Analitik bir yaklaşımla form - tornalama uç profillerinin tasarımı; talaş formu geometrisinin takım ömrüne etkisinin araştırılması
An analytical approach to design form – turning insert 
profiles; investigation of rake face design on tool life
Yazar: OSMAN MURAT BİRCAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ALİ GÜLER ; YRD. DOÇ. DR. YİĞİT KARPAT
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Form-Tornalama operasyonu ile işlenmesi zor girift geometriler yüksek hassasiyette, hızlı ve
kaliteli yüzey pürüzlülük değerlerinde imal edilebilmektedir. Kesici uç geometrisini
oluşturan; talaş açısı, eksenel talaş açısı, kater açısı gibi geometrik parametreler sebebiyle
takım üzerindeki profil iş parçasına aynen yansımamaktadır. İş parçası üzerinde yüksek
hassasiyette ve doğru geometriler elde edebilmek için uç profili dizaynında bir miktar
düzeltme gerekmektedir.
Bilyalı rulmanların seri üretiminde, bileziklerin kapak yuva geometrisi, profil taşlanmış torna
uçları ile işlenmektedir. Her rulman tipi farklı kapak yuva tasarımına sahip olduğundan farklı
profillerde yüzlerce kapak yuva uç dizaynı gerekmektedir. Bu sebeple uçların profilinde
yapılacak düzeltme miktarının deneysel olarak belirlenmesi mümkün olmamaktadır. Ancak,
farklı profillere uygulanabilen parametrik bir formülasyon ile uçların kompanzasyonu yüksek
hassasiyette ve hızlı olarak yapılabilmektedir.
Bu çalışmada, iş parçası üzerinde yüksek hassasiyette ve doğru geometriler elde edebilmek
amacıyla uç profili tasarımında analitik yöntem geliştirilmiş ve bu analitik yöntemin
değişkenleri belirlenerek parametrik formüller çıkarılmıştır. Bu sayede analitik yaklaşım, aynı
tipteki tüm profil tasarımlarına uygulanabilir hale getirilmiştir. Form uçlar, geliştirilen
parametrik formüle göre dizayn edilmiş ve profil taşlama operasyonu ile imal edilmiştir.
Üretilen uçlar seri imalat şartlarında test edilerek formülasyonun doğrulaması yapılmıştır.
Tasarım prensibi oluşturulduktan sonra, farklı talaş geometrilerinin uç ömrüne etkisini
araştırmak amacıyla iki farklı talaş geometrisi tasarımı yapılmış ve üretilen uçlar aynı iş
parçası üzerinde test edilerek ömür değerleri alınmıştır. Ayrıca takımlara gelen kuvvetler
ölçülerek, ömür testi verileri ile birlikte karşılaştırılması yapılmıştır.

Abstract:
Generating highly accurate profiles on the workpiece is an important issue when turning with
form cutting tools. The geometric parameters of the cutting tools such as rake angle, axial
rake angle and clearance angle directly influence the workpiece dimensions. In order to get
accurate dimensions on the workpiece, a compensation is required on the cutting tool profile
based on the relation between cutting edge profile and the tool geometry.
In the mass production of ball bearings, the shield groove of the rings is processed
with profile ground turning cutters. Each bearing type has different groove dimensions, thus
hundreds of different form cutting tool designs are required. Therefore, individual cutting tool
designs cannot be defined experimentally; a formulation is required which will yield the exact
dimensions of the form cutting tool.
In this study, a parametric formulation is developed in order to get accurate
dimensions on the workpiece. Form tools were designed by considering the geometric
parameters and cermet tools were fabricated by using profile grinding operations. The
parametric formulation is verified with finished workpiece geometry measurements during
mass production. After generating analytical approach, in order to investigate rake face
geometry on tool life, two different rake face goemetry were designed and life test were done
on the same type of shield groove profile. In addition to life test, cutting force were measured.