Azdırma freze çakılarında kesme kuvvetlerinin ve takım aşınmasının incelenmesi
Investigation of cuttting forces and tool wear on hobs
Yazar: ALAATTİN KAÇAL
Danışman: PROF. DR. MAHMUT GÜLESİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Teknik Eğitim Bölümü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Dişliler = Gears ; Kesme kuvveti = Cutting force ; Takım aşınması = Tool wear ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Günümüzde dişli çark açma için bir çok yöntem kullanılmakla birlikte, azdırma usulü en çok kullanılan yöntem olarak göze çarpmaktadır. Bu çalışmada; azdırma yönteminin gerçek imalat şartlarında azdırma freze çakılarında oluşan kesme kuvvetlerinin, takım aşınmaları ve aşınma mekanizmalarının, dişli çark dişlerinin yüzey pürüzlülüklerinin kesme parametreleri ile olan ilişkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. İşleme deneylerinde TiN kaplanmış ve kaplamasız HSS azdırma çakılar kullanılarak, SAE 8620 malzemeden dişli çarklar işlenmiştir. Kesme kuvvetlerini ölçebilmek için KISTLER 9272A dört bileşenli (Fx, Fy, Fz, Mz) dinamometreyi de içeren bir deney seti tasarlanmış ve imal edilmiştir. Ayrıca, MINITAB R14 yazılımı kullanılarak deney sonuçlarının ANOVA (varyans analizi) testleri yapılmıştır.Deney sonuçlarına göre; tasarlanan ve üretilen deney setiyle kesme kuvvetlerinin ölçülebildiği belirlenmiştir. Fz esas kesme kuvvetinin kesme parametrelerindeki değişimlere karşı daha duyarlı olduğu görülmüştür. Kaplamalı azdırmalar kesme kuvvetlerinde % 59 oranında azalma sağlamıştır. Yanak aşınması üzerinde en etkili parametre kaplama olmuştur. Takım aşınmasında etkili olan aşınma mekanizmasının birkaç mekanizmanın birleşimi (adhesiv + difüzyon + termal ve/veya mekanik yorulmalar + az miktarda abrasiv) şeklinde ortaya çıktığı görülmüştür. En iyi ortalama pürüzlülük değeri kesme hızının en fazla ilerlemenin en düşük olduğu kesme şartlarında elde edilmiştir. Gerçek işleme şartlarında yapılan bu çalışmada elde edilen sonuçlar azdırma işleminin anlaşılmasında ve azdırma çakı ile dişli çark arasındaki ilişkinin değerlendirilmesinde önemli katkılar sağlamıştır.

Abstract:
Although there are a lot of methods for making gears, hobbing is the most common method. In this study, investigation of relations of cutting parameters with cutting forces, tool wear and wear mechanism, surface roughness of gear teeth occurred on hobs at real manufacturing conditions of hobbing has been aimed. Gear samples made from SAE 8620 were machined by using TiN coated and uncoated hobs, in machining tests. For the measurement of cutting forces, an experimental setup which consists of KISTLER 9272A dynamometer with four components (Fx, Fy, Fz, Mz) and equipments was designed and manufactured. Additionally, ANOVA (Analysis of variance) tests of experimental results were carried out using MINITAB R14 software.According to experimental results; it was determined that cutting forces could be measured using the experimental setup designed and made. Main cutting force of Fz was more sensitive to variation of cutting parameters. The coated hobs provided ratio of 59 % decrease on cutting forces. The coating is the most effective parameter on flank wear. Effective wear mechanism on tool wear is the form of combination of several mechanisms (adhesive + diffusion + thermal and/or mechanical fatigue + a little abrasive). The lowest value of mean roughness was obtained at high cutting speed and low feed rate. The results obtained in this study that were performed in real manufacturing conditions provided important benefits to understanding of hobbing operation and evaluate the relations between hob and gear.