Kalıcı mıknatıslı kesici takımların talaşlı imalat performansına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of permanent magnet cutting tools on machining performance
Yazar: SEYİT KAPLAN
Danışman: PROF. DR. ERHAN ALTAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Kesici takımlar, mühendislik uygulama alanlarına bağlı olarak sayısız türleri bulunmakla 
beraber genellikle çok çeşitli metal kesme uygulamalarında kullanılırlar. İmalatçılar, 
kesici takımlarda yüksek kalite, uzun kullanım ömrü, en az seviyede çevresel zararla 
birlikte düşük maliyetle talaşlı imalatı gerçekleştirmek isterler.  
İşleme esnasında çeşitli sebeplerle kesici takımlarda aşınmalar meydana geldiğinden, 
takım kesicilik özelliğini kaybeder. Takım aşınması doğrudan işlenen parçanın kalitesini 
etkilediğinden dolayı, literatürde takım aşınmasının azaltılması konusunda birçok çalışma 
yer almaktadır. Bunlardan birçoğu kesme parametrelerinin optimizasyonunun 
yapılmasına yönelik çalışmalardır. 
Kesme parametrelerinin optimizasyonu dışında, literatürde yer alan ve takım ömrü 
üzerinde iyileştirici etkisi olduğu deneysel çalışmalarla ispatlanmış olan diğer bir yöntem 
ise, talaş kaldırma işlemi esnasında manyetik alan uygulanmasıdır. Talaşlı imalat işlemi 
sırasında kesme alanına manyetik alan uygulamak, takım ömrünü artırmanın ve bunun 
sonucu olarak de işletme maliyetlerini düşürmenin yollarından biridir. Bu nedenle bu 
konu birçok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Literatürde manyetik alan uygulanmasının 
iş parçası malzemesi özelliklerini değiştirdiği, takım yüzeyindeki mikro sertliği arttırdığı, 
ferromanyetik malzemelerin yüzeyinde yağlayıcı bir oksit tabakası oluşturduğunu 
belirten, çeşitli çalışmalar olduğu görülmüştür. Ancak kalıcı mıknatıslı takımın 
kullanıldığı herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu çalışmada, kalıcı mıknatıs 
özelliği kazandırılmış kesici takım kullanmanın, takım ömrü üzerindeki etkileri kapsamlı 
bir şekilde araştırılmıştır. Çalışma esnasında hem kalıcı mıknatıs yapılmış HSS kesici 
takımlar hem de herhangi bir manyetik alan uygulanmamış kesici takımlar ile torna ve 
freze tezgahlarında,51 m/dk kesme hızı, 0.1125 mm/dev ilerleme ve 1 mm kesme 
derinliği parametreleri kullanılarak deneyler yapılmıştır. Kalıcı mıknatıs özelliği 
kazandırılan takım kullanılarak yapılan kesme işlemlerinde, serbest yüzey aşınmasında 
ve kesme kuvvetinde önemli azalmalar olduğu gözlenmiş ve daha iyi yüzeyler elde 
edilmiştir. Bunun yanı sıra kalıcı mıknatıs özelliği kazandırılmış takım kullanılan kesme 
işlemlerinde daha yüksek sıcaklığın meydana geldiği de gözlemlenmiştir. Kalıcı mıknatıs 
özelliği kazandırılmış takımlar için yapılan maliyet analizinde bu yöntemin ekonomik 
açıdan da çok avantajlı olduğu ve bütün HSS takımlara kalıcı mıknatıs uygulanabileceği 
kanaatine varılmıştır.

Abstract:
While there are numerous types of cutting tools depending on the engineering application 
areas, they are generally used in a wide variety of metal cutting applications. 
Manufacturers desire from perform machining in cutting tools with high quality, long tool 
life, minimal environmental damage, and low cost. 
As the cutting tools wear out for various reasons during machining, the tool loses its 
cutting ability. Since tool wear directly affects the quality of the machined part, there are 
many studies on reducing tool wear in the literature. Many of these are studies for the 
optimization of cutting parameters. 
Apart from the optimization of cutting parameters, another method in the literature, which 
has been proven to have an improving effect on tool life, is the application of a magnetic 
field during the chip removal process. Applying a magnetic field to the cutting area during 
the machining process is one of the ways to increase tool life and, as a result, reduce 
machining costs. Therefore, this topic has attracted the attention of many researchers. In 
the literature, it has been seen that there are various studies stating that the application of 
magnetic field changes the workpiece material properties, increases the microhardness on 
the tool surface, and creates a lubricating oxide layer on the surface of ferromagnetic 
materials. However, no study was found using a permanent magnet cutting tool. In this 
study, the effects of using the permanent magnet cutting tools on tool life were 
investigated extensively. During the study, experiments were carried out using the 
parameters of 51 m/min cutting speed, 0.1125 mm/rev feed and 1 mm cutting depth on 
turning and milling machines with both permanent magnet made HSS cutting tools and 
cutting tools without any magnetic field applied. Significant reductions in flank wear and 
cutting force were observed in the cutting process using the permanent magnet tools, and 
better surfaces were obtained. In addition, it has been observed that higher temperatures 
occur in cutting processes using the permanent magnet tools. In the cost study for tools 
with permanent magnet feature, it was concluded that this method is very advantageous 
economically and can be applied to all HSS tools.