Talaşlı imalat hassasiyeti, işlenmiş parçanın gerçek geometrik parametrelerinin (boyutlar, şekil ve konum) ideal geometrik parametreleriyle uyum derecesini ifade eder. Mekanik talaşlı imalatta hatalar kaçınılmazdır, ancak bu hatalar izin verilen sınırlar içinde tutulmalıdır. Hata analizi sayesinde, hata değişiminin temel desenleri kavranabilir ve böylece talaşlı imalat hatalarını azaltmak ve imalat hassasiyetini artırmak için uygun önlemler alınabilir.
I. Mekanik Talaşlı İmalatta Hataların Başlıca Nedenleri
(i) Mili Dönüş Hataları
Dönme mili rotasyon hatası, dönme mili’nin gerçek anlık döner ekseni ile ortalama döner ekseni arasındaki varyasyonu ifade eder. Radyal dönme mili rotasyon hatalarının başlıca nedenleri şunlardır: mili oluşturan gömlek kesimlerinin koaksiyalite hataları, rulmanların kendilerine ait çeşitli hataları, rulmanlar arasındaki koaksiyalite hataları, mil eğilmesi vb. Dönme mili ve mili saran yatak yapım hassasiyetinin uygun şekilde artırılması, yüksek hassasiyetli rulmanların seçilmesi, mil bileşenlerinin montaj hassasiyetinin yükseltilmesi, yüksek hızda çalışan mil bileşenlerinin dengeleştirilmesi ve rulmanların önyüklemesi gibi tedbirler, takım tezgahı milinin döner hassasiyetini iyileştirebilir.
(ii) Kılavuz Yolu Hataları
Yönlendirici raylar, çeşitli takım tezgahı bileşenlerinin birbirine göre konumsal ilişkilerinin belirlenmesinde referans görevi görür ve aynı zamanda takım tezgahı hareketlerinin kıstasını oluşturur. Torna yönlendirici raylarının hassasiyet gereklilikleri esas olarak üç açıdan oluşur: yatay düzlemde doğruluk; dikey düzlemde doğruluk; ve ön ile arka yönlendirici rayların paralelliği (bükülme). Yönlendirici rayların kendilerindeki üretim hatalarının yanı sıra, rayların eşit olmayan aşınması ve montaj kalitesi de yönlendirici ray hatalarına yol açan önemli faktörlerdir.
(iii) Aktarım Zinciri Hataları
İletim zincirindeki iletim hataları, içten bağlı bir iletim zincirindeki ilk ve son iletim elemanları arasındaki göreceli hareket hatalarını ifade eder. İletim hataları, iletim zincirindeki çeşitli bileşenlerin üretim ve montaj hatalarından ve kullanım sırasında meydana gelen aşınmadan kaynaklanır.
(iv) Takım Geometrik Hataları
Her takım, kesme işlemi sırasında kaçınılmaz olarak aşınır; bu da iş parçasının boyut ve şekli üzerinde değişikliklere yol açar. Takım malzemelerinin doğru seçimi, yeni aşınma dirençli takım malzemelerinin benimsenmesi, takım geometrik parametreleri ve kesme parametrelerinin makul şekilde seçilmesi ve soğutucunun uygun şekilde kullanılması, tüm bunlar takım boyutsal aşınmasını en aza indirebilir. Gerektiğinde, takım boyutsal aşınmasını otomatik olarak telafi edebilen kompansasyon cihazları da kullanılabilir.
(v) Konumlandırma Hataları
a) Referans uyuşmazlığı hatası: Bir parça çiziminde, bir yüzeyin boyut ve konumunun belirlenmesinde kullanılan referansa tasarım referansı denir. Bir proses kağıdında ise, işlemden sonra işlenmiş yüzeyin boyut ve konumunun belirlenmesinde kullanılan referansa proses referansı denir. Bir takım tezgahında bir iş parçası işlenirken, iş parçasının bazı geometrik özellikleri konumlandırma referansları olarak seçilmelidir. Eğer seçilen konumlandırma referansı tasarım referansıyla örtüşmüyorsa, referans uyuşmazlığı hatası ortaya çıkar.
b) Konumlandırma özelliği çiftlerinin yanlış üretim hatası: Bir aparat üzerindeki konumlandırma elemanları nominal boyutlara göre mutlak hassasiyetle üretilemez; gerçek boyutları (veya konumları) belirlenen tolerans sınırları içinde değişebilir. İş parçası konumlandırma yüzeyi ile aparat konumlandırma elemanları birlikte bir konumlandırma özelliği çifti oluşturur. Konumlandırma özelliği çiftinin yanlış üretimi ve aralarındaki boşluklu fit arasında oluşan maksimum konum değişikliği, konumlandırma özelliği çiftinin yanlış üretim hatası olarak adlandırılır.
(vi) Kuvvet Etkisi Altındaki Teknolojik Sistemin Deformasyonundan Kaynaklanan Hatalar
a) İş parçası rijitliği: Teknolojik sistemde, iş parçasının rijitliği takım tezgahı, takım ve aparatın rijitliğine kıyasla nispeten düşükse, kesme kuvvetlerinin etkisiyle iş parçasının yetersiz rijitlik nedeniyle meydana gelecek deformasyonu, imalat hassasiyeti üzerinde nispeten büyük bir etkiye sahip olacaktır.
b) Takım sertliği: Dış tornalama takımı, işlenen yüzeye dik (y) yönünde yüksek sertliğe sahiptir ve deformasyonu ihmal edilebilir düzeydedir. Küçük çaplı bir iç delik delinirken ise delme çubuğu çok düşük sertliğe sahiptir ve kuvvet etkisi altında meydana gelen deformasyon delik işleme doğruluğunu önemli ölçüde etkiler.
c) Makine aracı bileşeni sertliği: Makine aracı bileşenleri birçok parçadan oluşur. Günümüze kadar makine aracı bileşenlerinin sertliğine ilişkin basit ve uygun bir hesaplama yöntemi bulunmamaktadır; halihazırda makine aracı bileşenlerinin sertliğini ölçmek için esas olarak deneysel yöntemler kullanılmaktadır. Deformasyon yük ile doğrusal ilişkili değildir; yükleme eğrisi ile boşaltma eğrisi birbiriyle örtüşmez, boşaltma eğrisi yükleme eğrisinin gerisinde kalır. Bu iki eğri arasında kalan alan, yükleme–boşaltma döngüsü sırasında sürtünme işi ve temas deformasyon işi tarafından harcanan enerjiyi temsil eder. İlk boşaltmadan sonra deformasyon, ilk yükleme başlangıç noktasına geri dönmez; bu da kalıcı deformasyonun varlığını gösterir. Çok sayıda yükleme–boşaltma döngüsünden sonra yükleme eğrisinin başlangıç noktası ile boşaltma eğrisinin son noktası örtüşür ve kalıcı deformasyon kademeli olarak sıfıra iner.
(vii) Teknolojik Sistemin Termal Deformasyonundan Kaynaklanan Hatalar
Teknolojik sistemin termal deformasyonu, işleme doğruluğu üzerinde nispeten büyük bir etkiye sahiptir. Özellikle hassas işleme ve büyük parça işleme süreçlerinde, termal deformasyondan kaynaklanan işleme hataları bazen toplam iş parçası hatasının ’sini oluşturabilir. Makine araçları, takımlar ve iş parçaları çeşitli ısı kaynaklarına maruz kalır; bu da sıcaklıklarının yavaş yavaş yükselmesine neden olur. Aynı zamanda, çeşitli ısı transfer yöntemleri aracılığıyla çevre malzemelere ve mekâna ısı yayılır.
(viii) Ayar Hataları
Mekanik işleme sürecinin her aşamasında teknolojik sistem üzerinde bir tür ayar çalışması yapılması gerekmektedir. Ayar tam anlamıyla doğru olamayacağından, ayar hataları ortaya çıkar. Teknolojik sistemde, iş parçası ile makine aracındaki takım arasındaki karşılıklı konum doğruluğu, makine aracı, takım, tezgah aparatı veya iş parçası ayarlanarak sağlanır. Makine aracının, takımın, aparatın ve iş parçası blankının orijinal doğrulukları tüm süreç gereksinimlerini karşıladığında ve dinamik faktörler göz önünde bulundurulmadığında, ayar hatalarının etkisi işleme doğruluğu üzerinde belirleyici bir rol oynar.
(ix) Ölçüm Hataları
Parçalar işleme sırasında veya sonrasında ölçüldüğünde, ölçüm yöntemi, ölçüm aleti doğruluğu, iş parçası koşulları ile öznel ve nesnel faktörlerin tümü doğrudan ölçüm doğruluğunu etkiler.
II. Mekanik İşleme Doğruluğunu Artırma Tedbirleri
(i) Orijinal Hataları Azaltma
Orijinal hataları doğrudan azaltmak, parçaların işlenmesinde kullanılan makine araçlarının geometrik doğruluğunu iyileştirmeyi, aparatların, ölçüm aletlerinin ve kesme takımlarının kendilerinin doğruluğunu artırmayı, ayrıca teknolojik sistemin kuvvet ve ısı etkisi altında deformasyonunu, takım aşınmasını, iç gerilmelerden kaynaklanan deformasyonu ve ölçüm hatalarını kontrol etmeyi içerir. İşleme doğruluğunu artırmak için, işleme hatalarına neden olan çeşitli orijinal hataları analiz etmek ve farklı durumlara göre işleme hatalarına yol açan ana orijinal hataları ele almak üzere farklı tedbirler almaktır. Hassas parça işleme için, kullanılan hassas makine araçlarının geometrik doğruluğu, sertliği ve termal deformasyon kontrolü mümkün olduğunca geliştirilmelidir. Şekillendirilmiş yüzeylere sahip parçaların işlenmesinde ise asıl odak, şekillendirme takımının şekil hatası ile takım montaj hatasını azaltmaktır.
(ii) Hata Telafi Yöntemi
Teknolojik sistemdeki bazı orijinal hatalar için, bunların parça işleme hatalarına olan etkilerini kontrol etmek amacıyla hata telafi yöntemleri uygulanabilir.
a) Hata telafi yöntemi: Bu yöntem, orijinal teknolojik sistemdeki doğal orijinal hataları telafi etmek veya ortadan kaldırmak için yapay olarak yeni bir orijinal hata yaratır; böylece işlem hataları azaltılır ve işleme doğruluğu artırılır.
b) Hata iptali yöntemi: Bu yöntem, bir tür orijinal hatayı kısmen veya tamamen diğer bir tür orijinal hata ile iptal etmek için kullanır.
(iii) Orijinal Hataların Ayırılması veya Eşitlenmesi
Bir parti parçanın işleme doğruluğunu artırmak için, belirli orijinal hataları ayırt eden yöntemler uygulanabilir. Yüksek işleme doğruluğu gerektiren parça yüzeyleri için ise, ardışık deneme kesme süreçleri aracılığıyla orijinal hataların kademeli olarak eşitlenmesi yöntemi de kullanılabilir.
a) Orijinal hatalar için ayırma (gruplama) yöntemi: Hata yansıma kanununa dayanarak, önceki işlemdeki boşlukların veya iş parçalarının boyutları ölçülür ve büyüklüklerine göre n gruba ayrılır; böylece her grubun boyut aralığı orijinalin 1/n’ine indirgenir. Ardından, her grubun hata aralığına göre, takımın iş parçasına göre doğru konumu ayrı ayrı ayarlanır; bu sayede her grup iş parçasının boyut dağılım aralığının merkezi temel olarak aynı hale getirilir ve böylece tüm parti iş parçalarının genel boyut dağılım aralığı büyük ölçüde azaltılır.
b) Orijinal hatalar için eşitlenme yöntemi: Bu süreç, işlenmiş yüzey üzerindeki orijinal hataların sürekli olarak azaltılması ve ortalamalanması yoluyla eşitlenmesini içerir. Eşitlenme prensibi, birbirine yakın olan iş parçası veya takım yüzeyleri arasındaki farkları karşılıklı karşılaştırma ve inceleme yoluyla tespit etmek; ardından karşılıklı düzeltme işleme veya referans işleme uygulamaktır.
(iv) Orijinal Hataları Aktarma
Bu yöntemin özü, orijinal hataları hata duyarlı yönünden hata duyarlı olmayan yöne aktarmaktır. Çeşitli orijinal hataların parça işleme hatalarına yansımada ne kadar etkili olduğu, doğrudan onların hata duyarlı yönde olup olmadığıyla ilişkilidir. İşleme sırasında bunları hata duyarlı olmayan yöne aktarmak için önlemler alınması halinde, işleme doğruluğu büyük ölçüde artırılabilir. Orijinal hataları, işleme doğruluğunu etkilemeyen diğer yönlerde aktarmak.
III. Sonuç
Mekanik işlemede hatalar kaçınılmazdır. Sadece hataların nedenlerinin detaylı analizini yaparak uygun önleyici tedbirler alınabilir; böylece işleme hataları azaltılabilir ve mekanik işleme doğruluğu artırılabilir.
