Diş frezeleme

Allied Machine’in deyişiyle diş frezesi, yan yüzünde diş profili olan bir parmak freze gibi düşünülebilir ve çapı açtığı dişten küçüktür. Tezgâh onu dişin ekseni çevresinde bir daire üzerinde ve aynı anda bu eksen boyunca hareket ettirir: helisel enterpolasyon (WNT’nin Türkçe kataloğundaki yazımıyla). ISCAR kuralı tek cümlede veriyor: takım parça çevresinde bir tur atarken diş boyunca yaptığı hareket bir adıma eşittir.

Geri kalan her şeyi bu kural belirler. Dişin adımı ve yönü takımdan değil yoldan gelir; bu yüzden aynı freze pek çok çapı, sağ ve sol dişi, içte ve dışta açabilir. Bedeli, tezgâhın helisel enterpolasyon yapabilmesidir; Vargus: diş frezeleme için helisel enterpolasyon hareketi gerekir.

Yol, satır satır

Tam tur: dişX

0,5000

Y

0,0000

Z

−0,3750

1. S1000 M03iş mili saat yönünde, 1000 dev/dak
2. G01 Z-0.5156 F50.başlangıç derinliğine iniş: −0,5 eksi 1/8 adım
3. G41 X0.25 Y-0.25 F10. D01takım yarıçap telafisi açık
4. G03 X0.5 Y0 I0 J0.25 Z-0.5dişe çeyrek yayla giriş, 1/8 adım yükselerek
5. I-0.5 J0 Z-0.375 F20.tam bir tur: Z bir adım yukarı, dişin tamamı
6. X0.25 Y0.25 I-0.25 J0 Z-0.3594dişten çeyrek yayla çıkış, 1/8 adım yukarı
7. …telafi kapalı, geri çekilme

O60023’ün kesme satırları, Haas’ın bastığı gibi (alıntı). Haas’ın sonraki satırı G40 G01 X0 Y1, harfiyen uygulanırsa takımı duvara doğru dışarı sürer (X0 Y0 kastedildiği açık); şekil takımı geri çekmeden önce merkeze döndürür, ISCAR’ın sırasındaki gibi.

ISCAR önerilen sırayı şöyle anlatıyor: hızlı yaklaşma, malzemeye bir yayla giriş, 360°’lik tam bir tur, yayla çıkış ve hızlı geri dönüş. Haas’ın programı da aynı düzeni izler. Takım dişin başlangıcının 1/8 adım altına iner (Z−0,5’te başlayan bir diş için Z−0,5156), çeyrek yay onu bu 1/8 adım yükseltir, tam tur bir adım kaldırır (0,125 inç, inçte 8 diş) ve çıkış yayı 1/8 daha ekler.

Çok dişli ya da tek profilli. Çok dişli bir frezede birkaç diş sırası vardır; Vargus’un deyişiyle her diş bir adım oluşturur ve diş tek bir pasoda, bir turda biter. Tek profilli bir frezenin tek dişi vardır ve diş boyundaki her adım için bir tur gerekir: Haas’ın tek uçlu örneği O60025, 360°’lik satırını L5 ile beş kez tekrarlar. ISCAR’a göre diş, takımın parça çevresinde 1–1,3 turuyla biter; fazladan 0,3 tur, tam derinliğe dalma ve bindirme içindir.

Dişi kılavuzla değil frezeyle açmak neden

Üreticiler aynı avantajları sayıyor:

Allied düşük kuvveti şöyle açıklıyor: diş frezesi bir anda çevrenin yalnızca bir kısmını keser. Büyük parçalarda Kennametal, diş frezelemenin öteki diş açma yöntemlerine göre çok daha az güç istediğini söylüyor; EMUGE 24 mm’den sonsuza kadar dişler için diş frezeleri sunuyor. Vargus kılavuzun zorlandığı iki durum daha ekliyor: kılavuzun malzemeyi yırttığı yumuşak malzemeler ve üst çap sınırı olmayan delikler. Kılavuz kırılmasının kendisi için kılavuz kırılması sayfasına bakın.

Sınırlar tezgâh ve programdır. Tezgâhın helisel enterpolasyon yapması gerekir; WNT’nin ön koşulu: “Helisel enterpolasyon işlevine sahip CNC kontrollü freze makinesi veya işleme merkezi”. Teğet giriş, düz bir girişten biraz daha karmaşık programlama ister (Vargus). Vargus da devir başına yalnızca bir kez kesen kendi uçlu takımlarının titreşime duyarlı olduğunu belirtiyor. Haas, 3/8 inçten küçük iç dişlerin mümkün ya da pratik olmayabileceği uyarısını yapıyor. ISCAR avantajlar arasında kısa işleme süresini sayıyor, ama okuduğumuz kaynakların hiçbiri çevrim süresini kılavuz çekmeyle karşılaştırmıyor.

Takımlar

ISCAR diş frezelerini tam karbür takımlar, değiştirilebilir uçlu takımlar ve değiştirilebilir başlıklı takımlar olarak ayırıyor; bunlar saplı parmak freze ya da delikli kabuk freze biçiminde yapılıyor. Tam karbür MTEC frezeleri 2,2–20 mm kesme çapında, iç soğutmalı MTECZ 7,6–16 mm’de; MTECS ise boşaltılmış bir boyun üzerinde kısa, üç dişli bir kesme bölgesine sahip, M1,4 × 0,3’e kadar iniyor ve çok kısa profili takımın eğilmesini en aza indiren düşük bir kuvvet uyguluyor. WNT’nin Türkçe kataloğu “Tek sıralı şaft diş frezesi”ni, havşalı diş açma frezelerini ve deliği de dişi de tek takımla açan “Karbür delme ve diş açma frezesi”ni sayıyor; EMUGE’nin Thriller’ı göbek deliğini deliyor, havşayı açıyor ve dişi takım değiştirmeden aynı iş akışında frezeliyor.

Aynı yönlü frezeleme ve yolun yönü

Kaynaklar normal seçimin aynı yönlü frezeleme olduğunda birleşiyor. ISCAR: diş işlemede çoğu durumda tercih edilen yol aynı yönlü frezelemedir. Vargus: bugün genel olarak önerilen budur. Haas: “Always climb cut the cutter” (her zaman aynı yönlü kesin). Kennametal nedenlerini veriyor: daha düşük kesme kuvvetleri, daha iyi talaş oluşumu, daha yüksek diş yüzey kalitesi. Allied, aynı yönlü frezelemede talaşın frezeden daha hızlı uzaklaştığını, zıt yönlüde ise yeniden kesilebildiğini ekliyor. Genel durum aynı yönlü ve zıt yönlü frezeleme sayfasında. WNT kataloğu “eş yönlü” der; İTÜ ders notu aynı yönlü frezeleme için “tırmanma frezelemesi” adını da veriyor.

ISCAR istisnaları söylüyor: tezgâh boşluğu karşılamıyorsa zıt yönlü frezeleme önerilir; dökme demir ve sertleştirilmiş malzemelerde de zıt yönlü frezeleme tercih edilir. Bilinmesi gereken iki belge daha ileri gidiyor: FRAISA’nın 2026 kataloğu diş frezeleri için zıt yönlü (“up-cut”, Almanca baskıda “Gegenlauf”) frezeleme öneriyor; Vargus’un TM Solid kataloğu da çok pasolu yöntemi için zıt yönlü frezelemenin gerekli olduğunu yazıyor, Vargus’un el kitabından farklı olarak.

İş mili saat yönünde döndüğünde (M03), aynı yönlü frezeleme turun yönünü belirler, Z’nin yönü de dişin yönünü:

Haas: iç dişler için G03, dış dişler için G02 kullanılır; sağ iç diş, Z ekseninde bir diş adımı kadar yukarı çıkar. Aynı geometriyle (bizim çıkarımımız; kaynaklar yalnızca sağ diş örnekleri veriyor) sol diş turu korur, Z’yi tersine çevirir. ISCAR hareketlerin birleşiminin sol ya da sağ diş istenmesine bağlı olduğunu, Vargus da takımlarının iki yönü de yalnızca programlanan takım yoluna bağlı olarak açtığını söylüyor.

Programlama

Yayla gir. ISCAR teğet yay girişini öneriyor, çünkü freze malzemeye kademeli girer ve takımdaki yük kademeli artar. Vargus buna en iyi yöntem diyor ve düz radyal girişin giriş ve çıkış noktasında küçük dikey bir iz bırakabileceğini belirtiyor; Harvey Tool darbe yükünden kaçınmak için yay biçiminde bir yol istiyor. ISCAR düz teğet girişi yalnızca dış dişlere ayırıyor.

Yayda Z’yi yükselt. Allied giriş yayının yarıçapını (diş dış çapı − takım çapı) / 4 alıyor ve bu yayda Z’yi adım / 8 kadar yükseltiyor; Haas’ın programı da aynısını yapar (yorum satırında: 1/8 adım yükselir), ISCAR’ın şablonu da.

Telafi yalnızca aşınma için. Program takım merkezinin yolunu tanımlar; iç dişte yarıçap (diş dış çapı − takım çapı) / 2’dir. ISCAR’ın örneği: Ø29 frezeyle M48 × 2 diş, 9,5 mm. ISCAR: bu programlama yöntemi aşınma ofseti dışında takım yarıçap telafisi değeri gerektirmez. Allied: diş frezesi için kontrol ünitesine çap değeri girilmemelidir. Telafi (G41) giriş yayından önce açılır, çıkış yayından sonra kapanır.

Konik dişler. Boru dişlerinde yol yükseldikçe açılmalıdır. Allied: diş frezesi konik olsa bile Z’de yükselirken X ve Y’de dışa doğru hareket etmelidir. Vargus paralel dişleri artımsal, konik dişleri mutlak koordinatlarla programlıyor.

İlerleme: kenar ve merkez

Diş başına ilerleme kesici kenar için verilir, ama program takım merkezini yürütür. Delik içinde merkez kenardan daha küçük bir daire çizer, bu yüzden ilerlemesi daha küçük olmalıdır; dışta ise daha büyük. Kenar ilerlemesi

$$v_f = f_z \cdot z \cdot n$$

(Allied, Vargus, FRAISA); merkez için programlanacak ilerleme, iç dişte,

$$v_{fm} = v_f \cdot \frac{D - d}{D}$$

Burada D dişin dış çapı, d freze çapıdır (Harvey Tool, Allied). Dış diş için Harvey Tool (D + d) / D kullanıyor. WNT’nin Türkçe kataloğu da aynı uyarıyı yapıyor: “kontur ilerlemesi vf’nin mi yoksa merkezi eksenel ilerlemenin vfm mi kullanıldığına dikkat etmek önemlidir.”

DişM6 × 1M8 × 1,25M10 × 1,5M12 × 1,75M16 × 2M20 × 2,5M24 × 3M30 × 3,5M36 × 4M42 × 4,5M48 × 5

Diş türü

İç dişDış diş

Ağız sayısı123456Freze çapı

12

mmKesme hızı

100

m/dakAğız başına ilerleme

0,050

mm

Devir

2653 dev/dak

Kesici kenarda ilerleme

531 mm/dak

Merkez ilerlemesi (programlanacak)

212 mm/dak

Merkez yolu yarıçapı

4,00 mm

Giriş yayı yarıçapı

2,00 mm

Yayda Z

0,313 mm

Freze / diş çapı

60 %

ISCAR: ≤ %70 · D

14,0 mm · uygun

Vargus: < %70 · D1

12,1 mm · uygun

FRAISA: ≤ ⅔ · D1

11,5 mm · aşıyor

Vargus’un TM Solid kataloğu girişte ilerlemeyi düşürüyor: girişte ağız başına ilerleme diş açma ilerlemesinden %70 düşük ayarlanmalı.

Freze çapı

Diş frezesinin dişleri helissiz halkalardır; bu yüzden açtığı profil biraz bozulur ve bozulma adımla ve freze çapıyla büyür (ISCAR). İç dişte freze çapına bu yüzden sınır konur:

M20 diş için ISCAR’ın kuralı 14 mm, Vargus’unki yaklaşık 12,1 mm, FRAISA’nınki yaklaşık 11,5 mm veriyor (temel göbek çapı 17,29 mm’nin %70’i ve ⅔’si). Dış dişte ISCAR %70’in üstüne izin veriyor; Vargus ise ISO, UN ve Whitworth dişlerde bozulmanın ihmal edildiğini söylüyor. Sınırın içinde ISCAR dengeyi belirtiyor: büyük freze daha rijit ve verimli, küçük freze daha doğru profil açar.

Radyal pasolar

Zor malzemelerde ya da büyük adımlarda diş birden fazla radyal pasoda, her seferinde derinliğin daha büyük bir payına kadar açılır:

Diş, takımın eğilmesi yüzünden mastardan geçmiyorsa ofseti değiştirmeden bir paso daha atmak işe yarar: Vargus’un çaresi bir “sıfır” kesme; ISCAR’ın hata tablosunda da “sıfır telafi” var.

Kesme verileri

Diş frezeleme verileri takıma özgüdür ve temiz okunabilen üretici tablosu az. Allied’ın tam karbür AccuThread T3 diş frezeleri için metrik tablosu:

ISCAR IC908 kaliteli değiştirilebilir uçları için diş başına 0,05–0,15 mm veriyor; tam karbür tablolarında uzun kesme boylu frezeler için ilerlemeyi %40 düşürüyor. Allied T3 diş frezelerini aynı yönlü frezelemeyi korumak için sola kesen (M04) olarak ve yukarıdan aşağı çalıştırıyor; bu yüzden yukarıdaki yön tablosu bu takımlara olduğu gibi uymaz. Kennametal’in kataloğu değiştirilebilir diş frezeleme uçları için, 187 HB altındaki karbon çeliklerinde 300–700 SFM (91–213 m/dak) veriyor. Vargus uçlu takımlarıyla denemelere 100 m/dak ve ağız başına 0,05 mm ile başlıyor.

Hatalar

Vargus titreşimin kolayca anlaşıldığını söylüyor: ses son derece yüksektir.

Kılavuzla açılan seçenek için kılavuz çekme, dişlerin kendisi için ISO metrik vida dişleri sayfasına bakın.