HONLAMAYA GİRİŞ

Ağır vasıtalarda ve otobüslerde kullanılan vites, fren, süspansiyon, vb. sistemler sıkıştırılmış hava enerjisinden mekanik iş elde edilmesiyle çalıştırılır. İhtiyaç duyulan basınçlı hava ise genel olarak krank mili, biyel kolu ve piston mekanizmasından oluşan ve silindir içerisinde dönel hareketi doğrusal harekete çeviren, tahrik enerjisini dişli veya kasnak gibi aktarma organları sayesinde ana motordan alan kompresörler vasıtası ile oluşturulur.

Kompresörlerde silindir ve piston gibi eş çalışan bileşenlerin performans seviyeleri sistemin tüm performansının ve kalitesinin bir göstergesidir. Tüketicilerin daha verimli çalışan kompresör ve benzeri sistemlere olan taleplerine nasıl cevap verileceği üzerine akademik ve ilgili sektör uzmanları halen yoğun çaba sarf etmektedirler. Bir kompresör silindirinde hareket eden piston, kompresöre dışardan aktarılan enerjinin bir kısmını havayı sıkıştırmaya harcarken bir kısmını da silindir-piston ikilisinin sürtünmesine harcar. Bu da demektir ki enerjinin bir kısmı dönüşür ve toplam enerji kayba uğrar. O halde var olan sürtünmenin azaltılması tüketici taleplerinin karşılanması için bir çıkış yolu olacaktır. Silindir, pistonla temas halinde olan yüzeyi dikkate alınırsa sürtünme ile ilgili en kritik kompresör bileşenlerinden biri olarak kabul edilebilir. İdeal pürüzlülük değerlerine ulaşabilmesi için bir silindirin honlanması bilinen en yaygın hassas işleme yöntemlerinden birisidir. Honlama, aşındırıcı taşların üç eksen doğrultusu yönünde eş zamanlı hareketiyle, işlenen yüzey üzerinden talaş kaldırılarak kontrollü oluklar oluşturulması için kullanılan bir aşındırıcı işlemdir.

Honlama, sabit yüzey teması altında bir iş parçasının formunu, boyutsal hassasiyetini ve yüzey kalitesini iyileştirmek amacıyla aşındırıcı tanecikler kullanılarak yapılan bir bitirme işlemidir (Kısa 2000). Honlama işlemi küçük parçacıklar halindeki elmastan sonraki en sert metal olan korundum, silikon karbür, bor nitrür, elmas (Kolcke  2009) gibi abrazif taneciklerin seramik kili, yapay reçine, mantar, karbon nitrat ve bazı maddeler kullanılarak birleştirilmesi sonucu oluşan honlama taşları 10-100 N/cm2 gibi düşük basınçlarda iş parçası üzerine temas etmesi sonucu gerçekleşen talaş kaldırma işlemidir.

Bir başka ifadeyle honlama ; toz haline getirilmiş aşındırıcı patiküllerden oluşan taşlar yardımıyla iş parçası üzerine belli bir temas kuvveti uygulayarak, ölçü tamlığı ve düzgün yüzey kalitesi elde etmek amacıyla yapılan mikron seviyede uygulanan bir talaş kaldırma işlemidir. Honlama işlemi ölçü tamlığı ve yüzey kalitesini etkilemesinin yanında ayrıca çapta meydana gelen eksen kaçıklığı, çan eğrisi şeklindeki form hatalarını, eksen kaçıklığı hatalarını da düzeltmektedir. Honlama da 3 çeşit hareket mevcuttur. Bunlardan ilki honlama başlığının rotasyonel (dönme) hareketi ikincisi yine honlama başlığının eksenel (y ekseni) hareketi son olarak taşın iş parçası üzerinde çapraz desen dediğimiz çizgileri oluşturan besleme hareketidir. Şekilde de hareketleri görebilirsiniz.

Şekil 1. Honlama Başlığının ve Taşın Rotasyonel ve Eksenel Hareket Şematik Gösterimi (Klein ve Bähre 2018)

Honlama taşlarının tahriki mekanik veya hidrolik sistemler aracılığıyla gerçekleşir. Honlama başı gövde ve gövde çevresinde eşit aralıklarla konumlandırılmış 3-12 adet honlama taşından ve aşındırıcı özelliği olmayan kılavuzlardan meydana gelmektedir. Genel olarak aşındırıcı nitelikte olmayan kılavuzlar bronz, dökme demir ve sinter malzemeden imal edilmektedir (Kısa 2002).

Bir honlama operasyonu, aşağıda verilen karakteristik özellikleri içerir (Bkz. Şekil 2.):

  • Büyük temas alanı
  • Honlama taşının eksenel salınımı
  • Düşük iş parçası dönüş hızı
  • Kontrollü kuvvet uygulanmasıyla orta seviye baskı
Şekil 2. Honlama işleminin şematik gösterimi

Genel olarak honlama, parçaların hassas işlenmesinden sonra (tornalama,taşlama vs.) uygulanır. Endüstride sıklıkla uzun stroklu honlama işlemi yaygın olarak silindirik parçaların iç yüzeylerini işlemek için kullanılan aşındırıcı bir süreçtir (Feng ve diğ. 2002).

Honlama prosesi boyunca üzerinde aşındırıcı taşların olduğu honlama başlığı delik içinde dönerek ileri ve geri ilerler. Bu sırada honlama taşları eş zamanlı olarak delik yüzeyine baskı yaparak parçacık kopmasına neden olur. Sonuçta iş parçası yüzeyinde yağlamanın kolaylaşması için kullanılabilecek çapraz desenler/çizikler oluşturulmuş olur. Arzu edilen çapraz honlama desenlerin oluşması için dönel ve eş zamanlı ileri-geri ilerleme hareketinin bir korelasyon içinde olması gerekir.

Şekil 3. a) Honlama başlığı. b) Çapraz desenler ve açısı (El-Hofy ve diğ. 2008)

İstenen yüzey dokusunun yanı sıra çapraz tarama oluşturabilen işlem silindir gömleklerinde istenilen desendir. Honlama işlemi sırasında aşındırıcı taşlarla donatılmış honlama kafası, silindir çapı karşılıklı dönme hıza tabidir. Kafa silindirden geçerken, honlama taşları aynı anda delik duvarına baskı uygular ve böylece malzeme bu, yüzeyde karakteristik çapraz tarama deseni oluşturur. Oluşan desen yağlama için kanal görevi görmektedir. Doğru honlama açısı ile istenen çapraz tarama deseni oluşturmak için, honlama kafası dönüş hızı ile takımın dönüş hızı arasında bir korelasyon olması gerekir.

Radyal ilerleme, honlama taşının bağlantılandığı elemana, konik yüzeyli tahrik kolu tarafından baskı uygulayarak oluşturulur. Bu hareket sırasında taşlar delik yüzeyine doğru hareket eder. Baskı kuvvetinin oluşturulabilmesi için ise hidrolik veya elektrikli tahrik ünitesi kullanılır. Şekil de iki farklı genişleme mekanizmasının temel prensibi gösterilmiştir.

Şekil 4. Honlamada kullanılan farklı tip ilerleme kontrolleri (Goeldel ve diğ. 2013 ).

Bir elektromekanik tahrik kullanıldığında ilerleme sabit olur bu da sabit bir talaş kaldırma oranı sağlar. Bu sistem, kullanıcı tanımlı adımla ilerleyen açık döngü kontrollü bir sistemdir. Diğer yandan, hidrolik servo tahrik ile honlama taşı, talaş kaldırma oranında değişikliğe yol açan sabit bir basınçla ilerletilir. Elektromekanik sistemden farklı olarak, hidrolik tahrikli sistem, kapalı döngü kontrollü bir sistemidir. Burada ilerlemenin kullanıcı tarafından belirlenen aralıkta kalabilmesi için kontrol gerçekleştirilir. Bu durum, takım aşınması gibi operasyonel değişikliklerin tezgâh tarafından otomatik olarak telafi edilmesini mümkün kılar.

Honlama işlemi, nihai yüzey formu kazandırılan yüzey bitirme işlemi olduğu için kesme parametreleri hassas bir şekilde ayarlanmalı ve artık gerilmeler ile termal yük sebepli ölçü bozuklukları en aza indirgenmelidir. Bu amaçla operasyon yüzeyi 100ºC sıcaklığı geçmemelidir (Kısa, 2002). Bundan dolayı kesme sıvısının debisi hassas bir şekilde ayarlanmalıdır. Kesme sıvısı aynı zamanda yüzeyden kaldırılan talaşı bölgeden uzaklaştırma, takım sıvanmasını engelleme gibi görevlere de sahiptir (Gezer 2017).

Honlamada temas basıncı arttıkça kesici takımın daha derine nufuziyet şansı artmaktadır. Bu durumda honlama taşı daha büyük gerilmelere maruz kalır. Temas basıncı arttıkça honlama taşı daha büyük gerilmelere maruz kalacağından dolayı aşınmalar artış gösterecek, yüzey pürüzlülüğü artacak, yüzeyden kaldırılan talaş miktarı artacak, silindir cidarlarının eğriliği önce bir miktar iyileşme gösterecek fakat ardından daha kuvvetli bir eğilimle kötüleşmeye başlayacaktır (Klocke 2009).

Aşağıda Şekil ‘de iş parçasının plato honlama öncesi ve sonrasındaki yüzey pürüzlülük karakterleri gösterilmiştir. Plato honlama öncesi yüzey karakteristiği Şekil .a formundayken, plato honlama sonrasında yüzey pürüzlülük karakterleri Şekil .b formunda seyretmektedir (Gezer 2017).

Şekil 5. a) Honlama öncesi yüzeylerin genel pürüzlülük karakteristiği
b)Honlama sonrası yüzeylerin genel pürüzlülük karakteristiği

Honlama prosesinin başında yüzey pürüzlülüğü göreceli olarak yüksektir. Bu yapı iş parçası yüzeyine sabit ilerlemeyle baskı uygulayacak olan honlama taşı için gerekli kuvvetin az miktarda olmasına neden olur. Yüzey pürüzlülüğü azaldığında, yüzeyden işlenerek kaldırılacak malzeme miktarı artacaktır. Bu durum ise sabit ilerleme kullanıldığında taşın yüzeye uygulayacağı dışa doğru baskının artmasına yol açar. Bu sonuç süreç boyunca baskı kuvvetini artırıyor olacaktır. Sabit kuvvetle honlama taşının ilerletilmesi işlemiyle, sabit talaş kaldırma oranına göre yapılacak ilerleme ile yapılan işlem kıyaslandığında, sabit kuvvetle talaş kaldırma işleminde sistem çok daha kararlı olacağı ve yüzey pürüzlülüğündeki değişimin azalacağı tespit edilebilir. kuvvetin zamana bağlı değişimi Şekil ‘de açıkça görülebilir.

Şekil 6. a) Sabit ilerlemede kuvvet değişimi
b) Kuvvetin sabit olduğu durum (Bähre ve diğ. 2012)

Şekilden görülebileceği gibi iki kontrol yönteminde de süreç kuvvetinde bir dalgalanma söz konusudur. Ancak sabit ilerleme kontrollü durumda zamana göre artan bir kuvvet gözlemlenir. Honlama başlığının eksenel salınımı sırasında gerçekleşen boyuna deformasyonlar, eş çalışan elemanların birleşme noktalarındaki sapma miktarıyla ilişkilidir. Bu salınım ilerleme konisi ve iş parçası arasında göreceli hareketlere sebep olur. Sonuç olarak iş parçası ile takım arasında kuvvet değişimi meydana gelir (Bähre ve diğ. 2012).

Bir sonraki yazım honlama çeşitleri ve honlamada etkili olan faktörler nelerdir? Faydalı paylaşımlar yapabilmek dileğiyle bir sonraki yazımda görüşmek üzere 🙂

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir