Cam elyaf takviyeli SMC kompozitlerin işlenebilirlik ve vidalı birleştirme yeteneklerinin incelenmesi
The investigation of machinability and threaded joint ability of SMC glass fiber reinforced composites
Yazar: HASAN GÜNDOĞDU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AHMET CAN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, cam elyaf takviyeli SMC kompozit malzemenin işlenebilirliği ve kılavuz çekme imalat yöntemiyle vidalı birleştirme yeteneği deneysel olarak araştırılmıştır. İşlenebilirlik deneylerinde frezeleme parametreleri, kesme hızı, diş başına ilerleme ve kesici takım ağız sayısı olarak belirlenmiş ve bu parametreler 3 seviye şeklinde seçilmiştir. Çalışmada, Taguchi L9 ortogonal dizini esas alınarak deney tasarımı hazırlanmış ve toplamda 9 adet deney yapılmıştır. Yapılan işlenebilirlik deneyleri sonrası yüzey pürüzlülüğü ve yüzey hasarı incelenmiştir. Yapılan deneylerin sonucunda, takım ilerleme yönüne dik yönde ölçülen yüzey pürüzlülüğünde takım ağız sayısının azalması ile ilerleme değeri artışının yüzey pürüzlülüğünü arttırdığı görülmüştür. Bununla birlikte takım ilerleme doğrultusunda ölçülen yüzey pürüzlülüğünde ise ilerleme değerinin artışı ile takım ağız sayısı ve kesme değerinin azalmasıyla yüzey pürüzlülüğü yine artmıştır. Yüzey hasarı yönünden yapılan değerlendirmede ise ilerleme değerinin azalmasıyla numunelerde oluşan deformasyonun azaldığı, görülen deformasyon çeşidinin Tip I ve Tip II şeklinde olduğu, takım ağız sayısı ve kesme hızının deformasyon oluşumunda etkili bir parametre olmadığı fakat numunelerin işleme zamanı için önemli parametreler olduğu tespit edilmiştir.
Bu çalışmanın ikinci adımını cam elyaf takviyeli SMC kompozit numunelerin vidalı birleştirme yeteneğinin incelenmesi oluşturmaktadır. Vidalı birleştirme yeteneğinin incelenmesi sırasında numunelere statik basma ve dinamik sıyırma deneyleri uygulanmıştır. Yapılan statik basma deney sonuçlarına göre artan metrik ölçüye bağlı olarak maksimum itme kuvveti ve kesme gerilmesinin arttığı görülmüştür. Vida çap ölçüsünün değişmemesine rağmen artan hatveyle birlikte maksimum itme kuvvetinin ve kesme gerilmesinin artmasının, hatve artışıyla birlikte artan diş kalınlığı ve kök radyüsüne bağlı olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca ince dişlerde safi kesme, kalın dişlerde ise basma, ezilme, lif kopması ve kesme işleminin sırasıyla meydana geldiği ön görülmüştür. Yapılan dinamik sıyırma deneyi sonuçlarında ise yine artan metrik ölçüye bağlı olarak maksimum itme kuvveti, maksimum moment ve kesme gerilmesinin arttığı görülmüştür. Bununla birlikte çap ölçüsünün değişmemesine rağmen maksimum itme kuvveti, maksimum moment ve kesme gerilmesinin artışının artan hatveyle birlikte artan diş kalınlığı ve artan kök radyüsüne bağlı olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca statik basma ve dinamik sıyırma deney sonuçları kıyaslandığında, maksimum itme kuvveti ve kesme gerilmesi değerlerinin statik basma deney sonuçlarında daha yüksek çıkmasının nedeni olarak dinamik sıyırma deneylerinde farklı yönlerde kesme gerilmelerinin ortaya çıkmış olmasından kaynaklandığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, the machinability  and threaded joint ability of SMC glass fiber reinforced composites was experimentaly investigated. In the machinability tests, the milling parameters were selected as; cutting speed, feed per tooth and cutting tool teeth number, and these parameters were determined as 3 levels. In the machinability study, the experimental setup was designed based on the Taguchi L9 orthogonal array and a total of 9 experiments were performed. Surface roughness and surface damage were investigated after the hole expanding milling tests. As a result of the experiments, it was observed that, the decreasing the number of tool number, increased the surface roughness along the tool axis. On the other hand, the increase in the feed rate value, the number of tool teeth number and the reduction in cutting speed increased the surface roughness along the tool feed direction. It has been determined that the deformation of the specimens is reduced by the decrease of the feed rate value and the type of deformation is realised as Type I and Type II. The number of tools and the cutting speed are not effective parameters on the formation of deformation, but it is important for the milling time of the samples.
The second stage of this work is the examination of the ability of threaded joint of smc glass fiber reinforced composite specimens. Static compression and dynamic stripping tests were applied to the samples during the inspection of the screwing ability. According to the results of the static compression tests made, the maximum pushing force and shear stress increased with increasing metric size.It has been found that, the maximum pushing force and shear stres increased although the screw diameter does not change, together with the increased pitch of the metric thread size. It is due to increased tooth thickness and root radius as the pitch increases.  In addition, it was seen that the pure shear cutting is realised in thin teeths. But in the thicker screew teeths the deformation is realised as pressing, shear and fiber elongation and then fiber breakage. In the result of the dynamic stripping experiment, it was seen that maximum pushing force, maximum torque and shear stress were increased depending on increasing metric size. The maximum thrust, the maximum moment, and the shear stress were increased due to increased tooth thickness and increased root radius with increasing pitch, although the diameter did not change. Moreover, when static push and dynamic stripping test results are compared, it is seen that the maximum pushing force and shear stress values are higher in the static pushing test results as a result of different shear stresses propagated in dynamic stripping experiments.