Bitkisel esaslı kesme sıvılarının frezelemedeki performansının araştırılması
Investigation of vegetable-based cutting fluids performance in milling
Yazar: MURAT DAL
Danışman: DOÇ. DR. BABÜR ÖZÇELİK
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Frezeleme, talaşlı imalatta en sık kullanılan yöntemlerden birisidir. CNC teknolojisinin gelişmesiyle bu yaygınlık daha da artmaktadır. Önceleri frezeleme ile sadece yüzey silme, kanal açma gibi basit işlemler yapılırken, işlenen malzeme türleri de bu oranda kısıtlı idi. Ancak teknolojinin gelişmesi ile her geçen gün yeni malzeme türlerinin imalatta kullanılmaya başlanması bazı ihtiyaçları da beraberinde getirmiştir. Bunlar takım-malzeme çiftinin uyumlu çalışması, yüksek kesme hızları ve ilerlemeler, üretim sürecinin kısıtlılığı ve üretimin kalitesidir. Bu gereksinimleri karşılamak için çok çeşitli çalışmalar yapılmıştır.Bu tezde, geliştirilen bitkisel esaslı kesme sıvılarının frezelemedeki performansının araştırılması için deneyler yapılmıştır. Deneyde düzlem yüzeyin aynı yönlü kesme yöntemi ile son paso işlemesi yapılarak kesme kuvvetlerinin, takım aşınmasının ve yüzey pürüzlülüğünün ölçülmesi yapılmıştır. Kesme hızının, ilerlemenin, kesme derinliğinin, kesme sıvısı tipinin etkileri araştırılmıştır. Deneylerde iş parçası malzemesi olarak AISI 316 paslanmaz çelik kullanılmıştır. Kesici takım olarak 16 mm çapında 2 ağızlı değiştirilebilir uçlu düz freze çakısı kullanılmıştır. Kesme sıvısı olarak 6 farklı tip sıvı kullanılmıştır. Frezeleme esnasında kesme kuvvetleri Kistler 9257B dinamometre ile ölçülmüştür. Kuvvet datası DAQ kartı ve Dynoware kullanıcı ara yüzü yardımıyla elde edilmiş ve bilgisayara kaydedilmiştir. Deneysel data Minitab yazılımı yardımıyla işlenmiştir. Frezelenen parçanın yüzey pürüzlülüğü Mitutoyo Surftest SJ 301 ile ölçülmüştür. Her durumda yüzey pürüzlülüğü için üç ölçüm alınmıştır ve analiz için ortalama değer kullanılmıştır. Kesme parametrelerinin kurulumu Taguchi deneysel tasarım metodu kullanılarak belirlenmiştir. Kesme parametrelerinin etkisini analiz etmek için ortogonal dizin, sinyal/gürültü (S/N) oranı ve varyans analizi (ANOVA) yapılmıştır. Taguchi deneylerinin dışında sabit devir sayısı deneyleri de yapılmıştır.

Abstract:
Milling is one of the most important metal cutting processes that has been widely used in the manufacturing area. This usage has been encreasing by the developing CNC Technologies. Primarly, milling was only used simple operations that plain and slot milling so cutting material types were constraint in this ratio. While the developing Technologies, materials that used in the manufacturing area are incresing. So that some needs are nesseccary. The needs are tool and material relation, higher cutting speed and feed, production cycle time limitation and product quality. In this frame experimental studies has been doing and especially developing cutting fluids and tool coating Technologies area.In this thesis, the effects of vegetable based cutting fluids and cutting parameters on milling forces, tool wear and surface roughness in the conventional milling were experimentally investigated. The effects of cutting speed, feed rate, cutting depth, cutting-fluid type were investigated. In the experiments, AISI 316 stainless steel was used as workpiece material. 16 mm diameter with two indexible inserts tool was used as cutting tool. Six types of cutting fluids were used. The milling forces were measured with a Kistler 9257B dynamometer. Force data was saved on a personal computer, acquired via a DAQ Card and Dynoware user interface. The experimental data was processed with the aid of Minitab software. The surface roughnesses of the part were measured with a Mitutoyo Surftest SJ 301. Three measurements were taken for the surface roughness in each case and the average value was used for analysis. The settings of milling parameters were determined by using the Taguchi experimental design method. An orthogonal array, the signal-to-noise (S/N) ratio, and the analysis of variance (ANOVA) were employed to analyze the effect of milling parameters. Besides Taguchi experimental design method, constant spindle speed experiments were conducted.