CNC Talaşlı İmalat ile Manifold Blok Nasıl İşlenir?

CNC talaşlı imalat, kesici takımın hareketlerinin bilgisayarlı sayısal kontrol (CNC) ile programdan yönetildiği talaş kaldırma yöntemidir. Operatör takımı elle sürmez; tezgâh, CAM yazılımında hazırlanan ve tezgâhın diline çevrilen programı satır satır uygular. Manifold blokta bu, onlarca deliğin aynı referanstan, aynı sırayla ve her partide aynı biçimde açılması demektir. İşin özü dört adımda toplanır: programlama, bağlama, işleme ve ölçü kontrolü.

Talaşlı imalatın genel yöntemlerini ayrı bir yazıda anlattık. Burada odak, CNC'nin hidrolik bloğa ne getirdiği ve bir çizimin tezgâhta hangi kararlardan geçerek bloğa dönüştüğü.

CNC talaşlı imalat nedir ve elle kumandalı tezgâhtan farkı ne?

CNC talaşlı imalat nedir sorusunun kısa cevabı: talaş kaldırma işleminin programla yönetilmesi. Takımın nereye, hangi hızla ve hangi sırayla gideceği koordinat değerleriyle yazılır. Tezgâh bu değerleri servo motorlarla eksen hareketine çevirir.

Türkçe Vikipedi'deki Sayısal kontrol maddesi, NC'nin doğuşunu Michigan'daki Parsons şirketinde çalışan John Parsons'a bağlar. Aynı madde, fabrika kullanımına giren ilk NC tezgâhı olarak 1952 tarihli Cincinnati Hydrotel'i anar. İlk tezgâhlar delikli bant ile çalışıyordu; bilgisayar maliyeti düştükçe NC'nin yerini CNC aldı.

Elle kumandalı tezgâh ile CNC arasındaki fark, hassasiyetten çok tekrarlanabilirlikte ortaya çıkar. Usta bir operatör tek parçada çok iyi sonuç alabilir. Ama ikinci, onuncu ya da bir yıl sonra gelen aynı blokta aynı delik sırasını ve aynı derinliği korumak programın işidir.

Kriter	Elle kumandalı tezgâh	CNC tezgâh
Hareketi kim belirler	Operatör, el çarkları ve skala	Program (G ve M kodları)
Tekrarlanabilirlik	Operatöre ve gün içindeki koşula bağlı	Program ve bağlama aynıysa parti boyunca aynı
Karmaşık geometri	Eğri ve çok eksenli yüzeyler zor	Dairesel ve çok eksenli enterpolasyon programla yapılır
Hazırlık yükü	Program yok, her parçada ölçü alınır	Program bir kez hazırlanır, sonraki partide yeniden kullanılır
Manifold blokta kullanımı	Basit tapa, adaptör, tadilat işleri	Port, kavite ve kanal delikleri, çok yüzlü işleme

Hidrolik blok neden CNC işleme merkezinde işlenir?

Bir manifold blokta delikler birbirini belirli noktalarda kesmek zorundadır. P hattından gelen kanal, bir valf kavitesinin tam orta kademesine ulaşmalı; bir milimetre ileride ya da geride bitmemeli. Bu kesişimlerin hepsi tek bir koordinat sisteminden tanımlandığında doğru çıkar.

CNC işleme merkezi, frezeleme, delme, raybalama ve diş açmayı tek tezgâhta, otomatik takım değiştiriciyle yapan tezgâhtır. Blok bir kez bağlanır, takımlar program sırasıyla magazinden gelir. Her yeniden bağlama yeni bir hizalama hatası ihtimali taşıdığı için, bağlama sayısını azaltmak doğrudan ölçü güvencesidir.

CNC frezeler, Wikipedia'nın Numerical control maddesine göre 3 ile 6 eksenli olabilir. Üç eksenli bir tezgâhta bloğun her yüzü ayrı bağlamada işlenir. Döner tabla ya da dördüncü eksen eklendiğinde blok döndürülerek birden fazla yüz aynı bağlamada işlenebilir. Hangi yüzün hangi bağlamada işleneceği, programdan önce verilen bir karardır.

CNC talaşlı imalatta 4 işlem adımı

Atölyemizde onaylı bir 3D model tezgâha ulaştıktan sonra blok dört adımdan geçer. Tasarım onayı bu dört adımın öncesindedir: 3D model ve teknik çizim onaylanmadan program yazılmaz.

1. CAM programlama: modelden takım yoluna

İlk adım tezgâhta değil, bilgisayarda atılır. CAD modeli parçanın neye benzediğini söyler; CAM yazılımı ise bu parçanın hangi takımla, hangi sırayla ve hangi parametrelerle işleneceğini takım yolu olarak üretir. Wikipedia'nın Numerical control maddesine göre son aşamada bir post processor, CAM çıktısını belirli tezgâhın anlayacağı komutlara çevirir.

Bu komutların genel adı G-kodudur. ISO 6983-1:2009, konumlama, doğrusal hareket ve kontur kontrol sistemleri için program formatını ve adres kelimelerini tanımlar. Standardın amacı, benzer tezgâhlar arasında programların taşınabilmesidir. Pratikte her kontrol ünitesinin kendi uzantıları olduğu için post processor yine tezgâha özgü hazırlanır.

Kod	Türkçe Vikipedi'deki karşılığı	Manifold blokta tipik kullanımı
G00	Hızlı hareket ile konumlandırma	Takımı bir delikten diğerine götürmek
G01	Doğrusal enterpolasyon hareketi	Alın frezeleme, kademe ve pah işleme
G02 / G03	Dairesel enterpolasyon (saat yönünde / tersine)	Helisel delik büyütme, diş frezeleme, flanş yuvası
M03	İş mili başlatma (saat yönünde)	Kesmeye başlamadan önce devir verme
M06	Takım değişimi	Matkaptan form raybaya, raybadan kılavuza geçiş
M08	Taşkın soğutma sıvısı açma	Delme ve raybalamada soğutma ve talaş tahliyesi

Manifold blokta programın en çok zaman alan kısmı takım sırasıdır. Önce referans yüzeyler, sonra uzun kanallar, en son kaviteler gibi bir sıra, kesişim noktalarını doğru yerde bırakmak için seçilir. Derin kanallarda matkap belli aralıklarla geri çekilerek talaş boşaltılır; bu kademeli delme çevrimi program içinde tanımlanır.

2. Bağlama ve iş parçası sıfırı

Program tezgâha yüklendikten sonra parça bağlanır ve tezgâha bloğun nerede durduğu öğretilir. ISO 841:2001, takımın sabit bir iş parçasına göre hareket ettiği varsayımıyla bir makine koordinat sistemi tanımlar. Böylece programcı, gerçekte tablanın mı takımın mı hareket ettiğini bilmeden programı yazabilir.

Programdaki her koordinat, bağlanan bloğun üzerinde seçilen bir sıfır noktasına göre okunur. Wikipedia'nın Numerical control maddesindeki örnek programda bu orijin, iş parçası koordinat sistemi komutu G54 ile çağrılır. Sıfır noktası yanlış alınırsa program doğru olsa bile bütün delikler aynı miktarda kayar.

Sıfır noktasını almanın iki yolu var: kenar bulucu ve komparatörle elle hizalama ya da tezgâh üstü dokunmatik probla otomatik ölçüm. Renishaw'a göre prob çözümleri hazırlık süresini %90'a kadar kısaltabilir. Bu, prob üreticisinin üst sınır beyanıdır; gerçek kazanç parça tipine ve önceki hazırlık yöntemine göre değişir. Probun asıl katkısı süreden çok, her bağlamada aynı yöntemle ölçü alınmasıdır.

Bağlama tarafında bir de pratik gerçek var: blok, işlenecek yüzlere takımın ulaşmasını engellemeyecek şekilde tutulmalıdır. Mengene çenesinin örttüğü yüzde port açılamaz. Bu yüzden bağlama planı, hangi yüzün hangi sırayla işleneceği kararıyla birlikte yapılır.

3. İşleme: frezeleme, delme ve kavite

Üçüncü adım, talaşın gerçekten kalktığı yerdir. Önce ham bloğun yüzleri düzlenir ve referans kenarlar oluşturulur. Ardından port ve kanal delikleri açılır, en son valf kaviteleri form takımlarla işlenir ve dişler açılır.

CNC frezeleme ile yüzey ve referans işleme

CNC frezeleme, dönen çok ağızlı takımın programlanmış yol boyunca ilerleyerek yüzey, kanal ve cep çıkarmasıdır. Blokta bu işlem iki şey verir: sızdırmazlık yüzeylerinin düzgünlüğü ve bütün deliklerin ölçüldüğü referans kenarlar. Wikipedia'nın Speeds and feeds maddesi, frezeleme ve delmede ilerleme hızını FR = devir × ağız sayısı × diş başına talaş yükü olarak verir.

Bu formül tezgâhta şöyle okunur. Örnek değerlerle, 2.000 dev/dk dönen 4 ağızlı bir freze ve 0,05 mm/diş talaş yükü için ilerleme 2.000 × 4 × 0,05 = 400 mm/dk olur. Gerçek değerler malzemeye, takım üreticisine ve bağlamanın rijitliğine göre seçilir; takım kataloğundaki aralık başlangıç noktasıdır.

Delme, kavite ve diş

Delme aşamasında program, çizimdeki her deliği konum, çap ve derinlik olarak sırayla açar. Uzun kanallarda matkap sapması kesişim noktasını kaydırabilir; bu sapmanın tolerans tarafını NC delik delme toleransı yazımızda ayrıntılı ele aldık. CNC burada sapmayı ortadan kaldırmaz, ama delme sırasını ve derinliğini her parçada aynı tutar.

Kavite işlemede ön delme, form delme, form raybalama ve diş açma aynı bağlamada yapılır. Sitemizde örnek verdiğimiz kavite dişleri 3/4-16 UNF, 7/8-14 UNF, M20×1,5, M26×1,5 ve M35×1,5'tir. Hangi kavitenin açılacağını valf seçimi belirler; program yalnızca bu kararı tezgâha taşır.

4. Ölçü kontrolü ve kayıt

Dördüncü adım, programın doğru çalıştığını kanıtlar. Port konumları, kavite çapları ve derinlikler ölçülür ve kayda geçer. Tezgâh programı doğru uygulamış olabilir; takım aşınması, ısıl genleşme ya da yanlış bir takım boyu ofseti ise ancak ölçümde ortaya çıkar.

Ölçü kaydının ikinci işlevi tekrar üretimdir. Aynı blok bir yıl sonra yeniden istendiğinde elde program, bağlama planı ve önceki partinin ölçü sonuçları olur. Ölçü kaydı ve test adımlarının nasıl yürüdüğü kalite ve Ar-Ge sayfamızda yer alıyor. Anahtar teslim işlerde blok, valf montajından sonra projeye göre 350 bar'a kadar basınç testinden de geçer.

Açık çevrim mi kapalı çevrim mi: konum bilgisi nereden gelir?

CNC tezgâhın doğruluğu, eksenin gerçekte nerede olduğunu nasıl bildiğine bağlıdır. Türkçe Vikipedi'deki Sayısal kontrol maddesi bunu iki gruba ayırır. Açık çevrimde iletişim tek yönlüdür, kontrolörden motora gider. Kapalı çevrimde ise yük ya da sıcaklık değişiminden doğan hatalar geri beslemeyle düzeltilir.

Özellik	Açık çevrim	Kapalı çevrim
Bilgi akışı	Kontrolörden motora, tek yönlü	Konum ölçülür ve kontrolöre geri bildirilir
Yük ve sıcaklık etkisi	Düzeltilmez	Geri beslemeyle düzeltilir
Maliyet	Genellikle daha düşük	Daha yüksek
Doğruluk	Daha düşük	Daha yüksek
Uygun olduğu iş	Hafif yüklü, düşük hassasiyetli kesim	Kavite ve port gibi dar toleranslı işler

Kapalı çevrim bile ölçü kontrolünün yerini tutmaz. Geri besleme eksenin konumunu ölçer; takım ucunun parçada bıraktığı izi ölçmez. Bu yüzden dördüncü adım her blokta uygulanır.

CNC torna talaşlı imalat blokta nerede devreye girer?

CNC torna talaşlı imalat, dönen iş parçasının programla yönetilen tek ağızlı takımla işlenmesidir. Wikipedia'nın Numerical control maddesine göre tornalar genellikle X ve Z olmak üzere iki eksenlidir; yeni modellerde eksen sayısı artar. Manifold blok prizmatik olduğu için tornaya girmez.

Torna, blokla birlikte gelen dönel parçalarda devreye girer: kör tapa, port adaptörü, özel burç, orifis tapası. Bu parçaların sızdırmazlık çapları ve dişleri de bloğun kendisi kadar ölçü ister. Tek bir eksik tapa yüzünden test bekleyen bir blok, atölyede sık görülen ve kolay önlenen bir gecikmedir.

Çiziminizi CNC'ye hazır göndermek için 5 kontrol

CNC'de programı hızlandıran şey, çizimdeki belirsizliğin az olmasıdır. Teklif istemeden önce şu beş noktayı kontrol edin:

• Ölçülerin hangi referans yüzeyden verildiği çizimde açıkça belli mi?
• Kavitelerin standardı ya da kullanılacak valfin marka ve modeli yazılı mı?
• Sıkı tolerans yalnızca işlevin gerektirdiği ölçülere mi verilmiş?
• 3D model (STEP veya IGES) çizimle aynı revizyonda mı?

Beşinci kontrol çizimin dışındadır: adet ve tekrar beklentisi. Tek parça prototip ile tekrar edecek bir seri, bağlama ve program yatırımı açısından farklı planlanır. Hidromat'ta minimum sipariş yoktur; tek parça da aynı programlama, bağlama ve ölçü sürecinden geçer.

Elinizde çizim yoksa ve yalnızca eski bir blok varsa CNC talaşlı imalat yine mümkündür. Önce parça ölçülendirilir ve teknik çizimi çıkarılır, onayınızdan sonra programa geçilir. Sürecin bütününü ve malzeme seçeneklerimizi hassas talaşlı imalat sayfamızda bulabilirsiniz. Yöntemlerin genel çerçevesi için talaşlı imalat nedir yazımıza bakabilirsiniz.

Hidromat'ta her proje, çiziminizin ya da hidrolik şemanızın mühendislik ekibimizce değerlendirilmesiyle başlar. CNC'de işlenecek manifold bloğunuz ya da tapa ve adaptörleriniz için çiziminizi teklif formundan paylaşın; aynı gün içinde teknik geri dönüş yapalım.