Uzun namlulu taktik savunma silahlarının metal el kundağının kompozit malzemeden ikame üretimi için talaşlı işleme koşullarının optimizasyonu
Optimization of machining conditions  long-barreled tactical defense weapons  metal handguard for the production of composite materials
Yazar: İBRAHİM YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. EYÜP SABRİ TOPAL
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Uzun namlulu piyade tüfekleri bir askerin operasyonel sahada en aktif kullandığı ekipmanıdır. Taşıma kolaylığı açısından hafif olması istenen bir ekipmandır. El kundakları da silahın ağırlık olarak önemli bir parçasıdır. Bu parçanın metal malzeme yerine elyaf takviyeli kompozit malzemeden üretilmesi parça ağırlığının ciddi biçimde azalmasını, ayrıca namlu etrafında oluşan ısının metal malzemeye göre kullanıcıya daha az iletimini sağlayacaktır. 
Çalışmada genel kullanıma uygun geometrili bir elkundağı modeli tasarlanmış, bu tasarıma göre kompozit malzeme üretim yöntemlerinden faydalanılarak yarı mamul malzeme üretilmiştir. Ayrıca işleme koşullarının optimizasyonunu yapmak amacı ile numune plakalar hazırlanarak karbon ve cam elyaf takviyeli malzemelerin frezelenmesi ile ilgili deneysel planlama yapılmıştır. 
Optimizasyon işleminde varyans analizi yöntemi kullanılmış deney parametreleri olarak iş mili devir sayısı ve ilerleme değeri nihai hedef olan ürünün yüzey pürüzlülüğü açısından optimize edilmiştir. Deneysel çalışmada kompozit malzeme işleme için geliştirilmiş 6mm çapında iki ağızlı 15° helis açılı Titanyum Nitrür (TiN)  kaplamalı karbür parmak freze kullanılmıştır. Kesme parametreleri olarak farklı devir sayısı ve ilerleme değerleri belirlenmiştir. Bu değerlere göre numunelere tek pasoda alın ve yanal frezeleme işlemi uygulanmıştır. İşlenen yüzeyler yüzey pürüzlülüğü ölçüm cihazı ile ölçülmüştür. Elde edilen veriler istatistiksel yöntemler ile değerlendirlerek optimize edilmiş optimizasyon için varyans analizi metodu kullanılmış, alın ve yanal işleme için optimum devir sayısı ve ilerleme değerleri belirlenmiştir.
Optimizasyon sonuçlarına göre en uygun işleme koşulları karbon fiber takviyeli ve cam fiber takviyeli kompozitler için yüksek devir ve düşük ilerleme olarak belirlenmiştir.  En iyi yüzey pürüzlülüğü sonucunun karbon elyaf takviyeli kompozit malzemede s=12000 dev/dak devir ve f=100 mm/dak ilerleme değeri, cam elyaf takviyeli malzemede s=9500 dev/dak devir ve f=500 mm/dak ilerleme değeri ile elde edildiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
Long-barreled infantry rifles are the most active operational equipment of a soldier in the operational field. It is a lightweight equipment for ease of transportation. Handguards are also an important part of the weapon weight. The production of this part from the fiber-reinforced composite material instead of the metal material will significantly reduce the weight of the component, and will also allow the user to transmit less heat around the barrel than the metal material.
In this study, a handguard model with suitable geometry for general use is designed and semi-finished material is produced by using composite material production methods according to this design. In addition, in order to optimize the machining conditions, sample plates were prepared and experimental planning was done for milling carbon and glass fiber reinforced materials.
In the optimization process, analysis of variance are used, speed and feed are determined as input parameters. The output parameter was determined as surface roughness. In the experimental study, 15º helix TiN coated carbide end mills with two rims of 6 mm diameter were used for composite material machining. Different speed and feed are determined as cutting parameters. According to these values, samples were taken to a single pass face and lateral milling was performed. The treated surfaces were measured by surface roughness measurement device. The obtained data was optimized by statistical methods and the optimum speed and progress values were determined for face and lateral milling.
According to the optimization results, the most suitable machining conditions  for carbon fiber reinforced and glass fiber reinforced composites are high speed and low feed. The best results for carbon reinforced composites were obtained with s = 12000 rpm and f = 100 mm / min, for glass reinforced composites were obtained with s = 9500 rpm and f = 500 mm / min.