Anahtar Kelimeler: Östenitik paslanmaz çelik, Kesme kuvveti, Sonlu elemanlar metodu.

Benzer belgeler
TORNALAMA İŞLEMİ PARAMETRELERİNİN DENEYSEL VE NÜMERİK ÇALIŞMALARLA İNCELENMESİ

HSS Torna Kalemindeki Talaş Açısının Kesme Kuvvetlerine Etkisi

SAVUNMA SANAYİNDE KULLANILAN PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİKERİNİN İNCELENMESİ

Kesici Uç Pah Açısının Kesme Kuvvetleri ve Kesici Takım Gerilmelerine Etkisi

TiN KAPLANMIŞ KESİCİ TAKIMLARDA GERİLME ANALİZİ VE TAKIM-TALAŞ ARA YÜZEYİNDEKİ SÜRTÜNME KATSAYISININ ETKİSİ

Lama Testere ile AISI 1020 Malzemesinin Kesilmesi İşleminde Takım Performansının İncelenmesi

TORNALAMADA DEĞİŞKEN İLERLEMENİN BAŞLANGIÇ AŞINMASINA OLAN ETKİLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

DENEY 2 KESME HIZININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

AISI 1040 çeliğin tornalamasında kesme parametrelerinin kesme kuvvetine etkisi

Yunus KAYIR a*, Ahmet AYTÜRK a. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

TAKIM ÖMRÜ MODELLERİNDE SERMET KESİCİ TAKIMLAR İÇİN n ÜSTEL DEĞERLERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

AISI 303 OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENMESİNDE KESME HIZI VE İLERLEMENİN TALAŞ BİÇİMİNE ETKİSİ

AISI 316 Östenitik Paslanmaz Çeliğin İşlenmesinde Talaş Kırıcı Formunun Takım Aşınmasına ve Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi

AISI 304 OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN KAPLANMIŞ SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIMLA İŞLENMESİ ESNASINDA OLUŞAN TAKIM AŞINMASI

ORTAGONAL KESME İŞLEMİNDE KESİCİ TAKIM KAPLAMA MALZEMESİNİN TALAŞ KAYMA AÇISI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN MODELLENMESİ

Sığ ve derin kriyojenik işlem uygulanmış karbür takımların kesme kuvvetlerine etkisi

Metrik Vida Açmada Alternatif Kesici Uç Yaklaşımı

AISI H13 SICAK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN DENEYSEL İNCELENMESİ. Metin ZEYVELİ 1,*, Halil DEMİR 1

ORTOGONAL KESME İŞLEMİNDE KAPLAMA MALZEMESİNİN TALAŞ MORFOLOJİSİ ÜZERİNDE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

KAPLAMA ÇEŞİDİ VE İŞLEME PARAMETRELERİNE BAĞLI OLARAK TAKIM-TALAŞ ARAYÜZEY SICAKLIĞI VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNDEKİ DEĞİŞİM

15-5 PH PASLANMAZ ÇELİĞİN TORNALANMASINDA KESME KUVVETİNİN TAGUCHİ METODU İLE OPTİMİZASYONU

AISI 1040 Çeliğinin Tornalanmasında Kesme Şartlarının Yüzey Pürüzlülük Değerlerine Etkilerinin İncelenmesi

St 37 ÇELİĞİNİN SÜRTÜNMELİ VE GELENEKSEL DELME İŞLEMLERİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN ARAŞTIRILMASI

KAPLAMASIZ SERMET TAKIMLA AISI 6150 ÇELİĞİNİN FREZELENMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİ *

The Influence of Cutting Parameters on Surface Roughness and Tool Wear In Milling of AISI D2 Cold Work Tool Steels of Different Hardness

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Politeknik Dergisi, 2017; 20 (1) : Journal of Polytechnic, 2017; 20 (1) : 43-49

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN İŞLENMESİNDE, SERAMİK VE KARBÜR KESİCİLERİN PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI.

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

AISI 316Ti PASLANMAZ ÇELİĞİN TORNALANMASINDA KESİCİ UÇ ETKİSİNİN TAGUCHI YÖNTEMİ İLE ANALİZİ

AISI 303 ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN İŞLENMESİNDE KESİCİ KENAR FORMUNUN KESME KUVVETLERİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

7075 Alüminyum Alaşımının Tornalamasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkilerinin Analizi

Tornalamada Yaklaşma Açısı ve Talaş Açısına Bağlı Tırlama Titreşimlerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkileri

DIN sıcak iş takım çeliğinin testere freze çakılarıyla işlenebilirliğinin araştırılması

ISLAH ÇELİĞİNİN FARKLI KESİCİ TAKIMLARLA İŞLENMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN TALAŞ ŞEKİLLERİ ÜZERİNE ETKİSİ VE TALAŞ ŞEKİLLERİNİN SINIFLANDIRILMASI

0,35 0,3 0,25 0, m/min 130 m/min 169 m/min 220 m/min 286 m/min 0,15 0,1 0,05

AŞINMIŞ KESİCİ TAKIMLAR İLE ORTOGONAL TALAŞ KALDIRMADA KESME KUVVETLERİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

TORNALAMA İŞLEMLERİNDE KESİCİ TAKIM TİTREŞİMİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

GGG 90 Küresel Grafitli Dökme Demirin İşlenebilirliğinin Kesme Kuvvetleri ve Yüzey Pürüzlülüğü Açısından Değerlendirilmesi

MİKRO FREZELEME İŞLEMİNDE KESME KOŞULLARININ TAKIM AŞINMASI VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Đmalat Araştırma Laboratuarı Sabancı Universitesi. Talaşlı Đmalat ve Takım Tezgahı Araştırmaları

Yaşam Bilimleri Dergisi; Cilt 5 Sayı 2 (2015) Journal of Life Sciences; Volume 5 Number 2 (2015)

Ç 5140 Çeliğinin Mekanik Özelliklerinin Takım Aşınması ve Kesme Kuvvetlerine Etkisinin İncelenmesi

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN SİNTERLENMİŞ KARBÜR KESİCİ TAKIM İLE TORNALAMA İŞLEMİNDE TAKIM PERFORMANSININ İNCELENMESİ

AISI 1040 Çeliğinin Kuru Tornalanmasında Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi

Orjinal Matkap Geometrisinde Delme Performansının Sonlu Elemanlar Yontemi ile Doğrulanması

Frezeleme takım kompansasyonu # /49

KAPLAMALI VE KAPLAMASIZ SEMENTİT KARBÜR TAKIMLAR İÇİN TAKIM ÖMRÜ MODELİ NDEKİ N ÜSTEL DEĞERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TALAŞLI İMALAT LABORATUARI DENEY FÖYÜ

AISI 304 ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN KURU TORNALANABİLMESİNE KESME PARAMETRELERİNİN ETKİSİ

AA5052 ALAŞIMININ İŞLENMESİNDE İŞLEME PARAMETRELERİNİN KESME KUVVETİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Ç4140 MALZEMESİNİN TORNALAMASINDA İLERLEME, KESME HIZI VE KESİCİ TAKIMIN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ, TAKIM ÖMRÜ VE AŞINMAYA ETKİLERİ

Çok Kaplamalı Kesici Takımla Tornalama İşleminin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK ve DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

YÜKSEK ALAŞIMLI BEYAZ DÖKME DEMİRLERİN (Nİ-HARD) TORNALANMASINDA KESME KUVVETİNİN MODELLENMESİ

Frezelemede freze ve kesme koşullarının seçimi # /27

Fen Bilimleri Dergisi

AISI 01 SOĞUK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN KESME KUVVETLERİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ AÇISINDAN ARAŞTIRILMASI ÖZET

AISI 316 Östenitik Paslanmaz Çeliğin İşlenmesinde Kesme Hızının ve Takım Kaplamasının Takım Aşınmasına Etkileri

Sıtkı AKINCIOĞLU, *Şenol ŞİRİN, Gülşah AKINCIOĞLU, Emine ŞİRİN

HSS alanında etkinlik

KAPLAMASIZ SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIM VE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

BİR TALAŞ KALDIRMA MODELİNİN ANALİZİ VE GELİŞTİRİLMESİ

Politeknik Dergisi, 2016; 19 (4) : Journal of Polytechnic, 2016; 19 (4) : Emel KURAM *

IMPLANT MALZEMESİ OLARAK KULLANILAN AISI 316 L OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN KURU TORNALANABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

ÇİFT UÇ AÇILI SPİRAL MATKAPTA TAKIM ÖMRÜ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Ç1040 VE 11SMnPb37 ÇELİKLERİNİN İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE ÜRETİM MALİYETİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN SON BİTİRME OPERASYONLARININ ANALİZİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA A STUDY ON ANALYSIS OF FINISH OPERATIONS OF DUCTILE IRON

FREZELEME UYGULAMALARINDA KESİCİ UÇ SAYISININ TİTREŞİM VE KESME KUVVETLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

AISI D6 İŞ PARÇASININ TORNALANMASINDA YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

CNC TORNALAMA İŞLEMİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE KESME KUVVETLERİNE ETKİ EDEN PARAMETRELERİN MATEMATİKSEL OLARAK MODELLENMESİ

Her türlü malzemeye (metal, plastik, ahşap)işlenebilir. Karmaşık şekil ve geometriye sahip parçaların üretilmesi mümkündür,

INCONEL 718 SÜPER ALAŞIMININ İŞLENMESİNDE KESME PARAMETERELERİNİN KESME KUVVETİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR II DERSİ

Metal kesmeyi anlama # /71

Talaşlı İşlenebilirlik

PVD VE CVD KAPLAMALI SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIMLARIN İŞLEME PARAMETERLERİNE BAĞLI OLARAK YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Ortogonal Kesme İşleminde Talaş Morfolojisi ve Kayma Bandını Etkileyen Parametrelerin Araştırılması

TALAŞ AÇISININ KESME KUVVETLERİ VE MEKANİK GERİLMELER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN SİMÜLASYONU VE DENEYSEL OLARAK DOĞRULANMASI.

Talaş oluşumu. Akış çizgileri plastik deformasyonun görsel kanıtıdır. İş parçası. İş parçası. İş parçası. Takım. Takım.

TALAŞLI İMALAT SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KALIPÇILIK TEKNİĞİ DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI. Talaşlı İmalat Yöntemleri

RADÜSLÜ VE PAHLI KESİCİ KENAR MİKRO GEOMETRİLERİNİN KESME KUVVETİ TAKIM SICAKLIĞI VE TAKIM AŞINMASINA ETKİSİ

Klasik torna tezgahının temel elemanları

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

YÜKSEK HIZLI TALAŞLI İŞLEMEDE YÜZEY KALİTESİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ

Tornalamada Oluşan Takım-Talaş Ara Yüzey Sıcaklığının Pirometre ile Deneysel Olarak Ölçülmesi

İmalat Süreçlerinde Kesme Kuvvetlerinin Belirlenmesi Dinomometre Tasarımı ve İmalatı

ORTOGONAL METAL KESME BENZETİMLERİNDE KULLANILAN MALZEME VE SÜRTÜNME MODELLERİNİN KESME KUVVETLERİNE ETKİSİ

Kriyojenik İşlem Uygulanmış Tungsten Karbür Takımların Kesme Kuvvetleri ve Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisi

İŞLEME PARAMETRELERİNDEN KESME HIZININ INCONEL 718 SÜPER ALAŞIMIN İŞLENEBİLİRLİĞİNE ETKİSİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çeliklerinin Delinmesinde İşleme Parametrelerinin Çapak Oluşumuna Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Ç 4140 MALZEMESİNİN TORNALANMASINDA İLERLEME, KESME HIZI VE KESİCİ TAKIMIN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ, TAKIM ÖMRÜ VE AŞINMAYA ETKİLERİ.

SERTLEŞTİRİLMİŞ 30MnVS6 MİKROALAŞIMLI ÇELİĞİN KESME KUVVETLERİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ AÇISINDAN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

INCONEL 600 SÜPER ALAŞIMININ TORNALANMASINDA İŞLEME PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

VERMİKÜLER GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

1 Tabloda listelenen matkaplar için çap aralığını ve delme derinliklerini bulun.

Sigma 29, , 2011 Research Article / AraĢtırma Makalesi EFFECT OF WIPER CUTTING TOOL GEOMETRY ON MACHINING OF DUCTILE CAST IRON

Transkript:

TALAŞLI İMALATTA DEĞİŞİK KESME PARAMETRELERİYLE DENEYSEL VE NÜMERİK KESME KUVVETİ DEĞERLERİNİN UYUMLULUĞUNUN İNCELENMESİ Mehmet AYDIN, mehmet.aydin@bilecik.edu.tr, Bilecik Üniversitesi, 11210, Bilecik Kadir GÖK, kadirgok67@hotmail.com, Dumlupınar Üniversitesi, 43100, Kütahya Abdulkadir CENGİZ, akcengiz@kocaeli.edu.tr, Kocaeli Üniversitesi, 41380, Kocaeli Mehmet UÇAR, ucarm@kocaeli.edu.tr, Kocaeli Üniversitesi, 41380, Kocaeli Ahmet ÇALIŞKAN, ahmet@kocaeli.edu.tr, Kocaeli Üniversitesi, 41380, Kocaeli ÖZET Bu çalışmada, değişik kesme koşullarında deneysel ve nümerik kesme kuvveti değerlerinin birbiriyle uyumluluğu incelenmiştir. Deneyler, 304 paslanmaz çeliğin TiN kaplamalı tungsten karbür kesici takımla tornalama işlemlerine tabi tutulmasıyla gerçekleştirilmiştir. Nümerik analizler Deform 2D programıyla yapılmıştır. Hem deneysel çalışmalarda hem de nümerik analizlerde ilerleme miktarı sabit tutulurken, kesme hızı ve talaş derinliği değişken olarak seçilmiştir. 30, 45 ve 55m/dak düşük kesme hızlarında nümerik kesme kuvveti değerlerinin deneysel kesme kuvveti değerlerinden %30 a kadar saptığı tespit edilmiştir. 130m/dak orta kesme hızında nümerik kesme kuvveti değerleri deneysel kesme kuvveti değerleriyle iyi bir uyum göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Östenitik paslanmaz çelik, Kesme kuvveti, Sonlu elemanlar metodu. ABSTRACT In this study, experimental and numerical cutting force values were investigated in terms of compatibility to each other under various cutting conditions. Experiments were carried out by turning 304 stainless steel with TiN coated tungten carbide tool. Numerical analyses were made by program Deform 2D. While feed rate was kept constant, cutting speed and and deep of cut were selected as factors in both the experimental operations and the numerical analyses. It was determined that numerical cutting force values deviated from the experimental cutting force values to 30% at 30, 45, and 55m/min low cutting speeds. Numerical cutting force values showed a good agreement with experimental cutting force values at 130m/min median cutting speed. Keywords: Austenitic stainless steel, Cutting force, Finite element method. 307

1. GİRİŞ Talaş kaldırma mekaniği kesme parametrelerinin değişkenliği sebebiyle çözümü karmaşık problemleri içerir. Günümüzde bilgisayarların ve yazılımların gelişmesiyle bu karmaşık problemlerin çözümü daha kolay hale gelmiştir. Kesme simülasyonları sayesinde kesme parametrelerine göre kesme sıcaklığı ve kuvveti değerleri sayısal ve grafiksel olarak hesaplanabilmektedir. Simülasyonlar özellikle deneysel verilerin önceden tespit edilmesinde büyük kolaylık sağlamaktadır. Kesme simülasyonları talaşlı imalatta uygun kesme koşullarının araştırılmasında alternatif olarak kullanılmaktadır. Kesme analizleri ile ilgili literatürde çeşitli çalışmalar mevcuttur. Taşgetiren ve arkadaşları, kesme kalemi geometrisini göz önüne alarak kesme kuvvetleri ve çeşitli sürtünme durumlarının neden olduğu gerilmeleri sonlu elemanlar metodu (SEM) ile araştırmışlar ve takımın hasara uğramasındaki durumu incelemişlerdir. Tresca kriterine göre yapılan değerlendirmeler sonucunda alın aşınmasının öncelikli hasar türü olduğu sonucuna varmışlardır [Taşgetiren, 2000]. Aslantaş, TiN kaplanmış HSS kesici takımlar için iki boyutlu gerilme analizi yapmıştır. Takım ve talaş arasındaki sürtünme katsayısının kesici yüzeyinde ve ara yüzeyde meydana gelen gerilmeler üzerindeki etkisini araştırmıştır. Kesici takımlardaki muhtemel hasar oluşum bölgelerini tespit etmeye çalışmıştır [Aslantaş, 2003]. Kurt ve arkadaşı, AISI 52100 rulman çeliğinin bitirme torna işleminde kullanılan PCBN ucun pah açısının kesme kuvvetleri ve kesici takım gerilmeleri üzerindeki etkilerini incelemişlerdir. Pah açısının özelikle pasif kuvvet ve von Mises gerilme dağılımı üzerinde daha etkili olduğu sonucuna varmışlardır. Sonlu elemanlar analiz sonuçlarından AISI 52100 rulman çeliğin bitirme torna işleminde kritik pah açısının 20 olduğunu tespit etmişlerdir [Kurt, 2004]. Kim ve arkadaşları, eulerian formulasyonuna bağlı bir sonlu eleman ortogonal kesme modeli kullanarak semente karbür takım için kenar yarıçapının kesme kuvvetleri ve sıcaklık üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Simülasyon sonuçlarına göre takım uç yarıçapının artmasıyla takımın sıcaklık dağılımının değiştiği ve maksimum sıcaklığın takım ucuna daha yakın bir yerde meydana geldiği sonucuna ulaşmışlardır. Aynı zamanda takım kenar yarıçapının artmasıyla kesme kuvvetlerinin de arttığını görmüşlerdir [Kim, 1999]. Gök ve arkadaşı, tornalama işlemlerinde optimum talaş ve boşluk açısını belirlemek için kesme analizlerini nümerik olarak incelemişlerdir. Çalışmalarında talaş ve boşluk açıları 0, 5 ve 10 olarak de ğişmektedir. İş parçası malzemesi olarak AISI 1020 çelik, kesici takım olarak da karbür uç kullanmışlardır. Kesme analizleri sonucu en uygun talaş ve boşluk açısının 10 olduğunu tespit etmişlerdir [Gök, 2010]. 308

Attanasio ve arkadaşları, metal kesme operasyonlarında takım aşınmasını 3 boyutlu olarak tahmin etmeye çalışmışlardır. Kaplanmamış WC takımla AISI 1045 çeliğin tornalanmasından elde edilen deneysel verilerle 3 boyutlu SEM sonuçlarını karşılaştırmışlar ve iyi bir uyum olduğu sonucuna varmışlardır [Attanasio, 2008]. Duran ve arkadaşı, Castiglano teoreminden elde edilen eğilme değerleri ile sonlu elemanlar metodundan elde edilen değerleri karşılaştırmışlardır. Çalışmalarını Ç 1060 malzeme ve sabit kesme şartları altında, 60, 75 ve 90 kesici kenar açısı na sahip HSS kesici takımlar kullanarak yapmışlardır [Duran, 2005]. Ghani ve arkadaşları, sonlu elemanlar metoduyla AISI 1045 çeliğin tornalanmasında çeşitli talaş ve boşluk açılarına sahip kesici takımların efektif gerilme ve sıcaklık artışına etkisini incelemişlerdir [Ghani, 2009]. Bu çalışmada hem deneysel hem de Deform 2D programı ile nümerik olarak 304 östenitik paslanmaz çeliğin farklı kesme parametreleriyle tornalama işlemlerinde işlenebilirliği incelenmiştir. İşlenebilirlik ve analiz çalışmaları sonucu deneysel ve nümerik analiz sonuçlarının birbiriyle uyumluluğu değerlendirilmiştir. 2. MATERYAL VE YÖNTEM 2.1. Deneysel Çalışma Bu çalışmada, 304 östenitik paslanmaz çelik silindirik tornalama operasyonlarına tabi tutulmuştur. Deneyler, ISO PCLNR/L 2525 M12 kodlu takım tutucuya mekanik olarak rijit bir şekilde tespit edilen CNMG120408 geometrisindeki tungsten karbür uçlarla farklı kesme parametrelerinde yapılmıştır. Kesici uç takım tutucuya bağlandığında boşluk ve talaş açısı 5 olmaktadır. Kesici uç olarak en üst yüzeyi TiN ile kaplı çoklu kaplama katmanlı uçlar kullanılmıştır. Talaş kaldırma işlemleri 1000dev/dak devir sayısına ve 6.40mm/dev ilerleme hızına kadar çıkabilen TEZSAN(TOS) marka SN50CX2000 model üniversal torna tezgâhında yapılmıştır. Kesme parametreleri Tablo 1 de verilmiştir. Kesme kuvvetlerinin ölçümleri için Kistler 9257A tipi piezoelektrik dinamometre kullanılmıştır. Deneyler sırasında dinamometreden alınan analog sinyaller A/D kartı ile dijital sinyallere dönüştürülerek LabVIEW programında kaydedilmiştir. İşleme sırasında esas kesme kuvveti (Fc) olarak adlandırılan Fz kuvvet bileşeni ölçülmüştür. 309

Tablo 1 Kesme parametreleri. Kesici uç Uç yarıçapı [mm] 0.8 Talaş açısı [ ] 0 Boşluk açısı [ ] 0 Takım tutucu Talaş açısı [ ] 5 Boşluk açısı [ ] 5 Kesme hızı [m/dak] 30, 45, 55, 130 Talaş derinliği [mm] 0.15, 0.35, 0.50, 0.75 İlerleme hızı [mm/dev] 0.11 Ortam sıcaklığı [ C] 20 Isı iletim katsayısı [W/mK] 45 Kesme uzunluğu [mm] 25 Sürtünme katsayısı 0.6 2.2. Sonlu Elemanlar Metoduyla (SEM) Nümerik Analiz Nümerik analizler Deform 2D programında iki boyutlu dik (ortogonal) kesme olarak yapılmıştır. Deform 2D sonlu elemanlar metoduna dayalı bir analiz programıdır. Kesme esnasında yeniden ağ (mesh) yapısı oluşturularak tekrar veri kaydedilebilmesi programı avantajlı kılmaktadır. Aynı zamanda programın, takım ve iş parçası temas bölgelerinde daha yoğun bir ağ yapısı oluşturabilmesi, daha hassas sonuçlar elde edilmesini sağlamaktadır. Kesme analizinde kesici uç ve iş parçası ağ yapısı oluşturularak elemanlara bölünmüştür. Ağ yapısında kesici takım için 884 eleman ve 945 düğüm ve iş parçası için 1022 eleman ve 1115 düğüm kullanılmıştır. Elemanların ağ yapıları Şekil 1 de gösterilmiştir. Daha sonra, kesici takım ve iş parçasının sınır şartları atanmıştır. Kesici takım ve iş parçasına uygulanan sınır şartları ve takım üzerinde oluşan kesme kuvvetleri Şekil 2 de gösterilmiştir. 310

Şekil 1 Kesici takım ve iş parçasına ait ağ yapısı. Şekil 2 Uygulanan sınır şartları ve oluşan kuvvetler. 3. DENEYSEL VE NÜMERİK SONUÇLAR VE TARTIŞMA 3.1. Kesme Kuvveti Hem talaş kaldırma esnasında meydana gelen kesme kuvveti değişimi hem de Deform 2D programında yapılan kesme analizi sonucu elde edilen kesme kuvveti değişimi Şekil 3 de gösterilmiştir. Deneysel çalışmalar ve Deform 2D ile yapılan nümerik analizlerden elde edilen ve kesme hızına bağlı olarak kesme kuvvetindeki değişimi gösteren bu grafikler karşılaştırıldığında; 130m/dak kesme hızında yapılan deneysel çalışmalar ve nümerik analiz sonuçlarının birbiriyle çok uyumlu olduğu görülmüştür. 130m/dak kesme hızında ve 0.15, 0.35, 0.50, 0.75mm talaş derinliklerinde nümerik analiz sonucunda hesaplanan kesme kuvvetleri ve deneysel çalışmalardan elde edilen kesme kuvvetleri arasındaki fark sırasıyla %0, %3.03, %10.49 ve %2.61 olarak tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, kesme kuvvetine göre çok küçük olduğu için ihmal edilebilir. 30m/dak kesme hızında ve 0.15, 0.35, 0.50, 0.75mm talaş derinliklerinde deneysel kesme kuvvetlerine göre nümerik analiz kesme kuvvetlerinde %3.87-21.56 arasında değişen sapmalar görülmüştür. Aynı talaş derinlikleri için 45 ve 55m/dak 311

kesme hızlarında nümerik kesme kuvvetinde sırasıyla %15.44-34.05 ve %17.46-28.16 arasında değişen sapmalar tespit edilmiştir. Bu durumun nedenlerinden birisi; östenitik paslanmaz çeliğin düşük kesme hızlarında sünek yapısından dolayı göstermiş olduğu mekanik davranış olarak tanımlanabilir. Kesme kuvveti, Fc [N] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.15 [mm] Talaş Derinliği Deneysel SEM 30 45 55 130 Kesme kuvveti, Fc [N] 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0.35 [mm] Talaş Derinliği Deneysel SEM 30 45 55 130 Kesme hızı, V [m/dak] Kesme hızı, V [m/dak] 250 0.50 [mm] Talaş Derinliği 350 0.75 [mm] Talaş derinliği Kesme kuvveti, Fc [N] 200 150 100 50 Deneysel SEM Kesme kuvveti, Fc [N] 300 250 200 150 100 50 Deneysel SEM 0 30 45 55 130 0 30 45 55 130 Kesme hızı, V [m/dak] Kesme hızı, V [m/dak] Şekil 3. Kesme hızına göre kesme kuvveti değişimi. Kesme kuvveti grafikleri incelendiğinde, yüksek talaş hacminin oluştuğu yani yüksek talaş derinliği ve yüksek kesme hızının uygulandığı durumlarda deneysel sonuçlar ve simülasyon sonuçları arasında daha iyi bir uyum olduğu görülmüştür. Bu sonuç, farklı talaş derinlikleri ve 130 m/dak kesme hızı için Şekil 3 de gösterilmiştir. 4. SONUÇ Talaşlı imalatta değişik kesme parametreleriyle kesme kuvveti değerlerinin deneysel ve nümerik olarak uyumluluğunu incelemek için yapılan bu çalışmadan elde edilen sonuçlar aşağıda özetlenmiştir: 312

I. Kesme kuvveti değerlendirildiğinde; 130m/dak kesme hızında yapılan deneysel çalışmalar ve nümerik analiz sonuçlarının birbiriyle çok uyumlu olduğu görülmüştür. 130m/dak kesme hızında nümerik analiz sonucunda hesaplanan kesme kuvvetinin deneysel çalışmalar sonucunda bulunan kesme kuvvetinden en fazla %10 saptığı tespit edilmiştir. II. 30, 45, ve 55m/dak düşük kesme hızlarında kesme kuvveti değerlendirildiğinde ise, nümerik analiz sonuçlarının deneysel çalışmalar ile elde edilen sonuçlardan yaklaşık %30 a kadar saptığı tespit edilmiştir. Bu durum, östenitik paslanmaz çeliğin sünek yapısından dolayı işleme sırasında gösterdiği mekanik davranışa bağlanabilir. III. İki boyutlu olarak gerçekleştirilen analiz sonuçları ve deneysel sonuçlar arasındaki farklılıklar, analiz sırasında yan boşluk açısının verilememesi, uç yarıçapının etkisinin gösterilememesi ve işleme sırasında malzeme içerisinde oluşan değişikliklerden kaynaklanmaktadır. Bu eksikliklere rağmen, sonuçların tatmin edici şekilde birbirleriyle uyumlu olduğu söylenebilir. Sonuç olarak, östenitik paslanmaz çeliklerin işlenebilirlik çalışmalarında, yüksek kesme hızı veya yüksek talaş derinliğinde iki boyutlu analiz sonuçlarıyla deneysel sonuçların kabul edilebilir uygunlukta olduğu görülmüştür. KAYNAKÇA 1. Taşgetiren, S., Aslantaş, K., Kurt, A. (2000), Torna Kesme Kaleminde Gerilmeler: Sürtünme Katsayısının Etkisi, Teknoloji, 3(2-3), 1-10. 2. Aslantaş, K. (2003), Tin Kaplanmış Kesici Takımlarda Gerilme Analizi ve Takım-Talaş Ara Yüzeyindeki Sürtünme Katsayısının Etkisi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9(2), 185-190. 3. Kurt, A., Şeker, U. (2004), Kesici Uç Pah Açısının Kesme Kuvvetleri ve Kesici Takım Gerilmelerine Etkisi, Politeknik Dergisi, 7(4), 291-296. 4. Kim, K.W., Lee, W.Y., Sin, H.C. (1999), A finite-element analysis of machining with the tool edge considered, Journal of Materials Processing Technology, 86(1-3), 45-55. 5. Gök, A., Gök, K., (2010), Tornalama İşleminde Optimum Talaş ve Boşluk Açısının Belirlenmesi, Metal Makina Dergisi, 182, 276-280. 6. Attanasio, A., Ceretti, E., Rizzuti, S., Umbrello, D., Micari, F., (2008), 3D Finite element analysis of tool wear in machining, CIRP Annals Manufacturıng Technology, 57, 61-64. 313

7. Duran, A., Nalbant, M., (2005), Finite Element Analysis of Bending Occurring While Cutting With High Speed Steel Lathe Cutting Tools, Materials and Design, 26(6), 549-554. 8. Ghani, J.A., Wahid, S.W., Che Haron, C.H., Nuawi, M.Z., Ab Rahman, M.N., (2009), The Effect of Uncoated Carbide Tool Geometries in Turning AISI 1045 Using Finite Element Analysis, European Journal of Scientific Research, 28(2), 271-277. 314