Çoklu dış yüzey ezme işleminin malzeme özelliklerine ve yüzey kalitesine etkisinin modellenmesi
Modeling of the effect of multiple surface burnishing on material properties and surface quality
Yazar: ECE CEREN ULAŞ
Danışman: PROF. DR. ADNAN AKKURT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Gelişen teknoloji ile birlikte makine imalat sanayinde yüksek kalitelerde iş parçalarının üretilmesi zorunlu hâle gelmiştir. Bu amaçla çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Özellikle iş parçalarının sadece çevresel kenarlarının kalitelerinin arttırılmasında işleme yöntemlerinin tam olarak kontrol edilememesi ile birlikte ürün kalitesi ve kullanım ömrü gibi parametrelerde de olumsuz sonuçlar elde edilebilmektedir. Ezme yöntemi farklı geometrideki yüzeylere uygulanmakta olup yüzey kalitesine etkisi çeşitli bilimsel çalışmalarla ortaya konmuştur. Ancak bu işlem ile ilgili bilinmeyen en önemli husus aynı yüzeye birden fazla kez işlem uygulandığında yüzeye etkisinin ne olacağıdır. Ezme sayısı parametresinin her bir malzeme özelinde de farklılık göstereceği açıktır. Yapılan çalışmada dört farklı tür malzemeden hazırlanmış olan aynı çap ve boydaki numunelere tek ezme ile başlanarak iki, üç ve dört kez ezme işlemi uygulanmıştır. İşlenmiş parçalarda gerçekleştirilen yüzey pürüzlülük ölçümü, sertlik ölçümü, dairesellik ölçümü, silindiriklik ölçümü, kalıntı gerilim ölçümü, mikroyapı ve SEM incelemeleri sonucunda her bir malzemede ezme sayısının etkisinin farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. AISI 8620'de minimum yüzey pürüzlülüğünün 2 ezme, maksimum yüzey sertliğinin 3 ezme, minimum yüzey daireselliğinin 1 ezme, minimum yüzey silindirikliğinin 1 ezme ile elde edilmiştir. KGDD'de minimum yüzey pürüzlülüğünün 3 ezme, maksimum yüzey sertliğinin 2 ezme, minimum yüzey daireselliğinin 1 ezme, minimum yüzey silindirikliğinin 1 ezme ile elde edilmiştir. AISI 304'de minimum yüzey pürüzlülüğünün 2 ezme, maksimum yüzey sertliğinin 2 ezme, minimum yüzey daireselliğinin 2 ezme, minimum yüzey silindirikliğinin 1 ezme ile elde edilmiştir. AISI 1050'de minimum yüzey pürüzlülüğünün 4 ezme, maksimum yüzey sertliğinin 2 ezme, minimum yüzey daireselliğinin 3 ezme, minimum yüzey silindirikliğinin 1 ezme ile elde edilmiştir. Gerçekleştirilen analiz çalışmaları ile yüzey özellikleri için matematiksel modeller elde edilmiştir.

Abstract:
With the developing technology, it has become mandatory to produce high quality workpieces in the machinery manufacturing industry. Various methods are used for this purpose. Especially in increasing the quality of only the radial edges of the workpieces, the processing methods cannot be fully controlled, and negative results can be obtained in parameters such as product quality and service life. The burnishing method is applied to surfaces with different geometries, and its effect machined surface quality has been demonstrated by various scientific studies. However, the most important unknown issue about this process is what will be the effect on the surface when the same surface is applied more than once. It is clear that the burnishing number parameter will also differ for each material. In the study, the samples of the same diameter and length, which were prepared from 4 different types of materials were applied two, three and four pass burnishing processes, starting with a single burnishing. As a result of surface roughness measurement, hardness measurement, circularity measurement, cylindricality measurement, residual stress measurement, microstructure and scanning electron microscope (SEM) examinations performed on machined parts, it was determined that the effect of the number of burnishing differs in each material. In AISI 8620, minimum surface roughness with 2 burnishing, maximum surface hardness with 3 burnishing, minimum surface circularity with 1 burnishing and minimum surface cylindricality was obtained with 1 burnishing. In spheroidal graphite cast iron, minimum surface roughness with 3 burnishing, maximum surface hardness with 2 burnishing, minimum surface circularity with 1 burnishing and minimum surface cylindricality was obtained with 1 burnishing. In AISI 304, minimum surface roughness with 2 burnishing, maximum surface hardness with 2 burnishing, minimum surface circularity with 2 burnishing and minimum surface cylindricality was obtained with 1 burnishing. In AISI 1050, minimum surface roughness with 4 burnishing, maximum surface hardness with 2 burnishing, minimum surface circularity with 3 burnishing and minimum surface cylindricality was obtained with 1 burnishing. With the analysis studies carried out, mathematical models for surface properties were obtained.