Lamine kompozitlerle istiflenmiş metal malzemelerin delinebilirliğinin araştırılması
Investigation of drillability of metal materials stacked with lamine composites
Yazar: NAFİZ YAŞAR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA GÜNAY
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK)/Ti6Al4V istifli malzemelerin delinmesinde oluşan itme kuvveti, moment, delaminasyon, yüzey pürüzlülüğü, delik kalitesi ve kesici takım ömrünün delme parametreleri ile ilişkileri analiz edilmiştir. Üç farklı matkap kalitesi (kaplamasız WC, TiAlN ve elmas kaplamalı WC) ile matkap uç açısı, ilerleme miktarı ve kesme hızının farklı değerleri kullanılarak delme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda, KFTK ve Ti6Al4V alaşım malzemelerinin her biri için L27 deney tasarımına göre yapılan ön deneyler sonucunda itme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü, delaminasyon faktörü ve moment değerleri tespit edilmiştir. Bu deneyler sonucunda, her iki deney malzemesi için en düşük itme kuvveti (Fz) kaplamasız WC ile ölçülürken, en yüksek Fz değeri ise TiAlN kaplamalı matkap ile elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara gri ilişki analizi uygulanarak KFTK/Ti6Al4V istifli malzemelerin delinmesinde kesici takım performans deneylerinde kullanılacak parametrelerin optimum değerleri belirlenmiştir. Optimum kesme parametreleri, her bir kesici takım kalitesi ve iş parçası malzemesi için en düşük kesme hızı ve ilerleme miktarı olarak bulunmuştur. Son olarak, optimum delme parametrelerine göre KFTK/Ti6Al4V istifli malzemenin delinmesinde kesici takım performanslarını belirlemek amacıyla takım ömrü deneyleri yapılmıştır. İstifli malzemelerin delinmesinde KFTK için en düşük delaminasyon faktörü ve yüzey pürüzlülüğü elmas kaplamalı WC takımla elde edilirken, Ti6Al4V için en düşük yüzey pürüzlülüğü ve itme kuvveti kaplamasız WC takım ile ölçülmüştür.

Abstract:
In this study, the relationship between drilling parameters and delamination, surface roughness, hole quality, cutting tool life, thrust force and moment generated in drilling of carbon fiber reinforced composite (CFRP) / Ti6Al4V stacked materials were analyzed. Drilling experiments were carried out using three different drill qualities (uncoated WC, TiAlN and diamond coated WC) using different values of drill point angle, feed rate and cutting speed. In this context, thrust force, surface roughness, delamination factor and moment values were determined for each of CFRP and Ti6Al4V alloy materials as a result of the preliminary tests made according to the L27 test design. As a result of these experiments, the lowest thrust force (Fz) for both test materials was measured by uncoated WC, while the highest Fz value was obtained by TiAlN coated drill. Gray correlation analysis was applied to the obtained results and optimum values of the parameters used in cutting tool performance tests were determined in drilling of CFRP / Ti6Al4V stacked materials. Optimum cutting parameters were found as the lowest cutting speed and feed rate for each cutting tool quality and workpiece material. Finally, tool life tests were carried out to determine the cutting tool performance in drilling of CFRP / Ti6Al4V stacking material according to optimum drilling parameters. The lowest surface roughness and thrust force for Ti6Al4V was measured with uncoated WC tool, while the lowest delamination factor and surface roughness for CFRP were obtained with diamond coated WC tool in drilling of the stacked materials.