Değiştirilebilir uçlu matkapların (u-drill) farklı alüminyumalaşımlarında uygulanabilirliğinin deneysel araştırılması


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Aslan AKDULUM

Danışman: Yunus Kayır

Özet:

U matkaplar, değiştirilebilir uçlu kesici takımlardır. Delik delme takımları içerisinde U matkapların pazar payının %53 olduğu ifade edilmektedir. Buna karşın literatür çalışmaları incelendiğinde, U matkap özelliklerinin anlaşılmasında, yapılan çalışmaların yeterli düzeyde olmadığı görülmüştür. Yeteri kadar özelliği bilinmeyen takım ile yapılan uygulamalar ise zaman kaybettirmekte ve maliyeti artırmaktadır. Aynı nominal çapa sahip U matkaplar, özdeş kesici uç kullanmalarına rağmen farklı uzunluk/çap oranlarında üretilmektedirler. Bazılarında ise merkezi ucun bulunduğu talaş tahliye kanalına ekstra soğutucu deliği açılmaktadır. Bu çalışma ile farklı özellikteki U matkapların, alüminyum alaşımlarının delinmesine etkilerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Farklı U matkapların çıktı yanıtlarına (itme kuvveti, tork, iş mili yükü, yüzey pürüzlülüğü, sıcaklık, ses seviyesi, çaptan sapma, dairesellik ve silindiriklikten sapma, kesici uç ve talaş görüntüleri) olan etkilerini incelemek amacıyla CNC dik işleme merkezinde delik delme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneylerde AA 2024-T351, AA 6061-T651 ve AA 7075-T651 malzemeleri nominal çapı 20 mm olan U matkaplar ile ıslak ve kuru şartlarda olmak üzere 40 mm derinliğinde delinmiştir. Üç adet ilerleme miktarı (0,06-0,09-0,12 mm/dev), üç adet kesme hızı (200-250-300 m/dak) ve 4 farklı U matkap (3D-4D-4De-5D) kullanılmıştır. Çıktılar, normal ve ana etki grafikleri, normallik testleri, varyans ve regresyon analizleri ile incelenmiştir. Sonuç olarak çıktı yanıtları üzerinde U matkaplarda bulunan denge açısı, talaş açısı, helis açısı, uzunluk/çap oranı ve ekstra soğutucu deliğin önemli etkilere sebep olduğu tespit edilmiştir. Delme işleminde merkezi ve çevresel uçların farklı dinamik etkilere neden olduğu belirlenmiştir. Ekstra soğutucu deliğe sahip olan matkap 4De ile itme kuvveti en yüksek elde edilirken iş mili yükü, yüzey pürüzlülüğü, silindiriklikten sapma ve sıcaklık değerleri en düşük olarak meydana gelmiştir. AA 2024-T351 ve AA 7075-T651 malzemelerinin delinmesinde 4De kullanıldığında, çoğunlukla tırlamalar görülmüştür. Fakat tırlama, AA 6061-T651 malzemesi için gözlenmemiştir. AA 6061-T651 malzemesinin yüksek kesme hızı ve yüksek ilerleme miktarı değerlerinde dışarıdan soğutma veya kuru şartlarda delinmesinin uygun olmadığı değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler : AA 2024, AA 6061, AA 7075, U matkap, İşlenebilirlik