Mikro işleme yöntemi ile  Ti-6Al-4V  alaşımının işlenmesinde kesme parametrelerinin belirlenmesi
Determination of cutting parameters in micro machining of  Ti-6Al-4V  alloy
Yazar: MEHMET SOYCAN
Danışman: PROF. DR. ZAFER TEKİNER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında mikro işleme yöntemindeki kesme parametrelerinin belirlenmesi ve takım aşınması ile yüzey pürüzlülüğü deneysel olarak çalışılmıştır. Deneylerde 0,4, 0,5, 0,7 mm çaplarında kaplamasız tungusten karbür yekpare gövdeli parmak frezeler kullanılmıştır. Kesme parametreleri ise sırasıyla 0,05 mm, 0,075 mm ve 0,1 mm eksenel kesme derinliğinde, devir başına ilerlemesi 0,002 mm/dev, 0,006 mm/dev ve 0,01 mm/dev ve yanal kayma mesafesi ise takım çapının %30, %40 ve %50 oranında belirlenmiştir. Mikro işleme yöntemi ile Ti-6Al-4V iş parçasının işlenmesi sonucunda uygun kesme parametrelerini belirleyebilmek için takım aşınması ve iş parçasının yüzey pürüzlülüğü ölçülmüştür. Mikro işleme yöntemindeki takım ömrünü bulabilmek için, takımlar ile yaklaşık 70, 140 ve 200 saniye mikro işleme yapılarak, takımların her deney sonundaki aşınma miktarları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleri ile belirlenmiştir. Deneylerin sonunda, devir başına ilerleme değeri sabit tutulduğunda, eksenel kesme derinliğinin artması ile serbest yüzey aşınması ve maksimum yüzey pürüzlülük değerlerinde artış meydana geldiği görülmüştür. Eksenel kesme derinliği sabit iken, devir başına ilerleme değeri arttıkça serbest yüzey aşınma değerinin belirli bir devir başına ilerleme değerine kadar arttığı fakat söz konusu devir başına ilerleme değerinden sonra serbest yüzey aşınma değerlerinde azalma olduğu görülmüştür. Yanal kayma mesafesi sabit iken, maksimum yüzey pürüzlülüğü ve serbest yüzey aşınma değerinin değişiminde, devir başına ilerleme değerinin etkisinin, eksenel kesme derinliği etkisinden daha fazla olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Takım ömrü için yapılan deneylerin sonunda, işleme mesafesi arttıkça daha yüksek kesme hızlı olan 0,7 mm çaplı takımların daha düşük kesme hızlı olan 0,5 mm çaplı takımlardan daha fazla aşındığı sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca, yapılan deneylerde 0,4 mm çaplı takımlarda kırılma gözlenmiş olup, 0,5 mm çaptan daha düşük çaplı takımlar ile yapılan işlemelerde kırılma riskinin arttığı sonucuna ulaşılmıştır. Buna ilaveten, bu çalışmada takımlarda meydana gelen aşınmalar ve yüzey pürüzlülüğünün analizi doğrultusunda, en uygun kesme parametreleri belirlenmiş ve kesme parametrelerinin aşınma, yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin ortaya çıkarılması amacıyla varyans (ANOVA) analizi gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Determination of cutting parameters in micro processing method, tool wear and surface roughness are studied as experimentally in this thesis. The uncoated tungsten carbide solid shank end mills having the diameter of 0,4, 0,5 and 0,7 are used in the experiments. The cutting parameters were determined as 0,05 mm, 0,075 mm and 0,1 mm for the depth of cut, 0,002 mm/dev, 0,006 mm/dev and 0,01 mm/dev for the feed per revolution and 30%, 40% and 50% of the cutting tool diameter for step-over rate respectively. As a result of milling the Ti-6Al-4V workpiece with micro manufacturing method, the tool wear and surface roughness of workpiece were measured in order to determine suitable cutting parameters. In order to determine the tool life in the micro processing method, the wear of the tools at the end of each experiment were determined by Scanning Electron Microscope (SEM) images by micro milling with the tools for approxiametly 70, 140 and 200 seconds. As a result of the experiments made for the tool life, it was concluded that as the milling distance increases, 0,7 mm diameter tools with higher cutting speed wear more than the tools having 0,5 mm diameter and lower cutting speed. At the end of the experiments, it was observed that when the feed rate per revolution is kept constant, the increase in axial cutting depth increases the flank wear and maximum surface roughness values. While the axial cutting depth is constant, it was found that as the feed rate per revolution increases, the flank wear value increases to a certain feed rate per revolution, but the flank wear values decrease after that feed rate. It was concluded that the effect of feed rate per revolution is greater than the effect of axial depth of cut in the change of maximum surface roughness and flank wear values while the step-over rate is constant. Besides, it was observed that, the tools having the diameter of 0,4 mm were broken at the experiments, therefore, it was concluded that the risk of breakage increases in machining with tools less than 0,5 mm in diameter. In addition, in this study, the optimum cutting parameters were determined in accordance with the wear and surface roughness analysis and variance (ANOVA) analysis was performed to determine the effects of cutting parameters on wear and surface roughness.