Dönen takma uçlu kesici takımlarla talaşlı şekillendirmede işlem parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin incelenmesi
Analysis of surface roughness effect of cutting parameters when machinning with self propelled rotary tool
Yazar: AHMET ARITAŞI
Danışman: PROF. DR. ERHAN ALTAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Klasik talaş kaldırma işlemlerinde, özellikle sertleştirilmiş çeliklerin tornalanmasında ve kesilmesi zor malzeme olan titanyum ve nikel alaşımlarının işlenmesinde iş parçası, takım ve çıkan talaşın karşılıklı etkileşimlerinden oluşan mekanik enerji ısı enerjisine dönüştürülür. Bu, takımın sıcaklığının artmasına ve takımın aşınmasına neden olur. Bu aşınma, hem takımın ömrüne hem de işlenmiş yüzeyin finiş kalitesine olumsuz etki eder.Takımdaki bu sıcaklık artışını azaltmak için birçok yöntem arayışlarına gidilmiştir. Kesme sıvıları günümüzde bu ısı transferini gerçekleştirmek için kullanılır. Bir başka yöntem ise, takımdaki aşınmaların azalması, takım ömrünün artması talaş kaldırma esnasında talaş ile takımın temas bölgesindeki kesici ağzın devamlı değişmesi ile kenarın doğal soğumasının sağlanması bir çözüm olarak düşünülmüş böylece, sürekli kesme için temas bölgesi devamlı değişen sınırsız kesme boyu veren kendi ekseni etrafında dönen takma uçlu plaketler veya dairesel profilli dönen kesici takımlar kullanılmaya başlanmıştır. Bu takım aşınmasının kesme takımının tamamına düzgün bir şekilde yayılmasını sağlamıştır.Bu çalışmada, önce genel tornalama ve frezeleme için kesici takım malzeme ve özellikleri hakkında bilgi verilmiş, sonra dönen takma uçlu kesici takımların genel özellikleri, uygulama şekilleri ile ilgili bir literatür araştırması yapılmış, dönen takma uçlu kesici takımların (rotary tool) işleme kalitesine etkisinin araştırılması kapsamında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerini araştıran geçmiş çalışmalar incelenmiştir. Son bölümde, Goodway marka CNC torna tezgahının taretine uygun, önceden Yıldız Teknik Üniversitesi'nde yaptırılan dönen takma uçlu kesici takıma 00 talaş açısına sahip 200, 300 ve 450 eğim açısında ve -50 talaş açısına sahip 200, 300 ve 450 eğim açısında özel tutucu aparatları tasarlanıp imal edilmiştir. Bu tutucu aparatına monteli dönen takma uçlu kesici takım kullanılarak örnek bir parça tornalama ile işlenmiş ve talaş açısı, eğim açısı, ilerleme hızı, kesme hızı gibi kesme parametreleri değiştirilerek işlenmiş yüzeyin pürüzlülük analizleri yapılmıştır. Talaş açısı için 00 ve -50; eğim açısı için 200, 300 ve 450; ilerleme hızı için 0.1, 0.2, 0.4 mm/dev ve kesme hızı için de 60 ve 120 m/dak'lık değerler seçilmiş ve 36 farklı değişkenle çalışma yapılmıştır. Kesme derinliği sabit 0,25 mm'dir.Araştırmalar göstermiştir ki yüzey pürüzlülüğüne etki eden en önemli faktörler takımın eğim açısı ve takım talaş açısıdır. Bu açıların belirli değer aralıklarında olmasının yanında, 00 talaş açısı için takımın eğim açısındaki artış genel olarak yüzey pürüzlülüğünü azaltır. Ayrıca, kesme hızı ve ilerleme hızı yüzey pürüzlülüğü üzerinde genelde konvansiyonel işlemelerdeki gibi davranışı vardır. Bu çalışma için en iyi yüzey pürüzlülüğü 00 talaş açısı, 450 eğim açısında, 0,1 mm/dev ilerleme hızında ve 120 m/dak kesme hızında sağlanmıştır. Ayrıca 00 talaş açısında eğim açısının deneydeki en yüksek değeri olan 450'de ilerleme hızının artmasına bağlı olarak yüzey pürüzlülüğünün azaldığı görülmüştür. Bununla birlikte, deneyler göstermiştir ki, kesme kenarının dairesel olması sebebiyle yüzey kalitesinin artması için sistem montajının yeterli rijitte olması gerekmektedir.Anahtar Kelimeler: Dönen takma uçlu takımlar, yüzey pürüzlülüğü, kendinden tahrikli dönen takma uçlu takımlar.

Abstract:
In classic removal chip formassion proses, especially turning of hardened steel and difficult to cut metarial as alloys of titanium and nikels which generate mechanic energy by influence with reaction workpiece, cutting tool and chip formassion transforms heat energy. This tends to increase the tool temparature and subsequent tool wear which are not desirable because they negatively impact the accuracy of the machined surface and tool life.There are many approaches to minimize the impact of heat generation on tool life. In this days, cutting fluid is used to realize heat transforms. Another approach is to remove the heat generated through a cooling cycle as in interrupted cutting. The idea is to either translate a wide tool to the side as it moves forward relative to the workpiece, which allows for dissipation of heat throughout the body of the tool or to use a cutting edge in the form of a disk that rotates about its principal axisrotary tool provides a rest period for the cutting edge, thus enabling the edge to be cooled and a continuously fresh portion of the edge to be engaged with the workpiece.At this study, firstly gives acknowlegment about cutting tools properties and matterial for turning and milling, then researches literatures about rotary tools, general properties and applications, preceding studies which deal with inspection of cutting parameters effect for surface roughness. Finally, some specially holder aparats which have 100, 300 and 450 inclination angles with 00 and -50 rake angles were designed and manufactued special for Goodway CNC turning tools turret for appropriate cutting. Using existent rotary tool which had been manufactued in Yıldız Teknik University before with this holder aparats, a sample turning part was machined and analize the surface rougness of this turning part changing the cutting parameters as rake angle, inclination angle, cutting speed and feed rate. For rake angle 00 and -50; for inclination angle 200, 300 and 450; for cutting speed 60 and 120 m/min and for feed rate 0.1, 0.2, 0.4 mm/rev was selected and with 36 different parameteres was performed for this study. Cutting dept was constant with 0,25 mm.All studies show that the important factor for effect of surface roughness in rotary tool is inclination angle. This angle must have some angle limit for design and appropirate cutting but generally an increase for the angle get better surface finish. Effect of cutting speed and feed rate traditionally the same with convansiyonel cutting. The best surface quality in this study was obtained with rake angle 00, inclination angle 450, 0,1 mm/rev feed rate and 120 m/min cutting speed. At highest inclination angle value with 00 rake angle for this study (450), an increase for feed rate decreases the surface roughness. Besides, this experiment shows that get the better surface quality when machining with rotary tools because of its cutting edge is circular, system configuration must be adequate rigity.Key words: Rotary tools, surface roughness, self propelled rotary tool