.
Profesyonel takım seçiminde yalnızca takım fiyatı değil, toplam işleme maliyeti değerlendirilmelidir.
Bunun için;
Takım maliyeti + takım ömrü + işleme süresi + takım değiştirme süresi + parça başı maliyet
birlikte değerlendirilmelidir.
Doğru seçilmiş daha kaliteli bir takım, ilk satın alma maliyeti daha yüksek olsa bile uzun vadede daha ekonomik olabilir.
Çelik işleme için doğru kesici takım seçerken aşağıdaki sırayı takip etmek işinizi kolaylaştırabilir:
1. İşlenecek çeliğin türünü belirleyin.
Öncelikle malzemenin karbon oranı, alaşımı ve sertliği hakkında bilgi sahibi olun.
2. Yapılacak operasyonu belirleyin.
Frezeleme, tornalama, delme veya kanal açma gibi işlemin türünü belirleyin.
3. Kaba veya finiş işlem yapacağınızı belirleyin.
Kaba ve finiş işlemlerde farklı takım geometrileri gerekebilir.
4. Tezgâh özelliklerini değerlendirin.
Tezgâh gücü, rijitlik, maksimum devir ve bağlama sistemi takım seçiminde önemlidir.
5. HSS veya karbür seçimini yapın.
Üretim koşullarına göre uygun takım malzemesini belirleyin.
6. Uygun geometriyi seçin.
Takımın ağız sayısı, helis açısı, talaş kırıcı yapısı ve kesici kenar geometrisini değerlendirin.
7. Kaplama seçimini yapın.
İşlenen çelik ve çalışma koşullarına uygun kaplamaya sahip takımları tercih edin.
8. Kesme parametrelerini üretici önerilerine göre belirleyin.
Kesme hızı, ilerleme ve talaş derinliği gibi değerleri takım üreticisinin önerileri doğrultusunda ayarlayın.
Çelik işleme operasyonlarında doğru kesici takım seçimi; üretim kalitesi, takım ömrü ve maliyet açısından büyük önem taşır.
CNC frezeleme, tornalama, delme ve diğer talaşlı imalat uygulamalarında kullanılacak takımın işlenen malzemeye ve operasyon koşullarına uygun olması gerekir.
Takım Sanayi, talaşlı imalat ve metal işleme operasyonlarında ihtiyaç duyulan farklı kesici takım çözümlerini bir arada sunar.
Karbür frezelerden sert metal uçlara, torna takımlarından matkaplara kadar farklı ürün gruplarını inceleyerek üretim sürecinize uygun kesici takım seçeneklerini değerlendirebilirsiniz.
Çelik işleme operasyonunuz için doğru takımı seçmek, yalnızca takım ömrünü artırmakla kalmaz; üretim verimliliğini yükseltmeye ve parça başı maliyeti düşürmeye de yardımcı olur.
CNC çelik işleme uygulamalarında genellikle uygun geometri ve kaplamaya sahip karbür kesici takımlar tercih edilir. Ancak en iyi takım, işlenen çeliğin türüne, sertliğine ve yapılan operasyona göre değişir.
Çeliğin türüne ve yapılacak işleme göre uygun geometri, diş sayısı ve kaplamaya sahip karbür freze seçilmelidir. Kaba ve finiş işlemlerinde farklı freze geometrileri tercih edilebilir.
Yüksek hızlı CNC uygulamalarında karbür takımlar genellikle avantajlıdır. Düşük hızlı, manuel veya bazı titreşimli uygulamalarda HSS takımlar tercih edilebilir.
Standart çelik tornalama operasyonlarında çoğunlukla ISO P grubu içerisinde yer alan uygun geometri ve kaplamaya sahip karbür kesici uçlar kullanılır.
Paslanmaz çelik, standart karbon çeliklerinden farklı işleme özelliklerine sahip olduğundan malzemeye uygun geometri ve kaplamaya sahip kesici takımlar kullanılmalıdır.
Sertleştirilmiş çeliğin sertlik derecesine ve işleme koşullarına göre karbür veya CBN gibi daha yüksek performanslı kesici takım çözümleri değerlendirilebilir.
Yanlış kesme parametreleri, titreşim, yetersiz bağlama, fazla talaş yükü, yanlış takım geometrisi veya takımın gereğinden fazla dışarıda tutulması karbür frezenin kırılmasına neden olabilir.
Doğru takım geometrisi ve kaplama seçimi, uygun kesme hızı ve ilerleme değerlerinin kullanılması, yeterli talaş tahliyesi ve rijit takım/iş parçası bağlama sistemi takım ömrünün artırılmasına yardımcı olur.
Paslanmaz çelik için hangi kesici takım kullanılır? Freze, torna ucu ve matkap seçiminden karbür kalite, geometri ve kaplamaya kadar doğru takım seçimini öğrenin.
Alüminyum işlemek için hangi freze kullanılır? 2 ağızlı mı 3 ağızlı mı, hangi helis açısı ve kaplama tercih edilmeli? Doğru freze seçimini öğrenin.
ISO kesici uç kodları nasıl okunur? CNMG, WNMG, CCMT ve TNMG kodlarının anlamı
