Metamorfik kökenli kayaçların bilgisayar kontrollü makine (CNC) ile işlenebilirliğini etkileyen parametrelerin belirlenmesi
Determination of the parameters affecting the procressability of metamorphic origin rocks with computer numerical controlled (CNC) machine
Yazar: BEYTULLAH KARAMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GENCAY SARIIŞIK
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: CNC frezeleme = CNC milling ; Doğal taşlar = Natural stones ; Enerji tüketimi = Energy consumption ; Kesme kuvveti = Cutting force

Özet:
Ülkemizde bilgisayar kontrollü makineler (CNC) ile doğal taşların işlenmesi hızla yaygınlaşmaktadır. Doğal taş işletmeleri ilk yatırım maliyeti yüksek olan bu makinelerin verimli olarak kullanılmasında bazı problemler yaşamaktadırlar. Bu problemlerin en önemlileri doğal taşın işlemesine uygun ve verimli kesici uç takımının kullanılmamasından kaynaklanmaktadır.

Bu çalışmada, metamorfik kökenli kayaçların 4 eksenli bilgisayar kontrollü makinelerin (CNC) kullanımı ile kesici uç takımlarla işlenmesinde kesme parametrelerin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu deneysel çalışmalarda, 5 farklı metamorfik kökenli kayaçların (5 Mermer) 300 × 300 × 30 mm boyutunda iki farklı çapta karbür frezeli kesici uç (6,0 ve 8,0 mm), 3 farklı kesme derinliği (1,2 mm, 1,6 mm ve 2,0 mm), 3 farklı ilerleme hızı (2000, 2500 ve 3000 mm/dk) ve iki farklı işleme türü (dış hatlar ve çizgisel) kullanılmıştır. Yaygın olarak kullanılan ve oluşumlarına göre sınıflandırılmış olan 5 farklı tür metamorfik kökenli kayaçların, bir seri karakterizasyon testleri (fiziksel ve mekanik özellikleri, mineralojik ve petrografik özellikleri) yapılmıştır. Bilgisayar Kontrollü Makine ile işleme türü, kesici uç çapı, kesme derinliği, ilerleme hızı, kesme hızı ve kesme genişliği mermerlerin işlenebilirliğe etkileri belirlenerek, elde edilen kesme kuvvetleri (Fx, Fy, Fz, Fc ve Ft), güç tüketimi ve spesifik enerji değerleri istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Mermerlerin Fz kuvvetleri ve spesifik enerji değerlerini etkileyen parametreler fiziksel ve mekanik özellikler olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada kullanılan mermerlerin istatistiksel analiz sonucunda Fz kuvvetleri ve güç tüketimi değerlerine göre işlenebilirlik derecesi ve enerji tüketimi sınıflaması önerilmiştir.

Abstract:
Processing the natural Stones with Computer Numerical Controlled (CNC) Machines is rapidly becoming widespread in our country. Natural stone managements have problems with using these machines efficiently which have high initial costs. The most significant of these problems results from not using cutting edge equipment which is not appropriate to the natural stone process and which is not efficient enough.

In this study, by using cutting edge equipment within 4-axed Computer Numerical Controlled Machine, cutting parameters affecting the processability of different metamorphic origin rocks were investigated. In experimental study, 5 different metamorphic origin rocks (5 marble) in 300×300×30 mm dimensions were processed by using cutting edge equipment in two different calibers (6,0 and 8,0 mm), three different feed speed (2000, 2500 and 3000 mm/min), three different axial depth of cutting (1,2, 1,6 and 2,0 mm) and in two different draining types (external lines and linear) with fiberglass flat cutting edge equipment. A total of 5 kinds of metamorphic origin rocks (5 marbles) were categorized according to their commonly used geological formations and were subjected to various characterization tests (mineralogical and petrographic characteristics, as well as physical and mechanical properties). The effects of processing type, cutting diamenter, axial depth of cutting, feed speed, cutting speed, cutting width of processing equipment of Computer Numerical Controlled Machine on the processability of marbles were diagnosed and cutting forces (Fx, Fy, Fz, Fc and Ft), power consumption, specific energy values were analyzed statistically. It was found that the parameters that affected Fz forces and specific energy of marbles were physical and mechanical properties. Workability and energy consumption classification based on Fz forces and power consumption was recommended based on statistical analyses conducted on marbles used in the study.