Tornalamada kuvvet ölçümlerine dayalı gerçek zamanlı takım aşınmasının izlenmesi
Real time tool wear monitoring based on force measurements in turning
Yazar: MUSTAFA TANSU BIYIK
Danışman: DOÇ.DR. SÜLEYMAN YALDIZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Talaşlı Üretim Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
ÖZET Yüksek Lisans Tezi TORNALAMADA KUVVET ÖLÇÜMLERİNE DAYALI GERÇEK ZAMANLI TAKIM AŞINMASININ İZLENMESİ Mustafa Tansu BIYIK Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Talaşlı Üretim Eğitimi Programı Danışman : Doç.Dr.Süleyman YALDIZ 2004, 74 Sayfa Jüri : Doç.Dr.Süleyman YALDIZ Doç.Dr.Faruk ÜNSAÇAR Yrd.Doç.Dr.Hacı SAĞLAM Malzemelerden talaş kaldırma işlemi sırasında kesici takıma gelen kesme kuvvetlerinin, takım aşınması ve tezgah motorunun çektiği akım üzerinde büyük bir etkisi olduğu bilinmekte ve bu kuvvetlerin ölçülebilmesi için sürekli olarak farklı metotlarla çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada; talaş kaldırma teorisi, uzama ölçer teknolojisi, kesici takımlarda meydana gelen aşınmalar ve dinamometre imalatı için gereken kriterlerle ilgili literatür araştırması yapılmış ve tornalama esnasında meydana gelen üç eksendeki dinamik ve statik kesme kuvvetlerini ölçebilecek, uzama ölçer (Strain Gage) esaslı dinamometre tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan ve üretimi yapılan bu dinamometre 5N - 3500N'luk kesme kuvvetlerini ölçebilecek kapasitededir. Kullanılan sekizgen halkaların yerleşimi ve uzama ölçerlerin yerleri; duyarlılığı maksimum, çapraz duyarlılığı minimum yapacak şekilde tasarlanmıştır. Geliştirilen dinamometre data toplama sistemine bağlanmıştır. MS-Windows tabanlı bir bilgisayar üzerinde bulunan donanım ve yazılım bileşenlerinden oluşan veri toplama sistemi ile kesme kuvvet sinyalleri alınmış, analog olan bu sinyaller sayısal sinyallere dönüştürülerek işlenmiştir. Ayrıca motorun çektiği akımı ölçmek üzere dalga kontrol akım ölçüm modülü kullanılmıştır. Deneyler esnasında meydana gelen serbest yüzey11 ve uç aşınmaları ölçülmüştür, aşınma ile kesme kuvvetlerinin değişimi analiz edilmiştir. i Farklı kesme parametreleri ile yapılan deneylerde elde edilen sonuçlar bu dinamometrenin kesme kuvvetlerinin ölçümünde güvenli bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Dinamometre tornalama işlemleri için üretilmesine rağmen tüm talaş kaldırma işlemlerinde oluşabilecek kesme kuvvetlerinin ölçümünde kullanılabilir Anahtar kelimeler Dinamometre, Strain Gage, Kesme Kuvveti, Takım Aşınması, Akım

Abstract:
Ill ABSTRACT MSc Thesis REAL TIME TOOL WEAR MONITORING BASED ON FORCE MEASUREMENTS IN TURNING Mustafa Tansu BIYIK Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Mechanical Education Department * Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Süleyman YALDIZ 2004, 74 Page Juri: Assoc. Prof. Dr. Süleyman YALDIZ Assoc. Prof. Dr. Faruk ÜNSAÇAR Assist. Assoc. Prof. Dr. Hacı SA?LAM It is known that the cutting forces on cutting tool during machining have a direct influence on tool wear and current spent by machine tools. Measuring these cutting forces accurately has been continuously under investigation. In this study, prior to chip remove theory strain gauge technology, types of tool wear and related to criteria required for manufacturing dynamometer has been investigated and a three component turning dynamometer that can measure static and dynamic cutting forces by using strain gauge and piezo-electric accelerometer respectively has been designed and developed. The dynamometer is capable of 5N- 3500N. The orientation of octagonal rings and strain gauge locations has been determined to maximize sensitivity and to minimize cross-sensitivity. The developed dynamometer is connected to a data acquisition system. Cutting force signals were captured and converted into digital form and processed using a data acquisition system consisting of necessary hardware and software running on MS-Windows based personal computer. Also, in order to measure current a wave control current measurement module was used. During metal cutting, flank wear and nose wear ofIV cutting tool were measured and it was analysed changing of cutting torcer with tool wear. The obtained results of machining tests performed at different cutting parameters showed that the dynamometer can be used to measure cutting forces reliably. Although the dynamometer was developed primarily for turning operations, it can also be used to measure cutting forces during nearly all machining operations Keywords: Dynamometer, Strain gauge, Cutting force, Tool wear, Current