Mil Takımının Çalışma Prensibi - CNC İşleme Merkezlerinde Gevşeme ve Sıkışma
Özet: Bu makale, CNC işleme merkezlerindeki mil takımı gevşetme ve sıkma mekanizmasının temel yapısını ve çalışma prensibini, çeşitli bileşenlerin bileşimi, çalışma süreci ve temel parametreler dahil olmak üzere ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu önemli işlevin iç mekanizmasını derinlemesine analiz etmeyi, ilgili teknik personele teorik referanslar sağlamayı, CNC işleme merkezlerinin mil sistemini daha iyi anlamalarına ve bakımını yapmalarına yardımcı olmayı ve işleme sürecinin yüksek verimliliğini ve hassasiyetini sağlamayı amaçlamaktadır.
I. Giriş
İşleme merkezlerinde mil takım gevşetme ve sıkıştırma işlevi, CNC işleme merkezlerinin otomatik işlemeyi başarması için önemli bir temel oluşturur. Yapısı ve çalışma prensibinde farklı modeller arasında bazı farklılıklar olsa da, temel çerçeve benzerdir. Çalışma prensibi hakkında derinlemesine araştırma yapmak, işleme merkezlerinin performansını artırmak, işleme kalitesini sağlamak ve ekipman bakımını optimize etmek açısından büyük önem taşır.
II. Temel Yapı
CNC işleme merkezlerindeki mil takımı gevşetme ve sıkıştırma mekanizması temel olarak aşağıdaki bileşenlerden oluşur:
- Çekme Saplaması: Aletin konik sapının ucuna takılan bu saplama, çekme çubuğunun aleti sıkması için önemli bir bağlantı elemanıdır. Çekme çubuğunun başındaki çelik bilyelerle birlikte çalışarak aletin konumlandırılmasını ve sabitlenmesini sağlar.
- Çekme Çubuğu: Çelik bilyalar aracılığıyla çekme saplamasıyla etkileşime girerek, çekme ve itme kuvvetlerini iletir ve aletin sıkıştırma ve gevşetme hareketlerini gerçekleştirir. Hareketi piston ve yaylar tarafından kontrol edilir.
- Kasnak: Genellikle güç iletiminde ara bileşen olarak görev yapar ve mil takımı gevşetme ve sıkıştırma mekanizmasında yer alır. İlgili bileşenlerin hareketini sağlayan iletim bağlantılarında görev alabilir. Örneğin, piston gibi bileşenlerin hareketini sağlamak için hidrolik sisteme veya diğer tahrik cihazlarına bağlanabilir.
- Belleville Yay: Çok sayıda yaprak yay çiftinden oluşan bu yay, takımın gerdirme kuvvetini oluşturmak için önemli bir bileşendir. Güçlü elastik kuvveti, işleme işlemi sırasında takımın milin konik deliğine sabitlenmesini sağlayarak işleme hassasiyetini garanti eder.
- Kilit Somunu: Belleville yayı gibi bileşenlerin çalışma esnasında gevşemesini önlemek ve tüm aletin gevşeme ve sıkıştırma mekanizmasının stabilitesini ve güvenilirliğini sağlamak için kullanılır.
- Ayar Şimleri: Ayar şimleri taşlanarak, piston strokunun sonunda çekme çubuğu ile çekme saplaması arasındaki temas durumu hassas bir şekilde kontrol edilebilir ve böylece aletin sorunsuz bir şekilde gevşetilip sıkılması sağlanır. Bu şimler, tüm alet gevşetme ve sıkma mekanizmasının hassas bir şekilde ayarlanmasında önemli bir rol oynar.
- Helezon Yay: Aletin gevşeme sürecinde rol oynar ve pistonun hareketine yardımcı olur. Örneğin, piston çekme çubuğunu iterek aleti gevşetmek için aşağı doğru hareket ettiğinde, helezon yay, hareketin düzgünlüğünü ve güvenilirliğini sağlamak için belirli bir elastik kuvvet sağlar.
- Piston: Takım gevşetme ve sıkma mekanizmasında güç sağlayan bileşendir. Hidrolik basınçla yukarı ve aşağı hareket eder ve ardından takımın sıkma ve gevşetme hareketlerini gerçekleştirmek için çekme çubuğunu çalıştırır. Strok ve itme kuvvetinin hassas kontrolü, tüm takım gevşetme ve sıkma süreci için çok önemlidir.
- Limit Anahtarları 9 ve 10: Sırasıyla takım sıkma ve gevşetme sinyalleri göndermek için kullanılırlar. Bu sinyaller, CNC sistemine geri beslenir, böylece sistem işleme sürecini hassas bir şekilde kontrol edebilir, her bir işlemin koordineli ilerlemesini sağlayabilir ve takım sıkma durumunun yanlış değerlendirilmesinden kaynaklanan işleme kazalarını önleyebilir.
- Kasnak: Yukarıdaki 3. maddede sözü edilen kasnağa benzer şekilde, iletim sistemine birlikte katılarak gücün istikrarlı bir şekilde iletilmesini sağlar ve takım gevşetme ve sıkma mekanizmasının tüm bileşenlerinin önceden belirlenmiş bir programa göre birlikte çalışmasını sağlar.
- Uç Kapağı: Milin iç yapısını koruyup sızdırmaz hale getirerek, toz ve talaş gibi yabancı maddelerin milin içine girmesini ve takım gevşetme ve sıkıştırma mekanizmasının normal çalışmasını etkilemesini önler. Aynı zamanda, iç bileşenler için nispeten istikrarlı bir çalışma ortamı da sağlar.
- Ayar Vidası: Takım gevşetme ve sıkıştırma mekanizmasının performansını daha da optimize etmek ve uzun süreli kullanımda yüksek hassasiyetli çalışma durumunu korumasını sağlamak için bazı bileşenlerin konumlarında veya boşluklarında ince ayarlamalar yapmak için kullanılabilir.
III. Çalışma Prensibi
(I) Takım Sıkma İşlemi
İşleme merkezi normal işleme durumundayken, piston 8'in üst ucunda hidrolik yağ basıncı yoktur. Bu sırada, helezon yay 7 doğal olarak uzamış durumdadır ve elastik kuvveti piston 8'in belirli bir konuma yukarı doğru hareket etmesini sağlar. Bu arada, Belleville yayı 4 de bir rol oynar. Kendi elastik özellikleri nedeniyle, Belleville yayı 4, çekme çubuğu 2'yi yukarı doğru hareket etmeye iter, böylece çekme çubuğu 2'nin başındaki 4 çelik bilye, takım sapının çekme saplaması 1'in kuyruğundaki halka şeklindeki oluğa girer. Çelik bilyelerin gömülmesiyle, Belleville yayı 4'ün germe kuvveti, çekme çubuğu 2 ve çelik bilyeler aracılığıyla çekme saplaması 1'e iletilir, böylece takım sapı sıkıca tutulur ve takımın milin konik deliği içinde hassas bir şekilde konumlandırılması ve sıkıca kenetlenmesi sağlanır. Bu sıkıştırma yöntemi, Belleville yayının güçlü elastik potansiyel enerjisinden yararlanır ve aletin yüksek hızlı dönme ve kesme kuvvetlerinin etkisi altında gevşememesini sağlamak için yeterli germe kuvveti sağlayabilir, böylece işleme hassasiyetini ve stabilitesini garanti eder.
(II) Alet Gevşetme İşlemi
Aletin değiştirilmesi gerektiğinde, hidrolik sistem devreye girer ve hidrolik yağ, piston 8'in alt ucuna girerek yukarı doğru bir itme kuvveti oluşturur. Hidrolik itme kuvvetinin etkisiyle piston 8, helezon yay 7'nin elastik kuvvetini yenerek aşağı doğru hareket etmeye başlar. Piston 8'in aşağı doğru hareketi, çekme çubuğu 2'yi eş zamanlı olarak aşağı doğru hareket etmeye iter. Çekme çubuğu 2 aşağı doğru hareket ettikçe, çelik bilyeler alet sapının çekme saplaması 1'in kuyruğundaki halka şeklindeki oluktan çıkar ve milin arka konik deliğinin üst kısmındaki halka şeklindeki oluğa girer. Bu sırada, çelik bilyelerin çekme saplaması 1 üzerinde artık kısıtlayıcı bir etkisi kalmaz ve alet gevşer. Manipülatör alet sapını milden çektiğinde, pistonun ve çekme çubuğunun orta deliklerinden basınçlı hava üflenerek milin konik deliğindeki talaş ve toz gibi kirleticiler temizlenir ve bir sonraki alet montajına hazırlık sağlanır.
(III) Limit Anahtarlarının Rolü
9 ve 10 numaralı limit anahtarları, takım gevşetme ve sıkma işlemi boyunca sinyal geri bildiriminde önemli bir rol oynar. Takım yerine sabitlendiğinde, ilgili bileşenlerin konum değişikliği 9 numaralı limit anahtarını tetikler ve 9 numaralı limit anahtarı da CNC sistemine anında bir takım sıkma sinyali gönderir. Bu sinyali aldıktan sonra, CNC sistemi takımın kararlı bir sıkma durumunda olduğunu doğrular ve ardından iş mili dönüşü ve takım beslemesi gibi sonraki işleme işlemlerine başlayabilir. Benzer şekilde, takım gevşetme işlemi tamamlandığında 10 numaralı limit anahtarı tetiklenir ve CNC sistemine bir takım gevşetme sinyali gönderir. Bu sırada, CNC sistemi, tüm takım değiştirme işleminin otomasyonunu ve hassasiyetini sağlamak için manipülatörün takım değiştirme işlemini gerçekleştirmesini kontrol edebilir.
(IV) Temel Parametreler ve Tasarım Noktaları
- Germe Kuvveti: CNC işleme merkezi, güçlü bir germe kuvveti oluşturabilen toplam 34 çift (68 adet) Belleville yayı kullanır. Normal şartlar altında, takımı sıkmak için gereken germe kuvveti 10 kN'dur ve maksimum 13 kN'a ulaşabilir. Bu tür bir germe kuvveti tasarımı, işleme işlemi sırasında takıma etki eden çeşitli kesme kuvvetleri ve merkezkaç kuvvetleriyle başa çıkmak için yeterlidir. Bu sayede, takımın milin konik deliği içinde sabit bir şekilde sabitlenmesini sağlayarak, işleme işlemi sırasında takımın yerinden oynamasını veya düşmesini önleyerek işleme hassasiyetini ve yüzey kalitesini garanti eder.
- Piston Stroku: Takım değiştirilirken, piston 8'in stroku 12 mm'dir. Bu 12 mm'lik strok boyunca pistonun hareketi iki aşamaya ayrılır. İlk olarak, piston yaklaşık 4 mm ilerledikten sonra, çelik bilyalar milin konik deliğinin üst kısmındaki Φ37 mm'lik halka şeklindeki oluğa girene kadar çekme çubuğu 2'yi hareket ettirmeye başlar. Bu sırada takım gevşemeye başlar. Daha sonra, çekme çubuğu, çekme çubuğunun "a" yüzeyi çekme saplamasının üst kısmına temas edene kadar alçalmaya devam eder ve takımı milin konik deliğinden tamamen dışarı iter, böylece manipülatör takımı sorunsuz bir şekilde çıkarabilir. Pistonun strokunun hassas bir şekilde kontrol edilmesiyle, takımın gevşetme ve sıkıştırma hareketleri doğru bir şekilde tamamlanabilir ve gevşek sıkıştırmaya veya takımın gevşetilememesi gibi sorunlara yol açabilecek yetersiz veya aşırı strok gibi sorunlar önlenebilir.
- Temas Gerilimi ve Malzeme Gereksinimleri: 4 çelik bilya, çekme saplamasının konik yüzeyi, mil deliğinin yüzeyi ve çelik bilyaların yerleştirildiği delikler, çalışma süreci boyunca önemli temas gerilimine maruz kaldığından, bu parçaların malzemeleri ve yüzey sertliği konusunda yüksek gereksinimler vardır. Çelik bilyalar üzerindeki kuvvetin tutarlılığını sağlamak için, 4 çelik bilyanın yerleştirildiği deliklerin kesinlikle aynı düzlemde olduğundan emin olunmalıdır. Genellikle, bu önemli parçalar yüksek mukavemetli, yüksek sertlikte ve aşınmaya dayanıklı malzemeler kullanır ve yüzey sertliğini ve aşınma direncini artırmak için hassas işleme ve ısıl işlem süreçlerinden geçer. Bu sayede çeşitli bileşenlerin temas yüzeyleri uzun süreli ve sık kullanımda iyi bir çalışma durumunu koruyabilir, aşınma ve deformasyon azalır ve takım gevşetme ve sıkıştırma mekanizmasının hizmet ömrü uzar.
IV. Sonuç
CNC işleme merkezlerindeki mil takımı gevşetme ve sıkma mekanizmasının temel yapısı ve çalışma prensibi, karmaşık ve gelişmiş bir sistem oluşturur. Her bileşen birbiriyle uyumlu ve yakın bir şekilde koordinelidir. Hassas mekanik tasarım ve ustaca tasarlanmış mekanik yapılar sayesinde, takımların hızlı ve hassas bir şekilde sıkılması ve gevşetilmesi sağlanır ve bu da CNC işleme merkezlerinin verimli ve otomatik işlenmesi için güçlü bir garanti sağlar. Çalışma prensibinin ve temel teknik noktalarının derinlemesine anlaşılması, CNC işleme merkezlerinin tasarımı, üretimi, kullanımı ve bakımı için büyük bir yol gösterici öneme sahiptir. Gelecekteki gelişmelerde, CNC işleme teknolojisinin sürekli ilerlemesiyle birlikte, mil takımı gevşetme ve sıkma mekanizması da sürekli olarak optimize edilecek ve iyileştirilecek, yüksek hassasiyet, daha yüksek hız ve daha güvenilir performansa doğru ilerleyerek, üst düzey üretim endüstrisinin artan taleplerini karşılayacaktır.