Atomize edilmiş soya yağı emülsiyonlarının kesme performansına etkisi
The effect of atomized soybean oil emulsions on cutting performance
Yazar: SELİM BACAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER KARABIYIK
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Tez çalışmasında, sürdürülebilir üretim kapsamında bir kesme sıvısı üretilmiştir. Bu kesme sıvısı doğaya ve insana zararlı etkileri olan sentetik ve yarı sentetik yağlardan oluşmuş kesme sıvılarına alternatif bir kesme sıvısıdır. Su ve soya yağı karışımından oluşan sıvı ultrasonik atomizasyon yöntemi ile pülverize edilip, 4 bar'lık basınçlı hava ile püskürtülerek kullanılmıştır. Çalışmada Ç 4140 çeliğini, kaplamasız karbür kesici uç (SECO WNMG080404-M1) kullanılarak CNC torna tezgâhında işlenebilirlik üzerine etkilerini araştırmak amaçlanmıştır. Üç ayrı kesme hızı (150, 200, 250 m/dak), üç ilerleme miktarı (0.1, 0.15, 0.2 mm/dev)  ile dört kesme sıvısı (%1, %5, %10 soya yağı-su karşımı ve ticari kesme sıvısı) ve kuru kesme şartlarında deneyler yapılarak kıyaslama yapılmıştır. Tüm deneylerde kesme derinliği 1 mm, kesme uzunluğu 100 mm olarak uygulanmıştır.

Deneyler sonucunda kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması değerleri incelenmiştir. Tüm parametrelerde en iyi sonuçlar %10 soya yağı – su karışımının ultrasonik atomizer kullanılarak püskürtülmesi sonucunda çıkmıştır. Kesme kuvvetlerinde, yüzey pürüzlülüğünde azalma ve takım ömründe artış sağlanmıştır. En kötü değerler ise kuru kesme şartında yapılan deneylerde oluşmuştur.

Elde edilen değerlerin ANOVA yöntemi ile analizi yapılmış, sonuçlar 3B yüzey grafikleri ile değerlendirilmiştir. Analiz sonuçları değerlendirildikten sonra, yüzdelik etki oranları, regresyon analizi denklemleri ve optimizasyon değerleri önerilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Sürdürülebilir üretim, Bitkisel kesme sıvısı, Ultrasonik atomizer, Takım aşınması, Kesme kuvveti, Yüzey pürüzlülüğü

Abstract:
In the thesis, a cutting fluid is produced with in the scope of sustainable production. This cutting fluid is an alternative to cutting fluids consisting of synthetic and semi-synthetic oils which are harmful to nature and human. Water and soybean oil mixture is pulverized by ultrasonic atomization method and used by sprayed with 4 bar pressure compressed air. The aimed of in this study, to investigate the effects of Ç 4140 steel on machinability on CNC turning machine with uncoated carbide cutting tool (SECO WNMG 080404-M1). Three cutting speeds (150, 200, 250 m/min), Three feed rate (0.1, 0.15, 0.2 mm/rev), four coolants (1%, 5%, 10% soybean oil-water mix and commercial coolant) were compared by doing experiments under dry shear conditions. In all experiments, the cutting depth was 1 mm and the cutting length was 100 mm.

At the end of the experiments, cutting force, surface roughness and tool wear values were examined. The best results for all parameters were obtained by spraying 10% soybean oil -water mixture using ultrasonic atomizer. A decrease in cutting forces, surface roughness and an increase in tool life were observed. The worst values were obtained in dry shear tests.
 
The results were analyzed by ANOVA method and the results were evaluated      with 3B surface graphics.  After the analysis results were evaluated, percentage effect rates, regression analysis equations and optimization values were suggested.

Keywords: Sustainable production, Vegetable cutting fluid, Ultrasonic atomizer, Tool wear, Cutting force, Surface roughness.