Tornalamada takım geometrisi ve tırlama titreşimlerinin yüzey pürüzlülüğüne etkileri
The effect of tool geometry and chatter vibrations on surface roughness in turning
Yazar: SÜLEYMAN NEŞELİ
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN YALDIZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Talaşlı imalat, üretim teknolojisinde çok sık kullanılan bir yöntemdir. Buişlemler gelişen üretim sektöründeki imalat sırasında neredeyse tüm mekanikparçalara uygulanır. Elde edilen ürünün ölçü ve yüzey kalitesinin nisbi olarak yüksekoluşu ile işleme parametrelerinin optimizasyona uygunluğundan dolayı talaşlı imalatdiğer üretim yöntemlerine göre tercih sebebi olmuş ve bu sebeple bu alanda bilimselçalışmalara önem verilmiştir.Başarılı işleme operasyonları, iş parçası ve kesici takım arasındaki dinamikilişkiye bağlıdır. Belirli koşullar altında iş parçası üzerindeki takım hareketi,titreşimin büyük genliğinin yol açtığı kendi kendini uyaran bir sistem meydangetirebilir. Oluşan bu titreşim/tırlama, kesme işleminde kullanılan takım ömrünü,kesme kalitesini ve yüzeyde oluşması olası pürüzlülüklerin olumsuz yönde etkiler.Tırlama kontrolü için takım-iş parçası arasındaki dinamik etkileşimlerin gerektiğigibi anlaşılması, bu olumsuzlukları bertaraf edebileceği gibi maliyeti düşürerekverimliliği artırabilir.Ekonomik ve en kaliteli üretim, işleme parametrelerinin uygun seçilmesinebağlıdır. Kesme hızı, ilerleme, kesici takım ömrü, takım geometrisi, kesmekuvvetleri, bağlantının rijitliği gibi faktörler arasındaki ilişkiler ve bu ilişkilerinürünün ölçü ve yüzey kalitesi ile ekonomik değeri üzerine etkileri analiz edilmedenoptimum bir üretim yapmak mümkün değildir. Talaş kaldırma esnasında, uygunkesici takımın seçilmesi maksimum verimliliğin sağlanması açısından şarttır.Özellikle kesici takım malzemesi ve kesme geometrisi seçimi çok önemlidir. Ancakkesici takım doğru seçilmiş olsa bile işleme koşulları özellikle işlemenin genelrijitliğini ilgilendiren koşullar uygun değilse optimum kesici takım ömrü eldeedilemez.iişleme operasyonlarında yüzeyin kalitesi çoğu tornalama işleri için önemli birihtiyaçtır. Yüzey kalitesi, eş çalışan parçalarda sürtünme dirençleri, aşınma ve işparçasının ömrü üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Yüzey kalitesi ile şekil vekonum toleransları kesme parametrelerine, takım geometrisine takım ve tezgahınrijitliğine ve iş parçasının bağlama durumuna göre değişmektedir. Bu yüzden istenenyüzey kalitesini kontrol etmek için optimum işleme parametrelerinin seçimi çokönemlidir.Bu tez çalışmasında AISI 1040 (Ã45x255) malzemesi üzerinden, soğutmasıvısı kullanılmadan talaş derinliği (a=0.5 mm) ve kesme hızı (150 m/dak) sabittutularak farklı yaklaşma açılarında (Îº=60Â°, 75Â°, 90Â°) ve farklı takım sarkmamiktarlarında (L=30, 40, 50 mm) silindirik tornalama işlemleri yapılmıştır. Kesicitakım olarak LC215B kalitesindeki TIC kaplı CNMG 120404-BF, CNMG 120408-BF, CNMG 120412-BF kesici uçlar kullanılmıştır. Bu takımlara uygun yardımcıtalaş açısı (Î³x=-6Â°) sabit, esas talaş açısı (Î³=-3Â°, -6Â°, -9Â°) olan PCLNR/L 2020 K12AA9, PCLNR/L 2020 K12 AA6, PCLNR/L 2020 K12 AA3 katerleri kullanılmıştır.Katerin alt kısmına bağlanan ?Kistler? marka 8632C cube Accelerometersivmelenme ölçer kullanılarak alınan veriler, 1761Bsp Coaxial kablosu ile 5100Piezotron power supply/coupler yükselticisi üzerinden 1511sp çıkış kablosukullanılarak PCLD-8712 kartına aktarılmış, buradan PC içerisindeki PCI-1712 çokfonksiyonlu bilgi toplama kartı sayesinde rakamlara dönüştürülüp karta ait yazılımprogramı ile kaydedilmiştir. Böylece takımın geometrisine bağlı meydana gelentırlama titreşiminin yüzey pürüzlülüğünü nasıl etkilediği incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Kesici takım geometrisi, Tırlama titreşimi, Yüzey pürüzlülüğü.

Abstract:
Machining processes are very common method used in productiontechnology. These processes can be applied almost all machine part duringproduction in developing manufacturing sector. Due to the requirement ofdimension and surface quality of obtained products should be considerably highand cutting parameters are suitable in optimization metal machining is preferredthe other manufacturing methods and therefore scientific researches are givenimportance in this area.Successive machining operations are depended on dynamic relation betweenworkpiece and cutting tool. The tool movement on workpiece under certaincondition can be produce a self excited system in which high a amplitude ofvibration lead. The existed vibration/chatter can affect negatively tool life used incutting process, cutting quality and surface roughness that is probably occurs onthe surface. For chatter control the understanding dynamic interaction betweentool-workpiece satisfactory both eliminate these negativeness to remove andincrease productivity in pursuance of decreasing cost.The economic and most quality production depends on suitable selection ofmachining parameters. It is not possible to make optimum production as therelation between factors such as cutting speed, feed rate, cutting tool life, toolgeometry, cutting forces, the rigidity of attachment and the effects of theserelations on dimension and surface quality product with economic value are not tobe analysed. During metal removing selection of suitable cutting tool is essentialin view of producing of maximum productivity. Especially cutting tool materialand tool geometry selection are very important. However, even cutting tool isselected rightly, if cutting conditions, particularly the conditions that is relatedivgeneral rigidity of machining are not convenient optimum cutting tool life can notbe obtained.The surface quality in machining operation is very important requirementfor in many turning process. Surface quality on counterparts, friction resistant,wear and tool life of workpiece has an important effect. Surface quality with formand position tolerance are changed according to cutting parameter, tool geometrythe rigidity of tool and machine tool and fixing condition of workpiece. Therefore,selection of optimum parameters are very important, in order to control desiredsurface quality.In this study the turning operations were carried out on AISI 1040 steel indry cutting condition. The deep of tool (a=0.5 mm) and cutting speed (150 m/dak)were kept constant, while approaching angle (Îº=60Â°, 75Â°, 90Â°) and overhang(L=30, 40, 50 mm) of tool were varied. During turning operation accelerationsignals were captured by data acquisition chart and transferred to do PC viaaccelerometer sensor. Then, the effects of acceleration signals obtained in thedifferent cutting condition on surface quality were evaluated.Key words: Cutting Tool Geometry, Chatter Vibration, Surface Roughness