Kalıp çeliklerinin freze tezgâhında işlenmesinde kesme parametrelerinin, takım talaş arayüzey sıcaklığı, kesme kuvveti ve yüzey pürüzlüğüne etkisinin araştırılması
The investigation of the effect on surface roughness cutting force and surface temperature of part of cutting parameters during milling of AISI H13 (DIN1.2344) hot work tool steel
Yazar: NECDET ŞAHİN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HAKAN DİLİPAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Kesme kuvveti = Cutting force ; Termoçiftler = Thermocouples ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Bu çalışmada, AISI H13 (DIN 1.2344) çeliğinin frezede tarama başlığı ile işlenmesi sırasında parça yüzey bölgesinde oluşan ısı oluşumu incelenmiştir. Ayrıca, kesme parametrelerine bağlı olarak oluşan kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü de tespit edilmiştir. Deneysel çalışma için bir bağlama kalıbı tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir.Oluşan sıcaklığı ölçmek için iki farklı yöntem kullanılmıştır. Bunlardan birincisi iş parçası üzerinde oluşan sıcaklığın ısıl çiftler kullanılarak ölçülmesidir. Diğeri ise talaş üzerinde oluşan sıcaklık değerinin temassız olarak kızılötesi (infrared) tekniği kullanılarak ölçülmesidir. Kızılötesi ölçüm tekniği ile çıkan talaşların sıcaklık değerleri ölçülmeye çalışılmış fakat talaşların sürekli olması ve yüksek hızda atılması nedeniyle verimli bir sonuç elde edilememiştir. Bu teknik değerlendirme dışı tutulmuştur. Bu nedenle gerçekleştirilen bu çalışmada, ısı oluşumunun belirlenmesi için ısıl çift ile ölçüm yöntemi kullanılmıştır. Isıl çift olarak çalışma sıcaklığı -200 oC ~ 850 oC değerleri arasında olan ?J tipi? kullanılmıştır.Deneylerde üç farklı kesme hızı (132, 220 ve 308 m/dak), dört farklı ilerleme hızı (0,125, 0,2, 0,315, 0,5 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (1,78, 2,5, 3,5 mm) seçilerek toplam 36 (otuz altı) adet işleme deneyi gerçekleştirilmiştir. İşleme deneylerinde, parça yüzey sıcaklıkları, kesme kuvveti bileşenleri ölçülmüştür. Kesme kuvveti bileşenlerinin ölçülmesi için Kistler 9257 B tipi dinamometre kullanılmıştır. Ayrıca, işlenen yüzeyin pürüzlüğü ölçülmüş ve çıkan talaş biçimleri tespit edilmiştir.Gerçekleştirilen bu çalışmaya göre, yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvveti bileşenlerine ait değerlerin değişiminde ilerleme hızının en etkili parametre olduğunu tespit edilmiştir. Bu değerler ilerleme hızının artmasıyla doğru orantılı olarak artmaktadır. Sıcaklık ölçüm sonuçları ise ilerleme hızının artmasıyla ters orantılı olarak düşmüştür. En düşük sıcaklık değerleri 1,78 mm ve 2,5 mm kesme derinliklerinde, tüm ilerleme hızı değerlerinde 220 m/dak kesme hızında ölçülürken, 3,5 mm kesme derinliğinde ise aynı kesme hızında 0,125 mm/diş ilerleme hızı hariç diğer tüm ilerleme hızlarında en yüksek sıcaklık değeri tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler : Sıcaklık ölçümü, Isıl l çift, Kesme kuvvetleri,Yüzey pürüzlülüğü.

Abstract:
The temperature that occur at surface of part has been investigated during milling of AISI H13 (DIN 1.2344) steel with face cutter mill. Cutting forces and surface roughness were also determined depend on cutting parameters. A fixture was designed and manufactured for experimental study.Two different methods were used for measuring of temperature. Firstly, using thermocouple to measure temperature occurred on work piece. The other one is non-contact method that is used infrared technique to measure temperature occured on chip. The values of chip temperature were studied via by infrared method but efficiently results could not be obtained because of continuous chip and chip removal at high speed. This technique was considered at out of evaluation. So, thermocouple was utilized for measuring of temperature to determine occurred temperature in this study. J type thermocouple which works in the ?200 to 850 °C range was usedIn this experimental work, three different cutting speed (132, 220 and 308 m/min), four different feedrate (0.125, 0.2, 0.315 and 0,5 mm/tooth) and three different dept of cut (1.78, 2.5, 3.5 mm) were selected, thus totally 36 of cutting process were carried out. Surface temperature of workpiece and cutting forces were measured simultaneously while cutting operations were performed. Kistler 9257 B tipi dynamometer was used for determining of cutting force components. In additions, after cutting process surface roughness were measured and chip types have been identified.According to experimental study, it is determined that the most effective parameter is feedrate on altering of values of cutting forces and surface roughness. These values increase with increasing of feedrate as a linear. The values of temperature decrease in inverse proportion with increasing of feedrate. Most low temperatures have been measured at 1.78 mm and 2.5 mm cutting depth, all feedrate values and 220 m/min cutting speed. On the contrary, highest temperature value is measured at the conditions of 3.5 mm cutting depth and 220 m/min and all feedrate except 0.125 mm/tooth feedrate.Key Words : Milling, Tool wear, Tool life, Removed chip volume, Surface roughness, Cutter insert number