Vidalı Mil ve Gelişim Süreci

Yüksek hızda işlemenin başlamasıyla birlikte kalıp, döküm, otomotiv, havacılık ve uzay sanayisinin takım tezgahları ile ilgili talepleri oldukça artmıştır. Bir taraftan havacılık ve uzay sanayisindeki karmaşık geometrili parçaları kısa sürede üretmek için yüksek hızda işlemeye ihtiyaç duyulurken, diğer tarafta kalıp ve döküm sanayisinde karmaşık 3 boyutlu şekillerin hızlı, doğru ve iyi yüzey kalitesinde kesilmesi istenmektedir. Benzer şekilde otomotiv üreticileri mümkün olan en kısa sürede noktadan noktaya kesme işlemlerini gerçekleştirebilecek yüksek hızlı tezgahlar talep etmektedir. Bu talepler doğrultusunda takım tezgahları üreticileri yüksek hızlı tezgahların sınırlarını zorlama gayreti içerisine girmiştir. Bunun sonucu olarak takım tezgahlarıyla ilgili çalışmalar yapan mühendisler tezgahlar üzerinde çeşitli alanlarda ilerlemeler kaydetmişlerdir. Örneğin karbür, seramik, polikristal elmas ve kübik bor nitrit gibi takım malzemelerin kullanımı önemli derecede talaş kaldırma oranlarını artırmıştır. Aynı şekilde tezgah mili rulmanlarında seramik bilyaların kullanılması, tezgah milinde izin verilebilir devir sayısını 40,000 [rpm] ‘e kadar artırmıştır [1]. Takım tezgahlarını daha da iyiye taşıyabilmek için takım tezgahlarındaki hareket sistemleri üzerinde de çalışmalar yapılmaktadır. Hareket sistemleri, takım tezgahlarındaki kesici takım ve parçayı istenen konuma taşıyan makine bileşenleridir. Bu yüzden hareket sistemlerinin pozisyon hassasiyetleri ve hızı takım tezgahının kalitesini ve verimliliğini belirler [2]. Takım tezgahlarının eksen takımları yüksek ilerleme oranlarına sahip olmalıdır (50[m/min]) ve 10 m/s2 ‘yi aşan ivmelerde amaçlanan pozisyon doğruluğunu sağlamalıdır [1]. Bilyalı vidalı miller genellikle yüksek rijitlik ve yüksek hassasiyet sağladığından dolayı hareket mekanizması olarak tezgahlarda tercih edilir. Tezgahların hız ve hassasiyet gereksinimleri arttıkça yapısal rijitliğin etkileri giderek daha önemli hale gelmektedir. Titreşimler de hareketin performansını ve pozisyonlamayı olumsuz yönde etkilemektedir [3]. Takım tezgahlarının daha da iyiliştirilmesi için bu etkiler göz önüne alınarak hareket sistemi olan bilyalı vidalı mil mekanizmasının tasarım öncesinde yapılan analizlerle birlikte titreşim modları incelenerek, sistemin rijitliği ve pozisyon hassasiyeti üzerinde iyileştirmeler yapılabilmektedir