Talaş kaldırma sırasında oluşan sıcaklık ve termal yorulma faktörlerinin takım aşınma davranışlarına etkisi
The effects of cutting temprature and thermal fatique factors on tool wears in face milling operations
Yazar: ÜMİT YALÇIN
Danışman: DOÇ. DR. İHSAN KORKUT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Talaşlı Üretim Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Makine eğitimi = Mechanical education ; Makine mühendisliği = Mechanical engineering

Özet:
Günümüzde kesici takım malzeme teknolojisinin önemi, işlenmesi güç malzemelerin yüksek kesme ve ilerleme hızlarında işlenebilmesine imkân sağlayacak şekilde her geçen gün daha da artmaktadır. Ekonomiklik ve çevre kirliliği dikkate alınarak kesme şartlarının iyileştirilmesi ve kesici takım ömründen en fazla faydanın sağlanabilmesi çabaları konunun güncelliğini korumaktadır.Bu çalışma ile alın frezelemede kesme parametrelerine bağlı olarak, kesme bölgesinde oluşan sıcaklığın, takım aşınması ve termal yorulma çatlakları üzerindeki etkisinin tespit edilmesi hedeflenmiştir. Deneylerde kullanılan tezgah gücü sınırlayıcı bir faktör olsa da bazı parametrelerde azaltmaya gidilerek belirlenen kesme hızı (100, 110, 120, 130 m/min), ilerleme (0,05 ? 0,075 ? 0,1 mm/z), talaş derinliği (1,25 ? 2 mm) ve kuru/ıslak kesme ortamları için deneyler gerçekleştirilmiştir. Kesme kuvvetlerinin ölçümünde Kistler 9257B Kuvvet Ölçer kullanılmıştır. Ayrıca talaş kaldırma sırasında oluşan sıcaklıklar ve yüzey pürüzlülükleri ölçülmüş, kesicideki aşınma mekanizması incelenmiştir. Sıcaklık ölçümünde iş parçasına gömülmüş ısıl çift yöntemi kullanılmıştır. Deney sonuçlarından, artan kesme hızıyla birlikte sıcaklık değerlerinde de bir artış olduğu gözlenmiştir. İlerleme ve talaş derinliğine bağlı artan talaş kesitiyle sıcaklıklar da artmıştır. Kesici takımlar üzerinde tarama elektron mikroskobu yardımıyla yapılan incelemelerde, yanal yüzeylerdeki yanak aşınmalarına ilave olarak, talaş yüzeyinde tabaka kalkması, mekanik yorulma çatlakları, termal yorulma çatlakları, bazı noktalarda çentik aşınmaları ve plastik deformasyona rastlanmıştır.

Abstract:
The recent cutting tool technology improves the capability of machining of wide range materials with the high cutting speed and the feed rates. Improving the cutting conditions and to reach maximum tool life will be always up to date, since the cutting tool economy and environmental sensitivity has growing importance.In this thesis, the effects of cutting temperature on the thermal cracks and tool wears are evaluated in face milling operations according to cutting parameters. The experimental studies are carried out with the cutting parameters including, the cutting speeds (100, 110, 120, 130 m/min), the feed rates (0,05 ? 0,075 ? 0,1 mm/teeth), the cutting depths (1,25 ? 2 mm) and dry/wet coolant conditions. Kistler 9257B dynamometer is used for measuring the cutting forces. The cutting temperatures, the surface roughness measured and tool wears are investigated. During the chip removal thermocouple which are embedded in the workpiece is used to measure the cutting temperature. According to experimental results, the cutting temperatures are increased while cutting speeds are increasing. The temperature is also increased with the inclined metal removal rate that depends on the feed rate and the cutting depth. In addition to flank wear, some inspection has been carried out with scanning electron microscope for the tool deteriorations. It is concluded that thermal cracks, mechanical fracture on tool face, some chipping, flaking, flank wears and plastic deformations has been occurred.