Delikli döner elektrot kullanarak elektrokimyasal delme yönteminin geliştirilmesi ve deneysel incelenmesi
Development and experimental investigation of electrochemical drilling method using rotational tubular electrode
Yazar: H. BEKİR ÖZERKAN
Danışman: PROF. DR. CAN ÇOĞUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, alışılmamış imal usullerinden elektrokimyasal işleme yöntemi esas alınarak yeni bir hibrit elektrokimyasal delik delme (EKD) yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen EKD yönteminde takım dönme hareketi ile birlikte içinden püskürtme uygulanmaktadır. Bu amaçla küçük boyutlarda bir EKD tezgâhı tasarlanmış ve üretilmiştir. Ayrıca, klasik EKD yönteminin hibritleştirilmesini sağlayan basınç başlığı da üretilerek sisteme monte edilmiştir. Sistemin en önemli özelliği işlemelerde takım ilerleme hızının akım geri beslemeli kontrol ile ayarlanmasıdır. Bu işleme ünitesinde talaşlı imal usulleriyle gerinme pekleşmesinden dolayı işlenmesi güç olan Hadfield çeliği ve işlenebilirliği iyi olan AISI 1040 çeliği aynı işleme koşullarında işlenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Her iki çelikle yapılan deneylerde işleme geriliminin, takım dönüş hızının, elektrolit konsantrasyonun ve püskürtme basıncının artışıyla İİH değerleri artmıştır. Ortalama yanal açıklık değerleri sadece takım dönüş hızının artışı ile artış göstermiştir. AISI 1040 çeliğine açılan delik kesitlerinin Hadfield çeliğine göre daha düzgün yapıda olduğu görülmüştür. Çalışmada ayrıca TM çelik malzemenin EKD ile işlenebilirliği de deneysel olarak incelenmiştir. TM çelik malzeme bu üç çelik malzeme içerisinde en hızlı çözünen malzeme özelliğini göstermiş ve en düşük yanal açıklık bu malzemede görülmüştür. Ayrıca Hadfield ve AISI 1040 çeliklerine göre yüksek İİH değerleri elde edilmiştir. Bununla birlikte dönmesiz takımlı işlemeler yüksek basınç etkisi ile TM çelikte başarılmıştır. Elde edilen sonuçlar bu yeni hibrit EKD yöntemi ile düzgün şekilli derin deliklerin işlenmesi güç malzemelere kolaylıkla açılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, a new hybrid electrochemical drilling (ECD) method based on electrochemical machining (ECM) in non-conventional machining processes was developed. In developed method, tool makes rotational motion with inner flushing process. For this purpose, a new ECD machine has been designed and manufactured in small scales. The most important feature of the new system is the regulating tool electrode feed rate with current feedback control. On this machining unit, the Hadfield steel whose strain hardening behavior makes it difficult to machine with conventional methods, and AISI 1040 steel whose machinability is good, were machined with the same machining voltage, tool rotational speed, electrolyte concentration and flushing pressure in both steel experiments. MRR values increased with the machining parameters in both steel experiments. And also average radial overcut values increased with only tool rotation speed for these steels. However the AISI 1040 steel hole shapes were more regular than Hadfield steel. Also in this study the machinability of PM steel with ECD was investigated experimentally. PM steel is showed more fastly dissolution behaviour among these three steel materials and the lowest radial overcut is observed to this material. And also the highest MRR values were obtained in comparison with Hadfield and AISI 1040 steel. However with high pressure effect non rotational tool machinings were achieved in P/M experiments. Results show that regular shaped depth holes can be drilled by with this new hybrid ECD method.