Matkap yarık talaş açısının (gashing rake angle) farklı malzemelerin işlenebilirliği üzerindeki etkisinin araştırılması


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Yafes ÇAVUŞ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ulvi Şeker

Eş Danışman: Harun Gökçe

Özet:

Bu çalışmada, delme işlemlerinde performansı etkileyen en önemli parametrelerden biri olan matkap takım geometrisinin bugüne kadar göz ardı edilmiş bir bileşeni olan “matkap yarık talaş açısının (gashing rake angle)” delinebilirliğe etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla farklı matkap yarık açısına sahip (+10°, 0° ve -10°) yekpare sementit karbür matkaplar tasarlanıp ürettirilmiş ve matkap yarık talaş açısının farklı işlenebilirlik özellikleri sergileyen malzemelerin (AISI 4140, Ck45, GGG50, Aa 7075 T6) delinebilirliği incelenmiştir. Kesme parametreleri olarak üç farklı ilerleme miktarı ve kesme hızı seviyeleri seçilmiştir. Bu kapsamda yapılan deneysel çalışmalarda yarık talaş açısının itme kuvveti, delme momenti, takım aşınması, delik kalitesi (yüzey pürüzlülüğü ve çaptan sapma) üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Farklı malzemeler için malzemeye özgü yarık talaş açısının ve kesme parametrelerinin belirlenmesi deneysel verilerin Taguchi destekli Varyans Analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, Sonlu Elemanlar Metodu destekli Talaş Kaldırma Analizleri de yapılarak deneysel çalışma ve analizlerden elde edilen itme kuvveti ve delme momenti verileri karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda Yarık Talaş Açısının (YTA) itme kuvveti üzerinde AISI 4140 ıslah çeliği için %65,9 ve Aa 7075 T6 alaşımı için %69,5 ANOVA sonuçlarına göre en etkili parametre olduğu görülmüştür. Ck 45 imalat çeliği (%60,5) ve GGG50 küresel grafitli dökme demir (%66) için ise ilerleme miktarı itme kuvveti üzerinde en etkili parametre olmuştur. Farklı malzemelerin delinmesinde oluşan delme momentlerinde ilerleme miktarı daha etkin parametre iken YTA’nın da önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. AISI 4140 ıslah çeliği, Ck 45 imalat çeliği ve GGG50 küresel grafitli dökme demirin delinmesinde matkapta radyal ağız aşınması, esas kesici kenar aşınması ve krater aşınması oluştuğu tespit edilmiştir. Aa 7075 T6 alaşımının delinmesinde ise bu malzemelerden farklı olarak helis kanalında talaş yığılması oluştuğu da gözlenmiştir. Yapılan Sonlu Elemanlar destekli Talaş Kaldırma Analizlerinden alınan veriler, deneysel sonuçları destekler nitelikte olup malzemeye özgü yarık talaş açısı seçiminde yol gösterici sonuçlar vermektedir.

Anahtar Kelimeler : İşlenebilirlik, delik delme, delik kalitesi, takım geometrisi, yarık talaş açısı, Sonlu Elamanlar Analizi, Taguchi Metodu, ANOVA