Parmak frezelerde köşe yuvarlatma işlemlerinin al 7075 alaşımının işlenebilirliği üzerinde etkileri
The effects of corner rounding in end mills on the workability of al 7075 alloy
Yazar: MERVE KARASAKAL
Danışman: PROF. DR. ULVİ ŞEKER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Savunma ve havacılık olmak üzere birçok sektörde kullanımı yaygın Al 7075 alaşımının işlenmesinde en önemli problemler; yapışkan talaş oluşumu (BUE) ve yüzey kalitesidir. Takım tasarımında keskin kesici kenar kullanılması, kesmeyi kolaylaştırmak özellikle de BUE oluşumunu engellemek için takım üreticileri tarafından tercih edilmektedir. Ancak keskin kesici kenar kullanımı zamanla kesici kenarın düzensiz ve kontrolsüz aşınmasına neden olmakta ve bu da yüzey kalitesinin düşmesine ve takım ömrünün azalmasına sebep olmaktadır. Bu çalışmada, Al 7075 alaşımının frezeleme işlemlerinde kesici takım geometrisinin yüzey pürüzlülüğüne etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Kesici kenar yuvarlatma işleminin yüzey kalitesine etkisini görmek için iki adet farklı köşe yuvarlatma değerine (4-5 µm ve 7-9 µm) sahip parmak freze ve helisel dalga formlu kesici takım ile yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar standart parmak freze ile yapılan işleme sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Kesme parametresi olarak üç kesme hızı (280, 300, 320 m/dk) ve iki ilerleme miktarı (0,085 ve 0,11 mm/diş) kullanılmıştır. Deneyler kuru işleme şartlarında gerçekleştirilmiştir. Varyans Analizi (ANOVA) sonuçları, yüzey kalitesi üzerinde takım geometrisinin tek başına etkisinden çok iki yönlü etkileşimlerin yüzey pürüzlülüğü üzerinde daha etkili olduğunu ortaya koymuştur. Yüzey pürüzlülük cihazıyla yapılan ölçümlerde, en iyi yüzey pürüzlülük değerleri (Ra=0,19 µm) 4-5 µm köşe yuvarlatma değerine sahip kesici takım ile 300 m/dk kesme hızı ve 0,085 mm/diş ilerleme miktarı kullanılarak yapılan deneylerde elde edilmiştir. Ancak, deneylerde takımın tekil etkisine bakıldığında; genel anlamda 7-9 µm köşe yuvarlatma değerine sahip kesici takım ile daha iyi yüzey pürüzlülüğü değerleri elde edilmiştir. Köşe yuvarlatma işlemi yapılan her iki kesici takımla elde edilen yüzey kalitelerinin, keskin kesici kenara sahip standart takımla elde edilene göre daha iyi olduğu görülmüştür.

Abstract:
The most important problems in the processing of Al 7075 alloy, which is widely used in many sectors including defense and aerospace, are adhesive chip formation (BUE) and surface quality. The use of sharp cutting edges in tool design is preferred by tool manufacturers to facilitate cutting, especially to prevent BUE formation. However, the use of sharp cutting edges causes irregular and uncontrolled wear of the cutting edge over time, which leads to a decrease in surface quality and a reduction in tool life. In this study, it was aimed to investigate the effect of cutting tool geometry on surface roughness in milling operations of Al 7075 alloy. In order to see the effect of the cutting edge rounding on the surface quality, the results obtained from the experiments with the end mill with two different corner rounding values (4-5 µm and 7-9 µm) and the helical waveform cutting tool were compared with the machining results with the standard end mill. . Three cutting speeds (280, 300, 320 m/min) and two feed rates (0.085 and 0.11 mm/tooth) were used as cutting parameters. The experiments were carried out under dry machining conditions. Analysis of Variance (ANOVA) results revealed that two-way interactions were more effective on surface roughness than tool geometry alone on surface quality. In the measurements made with the surface roughness device, the best surface roughness values (Ra=0.19 µm) were obtained in the experiments using a cutting tool with a corner rounding value of 4-5 µm and a cutting speed of 300 m/min and 0.085 mm/tooth feed rate. However, considering the singular effect of the team in the experiments; In general, better surface roughness values were obtained with the cutting tool with a corner rounding value of 7-9 µm. It has been observed that the surface qualities obtained with both cutting tools with corner rounding process are better than those obtained with the standard tool with sharp cutting edge.