Vida Dişi Hesaplama – Çok Ağızlı ve Konik Diş NC Program Oluşturucu (G76, G92, G32)

1. CNC Tornada Vida Dişi Nasıl Hesaplanır?

CNC torna tezgâhlarında vida dişi açmak, talaşlı imalatın en hassas süreçlerinden biridir. Özellikle otomatik beslemeli vidalama makinaları gibi seri üretim ve yüksek hassasiyet gerektiren sistemlerin montaj bileşenlerinde, diş profili standartlarının (ISO Metrik, UN, Whitworth) kusursuz işlenmesi kritik bir rol oynar. Vida dişi hesabı yapılırken; hatve (pitch), anma çapı ve kullanılan standart profiline göre diş yüksekliği belirlenir. Toplam derinlik, kesici ucun dayanımına ve malzeme işlenebilirliğine göre çeşitli pasolara bölünerek X ekseni hareketleri programlanır.

2. Dış Diş ve İç Diş Arasındaki X Ekseni Farkı

Dış vida dişlerinde (somun civata ilişkisindeki civata kısmı) kesici uç malzemeye dışarıdan dalar. Bu nedenle X ekseninde programlanan hedef çap değerleri, her pasoda başlangıç anma çapından (D0) daha küçük değerlere doğru ilerler. İç vida dişlerinde ise işlem bir ön delik (hole) içinden başlar. Kesici uç deliğin cidarından dışarı doğru kesim yaptığı için X değerleri, ön delik çapından nominal çapa doğru her pasoda büyüyerek artar. Ayrıca iç diş işlemlerinde talaş tahliyesi ve bara esnemesi dış dişe göre çok daha zordur.

3. Vida Hatvesi ile Lead Arasındaki Fark

Talaşlı imalatta sıklıkla karıştırılan iki kavram olan hatve (Pitch) ve adım (Lead), CNC programındaki F (İlerleme) değerini doğrudan belirler. Hatve, ardışık iki diş tepesi arasındaki fiziksel mesafedir. Adım (Lead) ise vidanın kendi ekseni etrafında bir tam tur döndüğünde doğrusal olarak aldığı yoldur. Tek başlangıçlı vidalarda hatve ve lead birbirine eşittir (F = Hatve). Ancak çok başlangıçlı (multi-start) vidalarda adım, hatve ile başlangıç sayısının çarpımına eşittir. Bu durumda CNC tezgâhına yazılacak ilerleme değeri kesinlikle Lead değeri olmalıdır.

4. Radyal ve Eğik İlerleme Yöntemleri

CNC vida çekme işlemlerinde kesici ucun malzemeye giriş açısı talaş kontrolünü belirler. Radyal ilerleme (Radial Infeed), takımın 90 derece dik açıyla dalmasıdır; ince hatvelerde idealdir ancak ucun her iki kenarında da sürtünme yaratır. Modifiye edilmiş eğik ilerleme (Modified Flank Infeed) ise, kesici ucun genellikle 1° ile 5° arasında bir sapma ile dalmasını sağlar. Bu yöntem, talaşın bir yüzeyden akmasını sağlayarak takım ömrünü uzatır, titreşimi azaltır ve özellikle kaba hatvelerde (2mm ve üzeri) talaş kontrolünü önemli ölçüde artırır.

5. Paslanmaz Çelikte Diş Çekme Önerileri

ISO M grubu (östenitik, ferritik veya dubleks paslanmaz çelikler) yüksek oranda işlenerek sertleşme (work-hardening) eğilimi gösterir. Paslanmaz çeliğe diş çekerken çok fazla ve çok ince (sığ) paso kullanmak, takımın bir önceki pasonun sertleştirdiği yüzeyi kesmeye çalışmasına ve kenar kırılmalarına yol açar. Bu malzemelerde daha az sayıda, yeterli derinliğe sahip pasolar seçilmeli, keskin geometrili PVD kaplamalı karbür uçlar tercih edilmeli ve radyal ilerleme veya çok düşük modifiye eğik açılar başlangıç yöntemi olarak değerlendirilmelidir.

6. Tam Profil ve V Profil Kesici Uç Farkı

Tam profil (Full Profile) kesici uçlar, spesifik bir diş standardı ve hatvesi için özel olarak taşlanmıştır. Dişin dip radyüsünü (root) ve tepe düzlüğünü (crest) tek seferde işleyerek ekstra çapak alma operasyonunu ortadan kaldırır; ancak her hatve için ayrı uç gerektirir. V profil (Partial Profile) uçlar ise tepeden bağımsız yalnızca 60° veya 55° açıyı oluşturur. Bir V uç ile birden fazla hatve (örneğin 1.5mm'den 3.0mm'ye kadar) işlenebilir. V profil kullanımında dış çapın diş öncesinde tam ölçüsünde tornalanmış olması şarttır.

7. G76, G92 ve G32 Arasındaki Farklar

Fanuc ve benzeri kontrol ünitelerinde G76 çoklu paso diş çekme çevrimidir; koniklik, pah kırma, paso sayısı ve ilerleme açısını tek veya iki satırlık bir kodla otomatik hesaplar. G92, basit kutu çevrimidir (Canned Cycle); takım giriş ve çıkışları otomatik yapsa da her X pasosunun manuel olarak tek tek alt alta yazılmasını gerektirir, esnek paso kontrolü sağlar. G32 ve G33 ise en temel senkron diş çekme komutudur; hızlı yaklaşma (G00) ve diş çekme (G32) hareketlerinin her birinin satır satır tamamen programcı tarafından oluşturulmasını zorunlu kılar.

8. Vida Dişi Paso Sayısı Nasıl Belirlenir?

Diş çekme işleminde paso sayısı; iş parçası malzemesinin tokluğuna, hatve derinliğine, takımın bağlama rijitliğine ve tezgâhın tork kapasitesine bağlıdır. Genel kural olarak, hatve büyüdükçe kümülatif kesme alanı artacağı için paso sayısı artırılmalıdır. Karar motorumuz, çeliklerde dengeli bir dağılım yaparken, süper alaşımlarda veya titanyumda (ISO S) ısı ve takım yükünü azaltmak için paso sayısını yüksek, ilk paso derinliğini ise nispeten güvenli (düşük) tutar. Uzman modunda bu sayılar azaltılmış dağılım (azalan talaş kesiti) formülüyle yeniden düzenlenebilir.

9. Yaylı Paso Ne Zaman Kullanılır?

Yaylı paso (Spring Pass), diş çekme döngüsünün en sonunda, hiçbir X çap değişikliği yapmadan (derinlik 0), son pasoyu aynı çapta tekrarlama işlemidir. Amacı, kesme kuvvetlerinden dolayı esneyen parçanın veya takımın yarattığı geometrik hataları telafi etmek ve mastar uyumunu garantilemektir. Ancak, işlenerek sertleşen alaşımlarda yaylı paso gereksiz sürtünme yaratarak yüzey kalitesini bozabilir ve kesici uçta hızlı serbest yüzey aşınmasına (flank wear) neden olabilir. Sadece rijitlik sorunu yaşanan uzun parçalarda kontrollü kullanılmalıdır.

10. İç Diş İşlemede Bara ve Titreşim

İç diş (Internal Threading) operasyonlarında en büyük düşman titreşimdir. Diş çekme barasının uzunluğu (çıkıntısı, overhang), baranın çapının (D) maksimum 3 ila 4 katı (3xD - 4xD) olduğunda standart çelik gövdeli takımlar güvenle kullanılabilir. Eğer derinlik daha fazlaysa (5xD ve üzeri), kesme kuvvetleri barayı esneterek hatve bozukluğuna ve "chatter" (tırlama) izlerine sebep olur. Uygulamamız, kullanıcı baranın çapını girdiğinde çıkıntı oranını hesaplar; riskli durumlarda karbür saplı veya sönümleyicili (anti-vibration) bara kullanılması uyarısını dinamik olarak gösterir.

11. Diş Çekmede Talaş Kontrolü

Sürekli ve uzun talaş veren malzemelerde (düşük karbonlu çelikler veya alüminyum), diş çekme sırasında talaşın parça etrafına dolanması takım kırılmasının başlıca nedenidir. Talaş kontrolünü sağlamak için; radyal dalma yerine modifiye eğik ilerleme seçilmeli, uygun talaş kırıcılı geometriye sahip (örn: C form) uçlar kullanılmalı ve yüksek basınçlı kesme sıvısı takımın kesme kenarına doğru yönlendirilmelidir. Kör delik iç diş uygulamalarında ise ters modifiye ilerleme ile talaş, deliğin dibine değil, ağzına doğru dışarı itilmelidir.

12. Kötü Diş Yüzeyinin Nedenleri

G-kodu veya hesaplama kusursuz olsa dahi kötü bir yüzey profili oluşuyorsa; kesme hızının (Vc) talaş yığılmasına (BUE) yol açacak kadar düşük olması en yaygın sebeptir. Takım merkez yüksekliğinin ayarlanmamış olması (eksende olmaması), yanlış kesici profil kullanımı, yetersiz soğutma sıvısı ve özellikle finiş pasosunun aşırı sığ bırakılarak malzemenin kesilmek yerine ezilmesi yüzeyi bozar. Uygulamamız üzerinden elde ettiğiniz çıktıları, takım kalitenizin tavsiye ettiği ideal kesme hızı (m/dk) aralığıyla mutlak surette eşleştirmelisiniz.

13. NC Programı Kullanılmadan Önce Kontroller

Oluşturulan NC programı tezgâha yüklenmeden önce mutlak surette doğrulanmalıdır. İlk olarak X ekseninin çap mı (Diameter) yoksa yarıçap mı (Radius) programlandığı kontrol edilmelidir. Çoğu Fanuc ünitesi çap okur. G76 çoklu satır formatının (Tek satır veya İki satır) tezgâh yılıyla uyumu, M03 (Fener mili sağ) ile diş yönü (Sağ/Sol) senkronizasyonu ve güvenli X yaklaşma mesafeleri dikkatle incelenmelidir. İlk denemede tezgâh "Machine Lock" veya havada simülasyon (Dry Run) modunda izlenmelidir.

14. Çok Ağızlı Diş Çekme: Lead, Q Başlangıç Açısı ve Çevrim Seçimi

Çok ağızlı (çok başlangıçlı) dişte ilerleme değeri görünen hatve değil, vidanın bir turdaki eksenel ilerlemesi olan lead değeridir: lead = hatve × ağız sayısı. Örneğin 2 mm hatveli çift ağızlı dişte F4.0 kullanılır; F2.0 yazılırsa yanlış lead oluşur. Her ağız, iş milinin farklı bir açısal konumundan başlatılır; FANUC sistemlerinde bu, Q başlangıç açısı ile yapılır (0,001° birimi, ondalık noktasız): çift ağızda Q0 ve Q180000, üç ağızda Q0 / Q120000 / Q240000, dört ağızda Q0 / Q90000 / Q180000 / Q270000. Q modsal değildir; her diş çekme komutunda yeniden yazılmalıdır.

Çok ağızlı diş çekmede G76 önerilmez — çok ağızlı G76 için kontrol ünitesinde FS15 formatı/opsiyonu gerekir. En güvenli ve şeffaf yöntem G32 (veya kod sistemine göre G33)’tür: her ağız aynı X paso dizisiyle, yalnızca Q açısı değiştirilerek işlenir. Ağız sayısı arttıkça lead büyüdüğünden (Devir × Lead ≤ makinenin senkron ilerleme sınırı) devir düşürülmelidir. Hesaplama aracımız çok ağız seçildiğinde otomatik olarak G32 önerir ve Q açılarını üretir.

15. Konik Diş Çekme (NPT vb.): G32 / G92 ve R/I Yorumu

Konik dişte X çapı Z boyunca değişir. Çevrimlerde kullanılan R (veya bazı formatlarda I) değeri çap farkı değil, yarıçap farkıdır: radyal koniklik = (başlangıç çapı − bitiş çapı) / 2. İşaret yönü takım yoluna göre değişir ve format (R↔I) tezgâhın kod sistemine bağlıdır; bu yüzden başka tezgâhtan program doğrudan kopyalanmamalıdır.

FANUC’ta konik diş için öneri: tek ağızlı standart konik dişte G92 (X Z R F) kısa ve kontrollüdür; tam kontrol gereken, özel profilli veya çok ağızlı konik dişlerde G32 (X ve Z birlikte, her ağız Q ile) tercih edilir. Konik ve scroll tipi dişlerde sabit yüzey hızı (G96) kapatılmalı, G97 sabit devir kullanılmalıdır. Aracımız konik diş için bitiş çapını alır ve seçilen çevrime göre R’li (G92/G76) veya X-Z’li (G32) konik program üretir.