Elektro erozyon ile tornalamada boyut ve yüzey tamlığının incelenmesi ve işleme parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of machining parameters and investigation of dimensional and surface finish in electrical discharge turning
Yazar: GÖRKEM CAN PALABIYIK
Danışman: DOÇ. DR. HACI BEKİR ÖZERKAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Elektro erozyon ile işleme (EEİ) yöntemi günümüz endüstrisinde yaygın olarak kullanılan alışılmamış imalat yöntemlerinden birisidir. Geleneksel yöntemlerle işlenmesi zor olan takım çelikleri, alaşım çelikleri ve titanyum gibi malzemelerin mekanik özelliklerine bakılmaksızın işlenmesinde elektro erozyon yöntemi yaygın olarak kullanılır. Elektro termal bir proses olan elektro erozyon ile işleme yönteminin avantajları olduğu kadar dezavantajları da bulunmaktadır. Sahip olduğu olumsuz yönleri azaltmak için geleneksel üretim yöntemlerinden olan tornalama ile birleştirilerek elektro erozyon ile tornalama yöntemi keşfedilmiştir. Bu çalışmada geliştirilen hibrit yöntem yardımıyla bakır elektrot ve 12 mm çapında silindirik AISI 4140 malzemesi kullanılarak optimizasyon çalışması yapılmıştır. Ful faktöriyel olarak tasarlanan deney tasarımında işleme parametreleri olarak dielektrik ortam, işleme derinliği, boşalım akımı ve iş parçası dönme devir hızının yüzey tamlığı, yüzey pürüzlülüğü, iş parçası işleme hızı (İİH) ve elektrot aşınma hızı (EAH) gibi performans çıktıları üzerinde çalışma gerçekleştirilmiştir. Ark süresi, ark aralığı ve yıkama basıncı gibi parametreler tüm deneylerde sabit bırakılmıştır. Çalışma kapsamında boşalım akımının artması yüzey pürüzlülüğünü, iş parçası işleme hızını ve elektrot aşınma hızını arttırmıştır. İş parçası dönme devir hızının artması ise boşalım akımına benzer şekilde yüzey pürüzlülüğünü, iş parçası işleme hızını (İİH) ve elektrot aşınma hızını (EAH) arttırmıştır. Performans çıktıları üzerinde boşalım akımının etki oranı iş parçası dönme devir hızına göre fazla olduğu belirlenmiştir. Dielektrik ortam ve işleme derinliği parametreleri ise performans çıktılarına önemli etkide bulunmamıştır. Yüzey tamlığı sağlanamayan deneylerde işleme parametrelerine göre elde edilen denklemler sayesinde regresyon analizi yapılarak yüzey tamlığının elde edilmesi amaçlanmıştır

Abstract:
Electrical discharge machining (EDM) is one of the non-traditional manufacturing methods widely used in today's industry. The EDM method is generally used for machining materials such as tool steels, alloy steels, and titanium, which are difficult to process with traditional methods, regardless of their mechanical properties. EDM method, which is an electro-thermal process, has both advantages and disadvantages. To reduce its negative aspects, the EDM with turning method has been discovered by combining it with traditional manufacturing methods such as turning. In this study, an optimization study was conducted using copper electrodes and 12 mm diameter cylinrical AISI 4140 material with the help of the developed hybrid method. In the experimental design, which was designed as full factorial, processing parameters such as dielectric medium, machining depth, discharge current, and workpiece rotation speed were studied on performance outputs such as surface integrity, surface roughness, material removal rate, and electrode wear rate. Parameters such as pulse on time, pulse off time, and flushing pressure were kept constant in all experiments. Increasing the discharge current in the scope of the study increased the surface roughness, material removal rate, and electrode wear rate. An increase in the workpiece rotation speed also increased the surface roughness, workpiece processing speed, and electrode wear rate, similar to the discharge current. It was determined that the effect ratio of the discharge current on the performance outputs was higher than the workpiece rotation speed. Parameters such as dielectric medium and machining depth did not have a significant effect on the performance outputs. In experiments where surface integrity could not be achieved, regression analysis was aimed to be performed to obtain surface integrity equations based on machining parameters.