Minimum miktarda yağlama sistemine katılan aşındırıcı toz miktarının kesme işlemine etkilerinin incelenmesi
Investigation the effect of abrasion powder amount in the minimum quantity lubrication system on the cutting process
Yazar: AHMET EMRE ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AY ; DR. AYHAN ETYEMEZ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alüminyum oksit = Aluminum oxide ; Isıl işlem = Heat treatment ; Metal işleme = Metal processing ; Metal kesme = Metal cutting ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Soğutucu akışkanlar = Refrigerants

Özet:
Talaşlı imalat operasyonlarında kesici takım ile iş parçası arasında yüksek sıcaklıklar oluşarak, kesme işlemine olumsuz yönde etki etmektedir. Ortamda oluşan ısının talaş ile birlikte kesme noktasından uzaklaştırılması gerekmektedir. Geleneksel soğutma yöntemlerinden farklı olarak Minimum Miktarda Yağlama (MMY) sisteminin kullanıldığı kesme işlemlerinde daha iyi sonuçlar ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada Minimum Miktarda Yağlama (MMY) sistemine katılan aşındırıcı toz miktarı ve kesme hızına bağlı olarak işlenmiş yüzeylerdeki yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetlerindeki değişimler incelenmiştir. Kesme hızı olarak (V:100, 120, 140 ve 160 m/dk) ve kesme yöntemi olarak (kuru, MMY, MMY+%1 Al_2 O_3, MMY+%2 Al_2 O_3, MMY+%4 Al_2 O_3 ve MMY+%6 Al_2 O_3) kesme parametreleri seçilmiştir. Deney malzemesi olarak yüksek sertliğe ulaşabilmek adına 59 HRC sertliğinde sertleştirilmiş 1,2379 soğuk iş takım çeliği seçilmiş olup, kesici uç olarak ise yüksek sertlikte tornalama işlemlerine dayanıklı olan CBN kesici uç seçilmiştir. Kesme sıvısına katılan aşındırıcı toz olarak Al_2 O_3  nanopartiküller kullanılmış, deney sonrasında yüzey kalitesindeki değişimleri görmek adına MAHR Perthometer M1 yüzey pürüzlülük ölçüm aleti kullanılmıştır. Deney sonuçları incelendiğinde en iyi ortalama yüzey pürüzlülüğüne, kesme hızının 160 m/dk ve hacimsel nano-akışkan konsantrasyonunun %4 olarak uygulandığı deneyde 0,888 μm ile ulaşılmıştır. Ortalama yüzey pürüzlülük değerinin en yüksek olduğu deney ise 100 m/dk kesme hızında kuru kesme işleminde ortaya çıkmıştır. Bileşke kesme kuvvetlerini incelediğimizde ise aşındırıcı toz miktarı değişiminin bileşke kesme kuvvetleri üzerine yüzey pürüzlülüğü kadar etkisinin olmadığı görülmüştür. Bu nedenle nano-akışkan katkılı MMY sistemi uygulamalarının soğutma etkisinden çok yağlama etkisi ile yüzey kalitesini iyileştirmek için uygulanması gerektiği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
High temperatures between the cutting tool and the work piece in the machining operations adversely affect the cutting process. The heat must be removed from the cutting point along with the chip. Better results are achieved when cutting processes using the Minimum Quantity Lubrication (MQL) system according to conventional cooling methods. In this study, changes in the surface roughness and cutting forces are investigated due to the concentration of Nano-fluid and cutting speed. Cutting speed (V 100, 120, 140 and 160 m/min) and cutting method (dry, MQL, MQL+%1 Al_2 O_3, MQL+%2 Al_2 O_3, MQL+%4 Al_2 O_3 ve MQL+%6 Al_2 O_3) cutting parameters selected. In order to achieve high hardness, hardened 1.2379 cold work tool steel was chosen which is 59 HRC and CBN insert was chosen for the resistant to high hardness. Al_2 O_3  nanoparticles were used as abrasive powder and MAHR Perthometer M1 was used for the measuring of surface roughness. When the results were examined, the best average surface roughness was reached with a rate of 160 m/min and volumetric Nano-fluid concentration is %4. The average surface roughness value was worst in the dry cutting process at a cutting speed of 100 m/min. When we examined the cutting forces, it was seen that the effect of abrasive powder change on the cutting forces was not as effective as the surface roughness. Therefore, it was found that Nano-fluid doped MQL system applications should be applied to improve the surface quality with the effect of lubrication rather than the cooling effect.