MMC Magazine

Otomotiv endüstrisini destekleyen büyük takımlar

Planet dişliler, otomatik şanzımanlarda (AT) kilit bir parçadır. Manuelden otomatik şanzımana geçiş, bu temel dişlilerin üretiminde iyileştirmeleri gerekli kılmıştır ve büyük çaplı helisel buroş, bu ihtiyaca cevap vermek için geliştirilmiştir. Helisel broş takımı, kaba işlemeden finişe kadar tüm proses boyunca gereken işleme tutarlılığını garanti etmektedir. Küresel rekabetin ötesinde geliştirilen yenilikçi ürünler dahil olmak üzere broş takımı geliştirme süreci hakkında Dişli Kesici Takımları Üretim Departmanındaki 
personelle görüştük. 

YAKIN GÖRÜŞ

Broşlama nedir?

Broşlama silindirik deliğin iç yüzeyinde kama ve vida kanalları gibi özel formların oluşturulmasını sağlayacak şekilde tasarlanmış bir işleme yöntemidir. Broşlama takımının kenarı, materyalin helisel deliğine benzerdir . Dişler merkeze doğru kademe kademe oluşur. Broş tüm yol boyunca çekildiği zaman onlar final geometriye dönüşür. Böylelikle kaba işlemeden finiş işlemeye kadar tüm dişli oluşturma işlemi tek bir işlemede gerçekleştirilir.

Kaba işleme, finişe benzer ve finiş olmak üzere otomatik şanzımanlarda kullanılan son derece hassas dişlileri kesmek için gerekli proseslere yönelik en iyi koşulları yaratmaya yönelik 3 adımı tek bir proseste bir araya getirmek, verimliliği önemli ölçüde arttırır. 

Broşlamanın Özellikleri
İş parçalarında hassas iç dişli şekillendirme yetenegi

Formları kademeli olarak kaba işlemeden finiş işlemeye değişen bir çok diş profilleri olan broşlar aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• Bir broşlama makinesinde bir iş parçası üzerinde broş çekme prosedürünün kolaylaşması, işleme için gerekli süreyi kısaltır. 
• Broşun keskinliği ve kenar hassasiyeti, doğrudan parçaya yansır. Broş takımının performansı ne kadar yüksek olursa bitmiş ürünün yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluğu o kadar yüksek olur.
• Helisel açılı olanlar gibi komplike eksenel dişlileri de işlemek mümkündür.
• Kenar başına kesme miktarı ve toplam kesme miktarı, broş takımı tasarımı sırasında önceden hesaplanır. Operatörler, parçaya broş çekmede özel becerilere ihtiyaç duymazlar.
• Kesme işlemi sırasında oluşan basınç, iş parçası bağlama yönünde olduğu için özel iş bağlama düzeneğine ihtiyaç duyulmaz.  

Bölüm 1　1962～

Akashi Fabrikası faaliyetine başladı

1955'ten sonra , Japon imalat sanayi'nin hızlı büyümesi, kesici takımlara olan talebi arttırdı. Bu talebi karşılamak için Mitsubishi Materials 1962 yılında Akashi Fabrikası'nı açtı. Akashi Fabrikası, perdahlama ve su verme gibi özel işlemler için geniş son teknoloji ekipman yelpazesine sahiptir. Ayrıca matkaplar, parmak frezeler, raybalar ve broş takımları gibi çeşitli kesici takımların imalatına yardımcı olan kontrol tesisleri bulunmaktadır. Özellikle broşların önemli değerler sunması, dişlilerin hassas ve verimli bir şekilde  işlenebilmesi müşterilere önemli avantajlar sağlaması bekleniyordu.
Bu nedenle Mitsubishi Materials, broşların erken gelişimi üzerinde çalışmaya başladı.

Bölüm 2　1990～

Otomatik şanzımanların hızlı uygulamaya koyulması, broşlama ihtiyacını arttırdı.

1990'larda otomatik şanzıman uygulaması hızlandığında görece büyük çaplı planet dişlilerin üretim verimliliğinin iyileştirilmesi gerekti. Broş takımlarının geliştirilmesinden önce dişliler, dişli kesicilerle kesiliyordu. Dişli kesme, dişli başına yaklaşık 2 ila 3 dakika sürmek üzere kaba işleme, yarı finiş ve finiş olmak üzere 3 işlem gerektiriyordu. Broşlama, her bir dişli için 30 saniye veya daha azını gerektiriyordu, yani üretim 4 ila 6 kat artmıştı. Buna ek olarak broşlama, dişli kesmeye kıyasla çok daha yüksek hassasiyete ulaşır ve yalnızca broş makinasının üzerindeki bir iş parçasının içinden çekilen broşun basit bir şekilde çalıştırılmasını gerektirir.

Bu avantajlardan tam anlamıyla yararlanmak için Mitsubishi Materials, mevcut yivli broş takımının gelişmiş modeli olan geniş çaplı helisel broş takımını geliştirmeye başlamıştır. İlk prototip, dış çevresinde kaba dişler bulunan kesme bıçağı kaba işleme dişlisi (ana gövde) ve kalın dişli bir kesme bıçağı olan finiş dişlisi (kabuk) tertibatıydı. Boyutundan dolayı bu süreçte yeterince büyük bir hassas ölçüm cihazı bulunmadığından, prototipi ana gövde ve kabuk olarak ayırmak gerekiyordu. Broş ucunun formu, doğrudan iş parçasına aktarıldı. Montaj tipl broşla gerekli hassasiyetin elde edilmesi zordu. Otomatik şanzıman üreticilerine çeşitli prototipler sunuldu; bununla birlikte bunların çoğu yeterli hassasiyete sahip olmadıkları gerekçesiyle iade edildi. Montaj tip için gövde parçasındaki bıçağın performansı dişli dişlerinin hassasiyetini etkilemektedir. Bunun için gövdedeki bıçağın formunda mikron düzeyinde ayarlamalar yapılması gerekiyordu. Mitsubishi, 1995 yılında stabil bir hassasiyet düzeyi sağlanana kadar bıçağı deneme yanılma yoluyla iyileştirme çalışmalarına devam etti.

Bölüm 3 : 2000~

Yenilikçi bir ölçme cihazının geliştirilmesi, dünyanın ilk tek parçalı broşuna katkıda bulundu

Mitsubishi Materials, 1990'larda montaj tipi broş takımlarının seri üretimine başladı ve yeni bir broş takımı tipini geliştirmeye başlamıştır. Ana gövde ve kabuk parçasını bir araya getiren tek parça broşlama takımının  geliştirilmesine başlandı. Tek parça broşlama takımında dişlerin hassasiyetini ölçmek için bir cihaz bulunmadığından dişlerin yüksek hassasiyetle taşlanması olanak dışıydı. Otomatik şanzımanlar için planet dişlilerinin üretilmesine yönelik geniş çaplı helisel broşlama takımının dış çapı ø100 – 180 ve toplam uzunluğu 1,500 – 2,000 mm idi. Bu bağlamda dişleri son derece hassas olması gereken kabuk parçasını ayıran tertibat tipi broşlama takımının kullanılması gerekti ancak dişli ölçüm cihazı ile görece küçük boyda hassas ölçüm mümkündü. Bununla birlikte büyük tek parça broşlama takımının hassas ölçümü, yeni bir ölçüm cihazının geliştirilmesi ihtiyacını doğurdu. Bir Mitsubishi Materials mühendisi, diş formu için yenilikçi bir yerleşik ölçüm cihazı yaratmaya muktedir oldu. 

Bu, dünyadaki ilk denemeydi ve Mitsubishi Materials'ın başarısı, Japon Makine Mühendisliği Cemiyeti Teşvik Ödülü'ne layık görüldü. Bu mühendis, Osaka Üniversitesi Mühendislik Fakültesinde doktora yapmıştı. Çalışmanın özeti şöyleydi: "Düz ve helisel dişliler için kullanılan diş şeklinin hassas taşlanması, taşlama taşı ve diş formları taşlama hatalarının ölçülmesini, verilerin analizini, otomatik hata düzeltme programının oluşturulmasını ve taşlama makinesine anında geri bildirimi. Bu sistemlerin bir araya getirilmesi, dişli taşlama için gereken hassasiyeti sağlayabilir."

Bu yeni araç içi ölçüm cihazının CNC taşlama tezgahında kullanılması tek parça broşların diş formlarının yüksek hassasiyetle taşlanmasını mümkün kılar. Bu dünyanın ilk büyük çaplı helisel broş takımı gelişimine yol açtı. Tek parça helisel broş takımı, gövde ve cevresinin tek adımda üretilmesiyle imalat masraflarını önemli ölçüde azaltabilir ve yüksek hassasiyetle dişli işlenmesini mümkün kılabilir. Ayrıca her bir bıçağın kesme yükü optimize edilerek tüm broş takımındaki aşınmayı azaltır ve takım ömrünü uzatır, böylece bilemeye ihtiyaç duyulma süresi uzar . Dahası, parçlı tip broş takımının yeniden taşlanmsı için gerekli kovanın sökülmesi, yeniden takılması ve faz ayar işlemlerine tek parça broş takımlarında gerek görülmez buda maliyetleri azaltmaktadır. Bu olumlu özellikleri müşterilerimizi memnun etmektedir ve özellikle yeniden işleme işlerinin azalması denizaşırı otomatik şanzıman üreticileri tarafından bir hayli rağbet görmektedir. 

Bölüm 4　2010～

Daha fazla hedef belirleme

Tek parça broş takımının geliştirilmesine çalışırken Mitsubishi Materials, ayrıca, montaj tip broş takımının iyileştirilmesi üzerinde çalışmıştır. Kanallı tip ring kanallı (eksene dik açı) ve helisel tip (normal dışı) Ring tipi kanal, helisel tipe kıyasla kesme yükünde kayda değer değişime neden olarak takım ömrünü kısaltmaktadır. Helisel tip, kesme yükünde daha az değişime neden olarak diş formu hassasiyetini iyileştirmekte ve takım ömrünü uzatmaktadır; bununla birlikte yeniden taşlama için özel ekipmana ihtiyaç duyulmaktadır.

3 tip Montajlı broş takımı bulunur. Bunlardan biri ana gövde ve burcun eksene dik açıyla kombinasyonudur. İkinci ana gövde eksene dik açılıyken burçlu tipi normal dışıdır. Üçüncüsü ana gövde ve burcun ikisinin de tipinin normal dışı olduğu kombinasyondur. Ayrıca kanalların sayısı da değişir. Örneğin ana gövdedeki dişler, 4 ila 6'dan aşağı çekilirken burçtakiler 8 ila 10'un üstüne çıkarılmıştır, böylece keskinlik artmıştır. 

Tek parça broş takımında da aynı 3 tip diş  bulunmaktadır ve ana gövde ve burçdaki dişleri değiştirilen tek parça broşlama takımının geliştirilmesi süreci devam etmiştir. 

Yüksek hassasiyetli broşlama takımlarının üretimi için taşlama sırasında sıcaklığın sıkıca kontrol edilmesi gerekmektedir. Taşlama önemli miktarda zaman gerektirdiğinden ,taşlama makinası'nın genleşmesini ve büzülmesini önlemek için sıcaklığın dar bir alanda muhafaza edilmesi gerekir,bu bitmiş üründe adım doğruluğunu etkileyecek değişime neden olabilir Mitsubishi Materials, sıcaklıktaki hafif değişimleri dahi sönümlerken daha yüksek kalite ve hassasiyette broş takımı üretimi için çeşitli yollar aramaya devam etmektedir. 

Helisel broşlama takımlarının tarihine bakış

Nishikawa: Müşterilerimizle yakın temas halinde broş takımı üreten Dişli Kesme Takımları Üretim Departmanı. Kesici takımlar, müşterilerimiz tarafından kullanılmak için üretildiğinden kullanım sonrası geri bildirimleri ve yaşadıkları sorunlar bizim için çok önemlidir. Bazen şikayetler olur ve biz bunları ciddiye alırız ancak yaşamış olabilecekleri sorunları ele almanın yanı sıra bunlar için daha kullanışlı takımların geliştirilmesi önemlidir. Bu dönüşün tekrarlanması, büyümemizin temelini oluşturmaktadır. 

Kohno:  Hassas takım üretimi, her zaman kuramsal beklentileri izlemeyebilir. Belki de broş takımı üretiminin en eğlenceli kısmı budur. Geniş çaplı helisel broş takımları geliştirdik ve bunların bazılarının boyu 2 metreyi aşıyor. Bir broş bıçaklarında küçük bir fark, nihai ürünün diş hassasiyeti üzerinde büyük etkiye sahiptir. Örneğin kesme kenarlarının elle çok küçük bir şekilde honlanması kimi zaman hassasiyeti iyileştirmektedir. Kuramsal olarak bunu açıklamak mümkün değildir ve herhangi biri tarafından yapılamaz. İşte bu yüzden hassas takımların böyle analog olarak ayarlanabilir olması önemlidir.