Küresel uçlu parmak freze ile işlemede işleme yönü ve kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisi
The effect of machining directions and cutting parameters to surface roughness when machining with a ball end mill
Yazar: SELAMET ÇEVİK
Danışman: PROF. DR. MAHMUT GÜLESİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Bu çalışmada AISI P20 (DIN 1.2311) plastik kalıp çeliğinin küresel uçlu parmak freze ile işlenmesinde farklı işleme yönü ve kesme parametreleri sonucunda oluşan yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri incelenmiştir. Çalışmada 6 mm çapında kaplamasız karbür ve TiN kaplamalı karbür küresel uçlu parmak frezeler kullanılmıştır. Deneylerde kesme parametrelerinden üç farklı kesme hızı (70, 90, 110 m/dak), üç farklı ilerleme (0,02; 0,04; 0,06 mm/diş) ve tek kesme derinliği (0,2 mm) olmak üzere 36 adet deney yapılmıştır. Yapılan deneyler neticesinde kaplama malzemesinin, işleme yönünün ve kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Deney numuneleri üzerinde haddelemeden kaynaklanan yüzey bozulmalarını gidermek amacıyla numuneler üzerinden bir miktar talaş kaldırılıp deneye hazır hale getirilmiştir. Deneyler CNC dik işleme merkezinde yapılıp, kesme kuvvetleri ölçümü için Kistler 9257A tipi dinamometre kullanılmıştır. Deney numunelerinde oluşan yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için Mahr-Perthometer M1 tipi yüzey pürüzlük ölçme cihazı kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar grafiklere dökülerek kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü ve işleme yönü (zig-zag ve spiral) ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde en düşük kesme kuvveti kaplamasız karbür takım ile spiral takım yolunda ölçülmüştür ancak zig-zag takım yolunda da yakın değerler oluştuğu görülmüştür. Deneyleri yüzey pürüzlülüğü açısından değerlendirmek gerekirse, en düşük yüzey pürüzlülüğü TiN kaplamalı takım ile zig-zag takım yolunda ölçülmüştür.

Abstract:
In this study, the cutting forces and surface roughness obtained when machining of AISI P20 (DIN 1.2311) plastic mold stell with different machining directions and cutting parameters using a ball end mill have been investigated. In the experiments, 6 mm diameter uncoated carbide ball end mills  and TiN coated carbide ball end mills were used. In the  study 36 experiments were planned to conduct using three different cutting speeds (70, 90, 110 m/min), three different feed rates (0,02; 0,04; 0,06 mm/tooth) and single cutting depth (0,2 mm) as the cutting parameters of the experiments. As a result of the experiments the effects of the coating material, machining direction and cutting parameters on surface roughness were analyzed. In order to eliminate surface distortions because of the rolling process, the test samples were prepared for the experiments after removing some material from the surface. The experiments were conducted on a CNC vertical machining center and a Kistler  9257A dynamometer were used to measure cutting forces. A Mahr Perthometer surface roughness measuring instrument with M1 tracer pin were used to measure the surface roughness of the samples. Cutting forces, surface roughness and machining directions (zig-zag and spiral) were evaluated separately by preparing graphics of the experimental studies. At the end of the experiments, the lowest cutting force was measured with uncoated carbide ball end mills and spiral tool path, however it was observed that close values were obtained with the zig-zag tool path too. The lowest surface roughness was measured with TiN coated carbide tool and zig-zag tool path  when the experiments were evaluated in terms of surface roughness.