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



Benzer belgeler
Al-5005 in DELİNMESİNDE DELME PARAMETRELERİNİN ÇAPAK OLUŞUMUNA ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

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

ÇİFT UÇ AÇILI SPİRAL MATKAPTA TAKIM ÖMRÜ

SAVUNMA SANAYİNDE KULLANILAN PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİKERİNİN İNCELENMESİ

TORNALAMADA DEĞİŞKEN İLERLEMENİN BAŞLANGIÇ AŞINMASINA OLAN ETKİLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

HSS Torna Kalemindeki Talaş Açısının Kesme Kuvvetlerine Etkisi

Ti-6A l-4v ALAŞIMININ DELİNMESİNDE KAPLAMA MALZEMESİ VE KESME ŞA RTLA RININ KESME KUVVETLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Sığ ve derin kriyojenik işlem uygulanmış karbür takımların kesme kuvvetlerine etkisi

Farklı Elektrotlar ile Delik Delme İşlemlerinde Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi

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

AISI 1040 Çeliğinin Tornalanmasında Kesme Şartlarının Yüzey Pürüzlülük Değerlerine Etkilerinin İncelenmesi

DENEY 2 KESME HIZININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

TEL EROZYON YÖNTEMİ İLE İŞLENEN KALIP ÇELİKLERİNDE İŞLEM PARAMETRELERİNİN YÜZEY KALİTESİNE ETKİSİ

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

FREZELEME UYGULAMALARINDA KESİCİ UÇ SAYISININ TİTREŞİM VE KESME KUVVETLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

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

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

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

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

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

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

16 th International Materials Symposium IMSP' Oct 2016, Pamukkale University Denizli - Turkey

Evaluation of Cutting Tool Wear Characteristics and Removed Chip Volumes in Drilling of AISI D2 and AISI D3 Cold Work Tool Steels

Öğrenim Durumu. Verdiği Dersler. İdari Görevler

St 37 ÇELİĞİNİN SÜRTÜNMELİ VE GELENEKSEL DELME İŞLEMLERİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN ARAŞTIRILMASI

INCONEL 718 İN DELİNMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE TALAŞ OLUŞUMU ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

AISI D6 İŞ PARÇASININ TORNALANMASINDA YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

Talaşlı İşlenebilirlik

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

CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİT MALZEMENİN DELİNMESİ ESNASINDA OLUŞAN YÜZEY HASARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Fen Bilimleri Dergisi

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

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

Metal kesmeyi anlama # /71

CAM ELYAF TAKVİYELİ PLASTİK KOMPOZİT MALZEMENİN İŞLENMESİ ESNASINDA KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

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

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

Erol KILIÇKAP Dicle Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Diyarbakır ÖZET

AISI 1050 Çeliğinin Delinmesinde Kesme Parametrelerinin ve Kaplama Uygulamasının Dairesellikten Sapma (Ovalite) Üzerindeki Etkilerinin Araştırılması

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

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

BÖLÜM#5: KESİCİ TAKIMLARDA AŞINMA MEKANİZMALARI

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

Frezeleme işlemlerinde kesme kuvveti, titreşim ve yüzey pürüzlülüğü sonuçlarının modellenmesi

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

INVESTIGATING THE EFFECTS OF PROCESSING PARAMETERS OVER THE BUILT-UP LAYER AND BUILT-UP EDGE FORMATION WITH SEM DURING THE PROCESSION OF AA2014 ALLOY

I. ULUSAL TALAŞLI İMALAT SEMPOZYUMU Yıldız Teknik Üniversitesi 2 3 Ekim 2009

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

16 th International Materials Symposium IMSP' Oct 2016, Pamukkale University Denizli - Turkey

AISI 1040 Çeliğinin Kuru Tornalanmasında Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi

DIN sıcak iş takım çeliğinin testere freze çakılarıyla işlenebilirliğinin araştırılması

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

Tİ-6AL-4V ALAŞIMININ DELİNMESİNDE M42 HSS TAKIMLARA UYGULANAN KRİYOJENİK İŞLEMİN DELİK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Konu: Yüksek Hassasiyetli Yağ Keçelerinin Takviye Bilezik Kalıplarının Üretiminde Kullanılan Takım Çelikleri ve Üretim Prosesleri

AA 7075 VE AA 6013 ALÜMİNYUM MALZEMELERE DELİK DELME OPERASYONU SÜRECİNDE KESME PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

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

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

tanımlar, ölçüler ve açılar DIN ISO 5419 (alıntı baskı 06/98)

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

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

TORNALAMA İŞLEMLERİNDE KESİCİ TAKIM TİTREŞİMİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Frezeleme İşlemlerinde Titreşimi ve Yüzey Pürüzlülüğünü Etkileyen Parametrelerin Optimizasyonu

İmalat Teknolojileri. Dr.-Ing. Rahmi Ünal. Talaşlı İmalat Yöntemleri

Malzeme İşleme Yöntemleri

AISI 1040 çeliğin tornalamasında kesme parametrelerinin kesme kuvvetine etkisi

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

AISI 1050 Malzemenin Delinmesinde Delme Parametrelerinin Delik Kalitesi Üzerindeki Etkisinin Çoklu Regresyon Metoduyla Modellenmesi

TALAŞLI İMALAT. Koşul, takım ile iş şekillendirilmek istenen parça arasında belirgin bir sertlik farkının olmasıdır.

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

Frezeleme takım kompansasyonu # /49

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

İmalatta İşlenebilirlik Kriterleri

İmalat Teknolojileri. Dr.-Ing. Rahmi Ünal. Talaşlı İmalat Yöntemleri malzemebilimi.net

FREZELEMEDE KESİCİ TAKIM ÇAPI, AĞIZ SAYISI VE TALAŞ AÇISININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE KESİCİ TAKIM SEHİMLERİNE ETKİLERİ ÖZET ABSTRACT

Serkan ATEŞ. Int.J.Eng.Research & Development,Vol.2,No.1,January

BÖHLER K600 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırılması

DELİK DELME İŞLEMLERİNDE KESME PARAMETRELERİNİN KESME BÖLGESİNDEKİ SICAKLIĞA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ

Frezelemede freze ve kesme koşullarının seçimi # /27

BÖHLER K510 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırılması

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

TAKIM AŞINMA MEKANİZMALARI VE AŞINMA TİPLERİ

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

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

INCONEL 718 SÜPER ALAŞIMININ İŞLENMESİNDE KESME PARAMETERELERİNİN KESME KUVVETİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

AA 7075 DELİNMESİNDE KULLANILAN SOĞUTMA TEKNİĞİNİN PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİNE ETKİSİ

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

BÖHLER K720 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırılması

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

7075 Alüminyum Alaşımının Tornalamasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkilerinin Analizi

Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

Kavramlar ve açılar. temel bilgiler. Yan kesme ağzı. ana kesme ağzı. = helis açısı. merkez boşluk açısı Yan kesme kenarı

Kesici Uç Pah Açısının Kesme Kuvvetleri ve Kesici Takım Gerilmelerine Etkisi

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Invastigation of the Effect Surface Roughness of Cutting Parameters on the Ms 58 Brass Materials by Using Turn-Milling Process

BÖHLER W302. Sıcak iş Çeliklerinin Başlıca Özelliklerinin Karşılaştırılması

KESME HIZININ YIĞINTI KATMANI VE YIĞINTI TALAŞ OLUŞUMU ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN SEM İLE İNCELENMESİ

16 th International Materials Symposium IMSP' Oct 2016, Pamukkale University Denizli - Turkey

Karbon elyaf takviyeli plastik kompozitlerin tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınmasına etki eden parametrelerin araştırılması

Transkript:

Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi / Karaelmas Science and Engineering Journal 1 (1), 37-46, 2011 Karaelmas Science and Engineering Journal Journal home page: www.fbd.karaelmas.edu.tr Araştırma Makalesi AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çeliklerinin Delinmesinde İşleme Parametrelerinin Çapak Oluşumuna Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi Yavuz Kaplan 1, Muammer Nalbant 2, Hasan Gökkaya 3* 1Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara 2Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İmalat Mühendisliği Bölümü, Ankara 3Karabük Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 78100, Karabük Özet Bu çalışmada, Bilgisayarlı Sayısal Denetimli (BSD) freze tezgâhında boydan boya delik delme sürecinde değişen işleme parametrelerinin, delik sonu çıkışında çapak oluşumuna etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda; iki farklı sertlikteki soğuk iş takım çeliği (AISI D2, 20 HRC ve AISI D3, 28 HRC), iki farklı çap (Ø 8 mm ve Ø 10 mm) ve dört farklı uzunlukta HSS matkap uçlarıyla delinmiştir. Deneylerde üç farklı kesme hızı (5, 10 ve 15 m/dak) ve üç farklı ilerleme hızı değeri (0.04, 0.05 ve 0.06 mm/dev) değerleri kullanılmıştır. Deney sonuçlarına göre, ilerlemenin artmasına bağlı olarak delik sonu çapak yüksekliğinin azaldığı; delik sayısı, kesme hızı ve malzeme sertliğinin artmasına bağlı olarak da delik sonu çapak yüksekliğinin arttığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: İşlenebilirlik, HSS kesici takımlar, Delik delme, Çapak oluşumu The Experimental Investigation of The Effect of Machining Parameters on Burr Formation in Drilling of AISI D2 and AISI D3 Cold Work Steels Abstract In this study, the effect of changing processing parameters on the burr formation ats the exit end of hole during the drilling process in milling machines of CNC (Computer Numerical Control) was examined.. In experimental studies, cold work tool steels (AISI D2, 20 HRC and AISI D3, 28 HRC) were drilling by HSS cutting tools with four different lengths in two different diameters (Ø 8 mm and Ø 10 mm). Three different cutting speeds (5 m/min, 10 m/min, 15 m/min) and three different feed rates values (0.04 mm/rev, 0.05 mm/rev, 0.06 mm/rev) were used in experiments. According to outcomes of the experiment, it was detected that burr height decreases depending on feed rates increase and burr height increases depending on the number of holes, cutting speed and material hardness. Keywords: Machinability, HSS cutting tools, Drilling Burr formation 1. Giriş Günümüzde özellikle yüksek basınçlarda çalışan makinalar ve makinalarda kullanılan hareketli parça sayısının artması, kullanılan parçaların yüzey kalitesinin önemini arttırmaktadır. Talaşlı imalat yöntemi ile imal edilen parçalarda, parçanın ölçü ve *Sorumlu yazarın e-mail adresi: hgokkaya@karabuk.edu.tr geometrik toleransları yanında, tatminkâr yüzey kalitesi de önem kazanmaktadır. Bir makina parçasının gerektiği tarzda çalışması ve mekanik ömrü ile dış etkilere karşı direnci yüzey kalitesine bağlıdır (Tonshoff et al. 1994). Delme işlemi en önemli talaş kaldırma işlemlerinden biridir. Tornalama ve frezeleme işlemleri ile delme işlemleri karşılaştırıldığında, işlemlerin kinematik ve dinamik

38 Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri yapısı benzer olup talaş akışı ve kesme sıcaklığı dağılımının aynı şekilde olduğu görülür. Diğer taraftan delme işleminde olumsuz durumlar da oluşmaktadır. Talaş oluşumu kapalı alanda oluşur ve görülemez (Şahin 2003). İmalat sürecinde çapak oluşumu istenmeyen bir durumdur. Çapak alma ve bitirme işlemleri iş parçasını üretmek için gereken toplam maliyetin % 30 una mal olabilir. Çapaklar kaldırılmadıkları takdirde parçalar arasındaki bağlantı hatalı olabilir, uygunsuz yüzeylere ve gevşek montajlara sebep olabilir. Ayrıca parçalar elle tutulduğunda operatörler için kaza risklerine sebep olabilir (Mahfouz 2003, Orhan et al. 2007). Delme işleminde çapak oluşumu parçanın işleme şartları, malzemenin özelliği ve takım geometrisi gibi birçok parametreden etkilenen karmaşık bir olaydır. İstenilen yüzey kalitesini sağlayabilmek için gerekli olan işleme parametrelerin, malzemenin türü ve işlenebilirliği ile uyumlu olması önemlidir. Metal malzemelerin delinmesinde, çapak oluşumu ve deformasyon sıkça görülen bir durumdur. Çapak, delme işlemi esnasında deliğin merkezinde matkabın ilerlemesinden kaynaklı yüksek basınçtan dolayı oluşan plastik şekil değiştirme durumudur. Delme işleminde oluşan çapak, delme şartlarından (tezgâhın titreşimi, devir sayısı, ilerleme ve kesme sıvısı gibi), iş parçasından (sertliği, sürekliği, mekanik dayanımı, kalınlığı ve geometrisi gibi) ve kesici takımdan (geometrisi, takım aşınması, çapı ve malzemesi gibi) önemli derecede etkilenmektedir (Chelladurai et al. 2007, Kıvak 2008, Özçatalbaş 2002). Delik delme sürecinde çapaklar deliklerin giriş ve çıkışlarında oluşur. Delik girişlerindeki çapaklar malzemenin plastik akışıyla, delik çıkışındaki çapaklar ise deliğin merkezindeki yüksek sıkıştırma oranından dolayı malzemenin yapısına bağlıdır (Özçatalbaş 2002). Delik delmede çapak oluşum mekanizmasında; delik derinliği arttıkça, deliğin dibindeki çapak şekil bozukluğu da artar. Bu değer malzemenin kopma gerilimine ulaşmaya yeterli olduğu zaman (failure stress), şekil bozukluğunun ucunda kopmalar başlar. Kopmalar da matkap geometrisine bağlıdır, çünkü büyük kesici kenar açılı matkaplar delik merkezinde yüksek eksenel kuvvetlere meyillidir. Delik sonundaki çapak formları; düzenli, taç ve süreksiz çapak olmak üzere üç farklı tipte oluşur. (Şekil 1, Şekil 2) (Mahfouz 2007, Nouari et al. 2005). Şekil 1. Delik delmede delik sonu çapak tipleri, a) Düzenli çapak, b) Süreksiz çapak, c) Taç çapak. (Mahfouz 2007, Nouari et al. 2005).

Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri 39 Şekil 2. Delik sonu çapak form görüntüleri a) Düzenli b) Süreksiz c) Taç, (Mahfouz 2007, Nouari et al. 2005). İmalat sanayinde soğuk iş takım çeliği malzemelerinin kullanımı, hızla artmaktadır. AISI D2 (DIN 1.2379) ve AISI D3 (DIN 1.2080) takım çelikleri; süneklik, tokluk ve işlenebilirlik özelliklerine sahiptirler, bu gibi özellikleri nedeniyle oldukça fazla tercih edilmektedir. Bu çelikler genellikle, soğuk ekstrüzyon, delme kalıpları, plastik enjeksiyon kalıpları, kalıp elemanları plakaları, toz metalürjisi takımları, seramik biçimlendirme kalıpları ve soğuk zımbaların üretiminde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, iki farklı uzunluk ve çaptaki HSS kesici matkaplarla, işleme parametresi olarak üç farklı ilerleme ve kesme hızı değerleri kullanılarak, AISI D2 ve AISI D3 soğuk iş çelikleri delinmiştir. İşleme parametrelerinin çapak oluşumu üzerindeki etkilerinin tarama elektron mikroskobu (SEM) vasıtasıyla belirlenmesi, iş parçası üzerinde oluşan çapak oluşumu üzerinde etkili olan parametrelerin seviyelerinin tayini için istatistikî olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. 2. Materyal ve Yöntem 2.1Deney Numuneleri Deneysel çalışmalar için, AISI D2 ve AISI D3 sırasıyla 20 HRC ve 28 HRC sertliğindeki soğuk iş takım çelikleri kullanılmıştır. Deney numunelerinin SEM cihazında yapılmış analiz (EDS) sonuçları Çizelge 1 de, fiziksel özellikleri ise Çizelge 2 de verilmiştir. Çizelge 1. Deney numunelerinin kimyasal bileşimleri (% Ağırlık). AISI D2 (DIN 1.2379) deney numunesi kimyasal bileşimi Si V Cr Mn Ni Nb Mo Fe 0.235 0.756 10.492 1.665 0.891 0.884 1.103 83.972 AISI D3 (DIN 1.2080) deney numunesi kimyasal bileşimi Si V Cr Mn Ni Nb Mo Fe 0.704 0.305 11.263 0.591 0.676 0.394 2.283 83.784 Çizelge 2. Deney numunelerinin fiziksel özellikleri. Fiziksel Özellikler Akma Çekme Isıl Yoğunluk Sertlik Deney Numunesi dayanımı dayanımı iletkenlik Kg/dm 3 HRC N/mm 2 N/mm 2 W/m.K AISI D2 (DIN 1.2379) 7.70 20 820 940 20 AISI D3 (DIN 1.2080) 7.86 28 850 970 20

40 Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri Deney numunelerinin işlenmemiş ölçüleri 152x52x52 mm boyutundadır. Malzemelerin yüzeyleri, dış yüzey tabaka sertleşmesi ve yüzeylerin eğimli olması ihtimaline karşılık 1 mm kesme derinliğiyle yüzey frezeleme işlemine tabi tutulmuş ve 150x50x50 mm boyutlarında deneyler için hazır hale getirilmiştir. 2.2 İşleme Parametreleri ve Kesici Takımlar Deneylerde üç farklı kesme hızı (5 m/dak, 10 m/dak, 15 m/dak) ve üç farklı ilerleme (0.04 mm/dev, 0.05 mm/dev, 0.06 mm/dev) değeri kullanılmıştır. Deneylerde kullanılan işleme parametreleri Çizelge 3 de verilmiştir. Kesici takım olarak Makine Takım ürünü iki farklı çapta (Ø 8 mm ve Ø 10 mm) ve dört farklı uzunlukta DIN 338 ve DIN 340 standartlarındaki HSS matkaplar kullanılmıştır. Her deney yeni bir matkap ucu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneylerde kullanılan matkapların boyutsal ve mekanik özellikleri Çizelge 4 de verilmiştir. 2.3 Tezgâh ve Tarama Elektron Mikroskop (SEM) Cihazı Talaş kaldırma işlemleri için FANUC kontrol ünitesine sahip Johnford VMC-550 sanayi tipi BSD freze tezgâhı kullanılmıştır. Kesici takımlar üzerindeki aşınmalar, JEOL JSM 6060 tipi SEM de incelenmiştir. Adobe Photoshop CS4 programı yardımıyla fotoğraflar üzerinden alınan aşınma değerleri ile grafikler çizilmiş ve analizler yapılmıştır. Çizelge 3. Deneylerde kullanılan işleme parametreleri. Malzeme Kesici Takım İlerleme mm/dev Kesme hızı, m/dak Devir sayısı, Ø 8, dev/dak Devir sayısı, Ø 10, dev/dak AISI D2 AISI D3 Ø 8 mm HSS (117 mm) Ø 8 mm HSS (165 mm) Ø 10 mm HSS (133 mm) Ø 10 mm HSS (184 mm) 0.04 0.05 0.06 5 10 15 200 400 600 160 320 480 Çizelge 4. Matkapların boyutsal ve mekanik özellikleri. Matkap standardı DIN 338 DIN 340 DIN 338 DIN 340 Matkap çapı, mm 8 8 10 10 Matkap malzemesi HSS HSS HSS HSS Matkap tipi İkiz, N İkiz, N İkiz, N İkiz, N Matkap uzunluğu, mm 117 165 133 184 Kesici kanal uzunluğu, mm 75 109 87 121 Kesici kenar sayısı 2 2 2 2 Kesici kenar uzunluğu, mm 3.25 3.25 4.5 4.5 Öz kalınlığı, mm 1.75 1.75 2 2 Zırh genişliği, mm 1 1 1.25 1.25 Uç açısı 118 118 118 118 Helis (talaş) açısı 30 30 30 30 Boşluk açısı (serbest açı) 8-12 8-12 8-12 8-12 Uç kenar açısı 55 55 55 55 Sap çeşidi Silindirik Silindirik Silindirik Silindirik Kaplama - - - - Kesme yönü Sağ Sağ Sağ Sağ

Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri 41 2.4 Çapak Yükseklik Ölçümü Çapak yüksekliklerinin ölçümü için Şekil 3 de görüldüğü gibi komperatör kullanılmıştır. Ölçülen değerler ile deney değişkenlerinin çıkış çapağı yüksekliğini nasıl etkilediği, çekilen fotoğraflar ile çıkış çapağı oluşumu incelenmiştir. değerlendirilmiş ve çapak türleri üzerinde etkili olan parametrelerin etkilerini belirlemek için verilere çoklu varyans analizi uygulanmıştır. Analiz neticesinde aralarında fark bulunan verilere farkın hangi düzeyde önemli olduğunu saptamak için Duncan testi uygulanmıştır. 3. Bulgular ve Tartışma Şekil 3. Çıkış çapağı yüksekliğinin ölçümü. Delik delmede talaş oluşumu kapalı alanda oluşur ve görülemez. Matkapla delme işleminde matkap ucu iş parçasını delerek terk ettiği bölgede çapak oluşumuna sebep olur. Bu durum, taaki optimum kesme verilerinde kesme yapılanana kadar devam eder. Bu çalışmada, farklı işleme parametrelerinin kullanılması sonrası iş parçası üzerinde matkabın çıkış bölgesinde oluşan çapakların SEM görüntüleri Çıkış çapaklarının yüksekliği deneyler gerçekleştirildikten sonra bir komperatör saatli düzenek yardımıyla ölçülmüştür. 10 mm çaplı matkaplarla delinen deliklerin çapakları döküldüğünden dolayı ölçümü yapılamamıştır. Dolayısıyla 10 mm çaplı matkaplar haricindeki diğer deney parametreleri olan kesme hızı, ilerleme, matkap boyu ve sertliğe göre çıkış çapaklarının yüksekliğindeki değişim Şekil 4 de verilmiştir. Şekil 4. Malzeme sertliği, matkap boyu, kesme hızı ve ilerlemenin çapak yüksekliğine etkisi.

42 Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri Grafikte ilerleme arttıkça çapak yüksekliklerinin azaldığı, kesme hızının artmasıyla çapak yüksekliklerinin arttığı, uzun matkapların normal matkaplara ve 28 HRC sertlikteki malzemenin 20 HRC sertlikteki malzemeye göre daha yüksek çıkış çapağına neden olduğu görülmektedir. Bu durum; kesme hızının arttırılmasına bağlı olarak, kesme işlemi esnasında plastik deformasyonun uç bölgede erken başlamasına, matkap ucu kesme kenarının zırh ile birleştiği bölgede ise geç başlamasına, ilerlemenin sıcaklık oluşumu (sıcaklığa bağlı olarak deformasyon oluşumu) üzerinde kesme hızına göre az etkili olmasına bağlanabilir (Bahçe et al. 2010). 20 HRC sertliğe sahip AISI D2 malzemenin 8 mm lik matkapla üç farklı ilerleme, üç farklı kesme hızı ile delinen delik sayısına göre çapak yüksekliğindeki değişim Şekil 5 de verilmiştir. Deneylerde kullanılan ilerleme hızları arasında çapak yüksekliğine etki bakımından fark olduğu ilerlemenin artmasıyla çapak yüksekliğinin azaldığı, ayrıca delik sayısı ve kesme hızının artmasıyla çapak yüksekliğinin arttığı görülmektedir. Bu durum literatür ile örtüşmektedir (Bahçe et al. 2010). Deneyler tamamlandıktan sonra çekilen çıkış çapaklarının görüntüleri Şekil 6 verilmiştir. Üç farklı biçimde çapak oluştuğu gözlenmiştir. Oluşan çapak tiplerinin literatür ile uyumlu olduğu görülmüştür (Fnides et al. 2008, Ramulu et al. 2001). Deney parametrelerinin çapak yüksekliğine etkisinin varyans analizi Çizelge 5 de verilmiştir. Şekil 5. Kesme hızı, ilerleme ve delik sayısının çapak yüksekliğine etkisi. Şekil 6. Delme deneyleri sonrası çapak formları; a) 15 m/dak kesme hızında oluşan çapak çeşidi (Düzenli) b) 10 m/dak kesme hızında oluşan çapak çeşidi (Süreksiz) c) 5 m/dak kesme hızında oluşan çapak çeşidi (Taç)

Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri 43 Çizelge 5. Çapak yüksekliğine etkili faktörlerin varyans analizi. Kaynak SD Kareler Toplamı Kareler Ortalaması F Değeri P Sertlik 1 83.0404 83.0404 1553.87 <.0001 Matkap boyu 1 33.9123 33.9123 634.57 <.0001 Kesme hızı 2 175.6192 87.8096 1643.11 <.0001 İlerleme 2 87.2569 43.6284 816.38 <.0001 Delik sayısı 19 574.6858 30.2466 565.98 <.0001 Hata 637 34.0419 0.0534 Toplam 662 988.556 Çizelge 5 deki P değerleri incelendiğinde malzeme sertliği, matkap boyu, kesme hızı, ilerleme ve delik sayısının çapak yüksekliği üzerinde etkili olduğu görülmektedir. İşleme parametrelerinin çapak yüksekliğine etkilerinin kuvvetinin korelasyon katsayıları Çizelge 6 da verilmiştir. Çapak yüksekliği kesme hızı, delik sayısı, matkap uzunluğu ve malzeme sertliğinin artmasıyla artmış, ilerlemenin artmasıyla azalmıştır. Elde edilen bu sonuçlar literatür ile uyumluluk göstermiştir (Fnides et al. 2008, Ramulu et al. 2001, Kim and Dornfeld 2002, Costa et al. 2009, Bahçe et al. 2010). Çizelge 6. İşleme parametrelerinin çapak yüksekliğine etki kuvvetinin Korelâsyon katsayıları. Deney Değişkenleri Sertlik Matkap Kesme Delik İlerleme boyu hızı sayısı Çapak Yüksekliği 0.2898 0.1787 0.3683-0.311 0.6984 Korelâsyon katsayısının önemi <.0001 <.0001 <.0001 <.0001 <.0001 Korelâsyon katsayılarına bakıldığında en büyük etkiye delik sayısının ve kesme hızının; en az etkiye ise ilerleme ile matkap boyunun sahip olduğu görülmüştür. Çapak yüksekliği üzerinde ilerlemenin, kesme hızına göre neğatif yönlü olmasının nedeni deformasyon (sıcaklık) oluşumu üzerinde kesme hızına göre az etkili olmasına bağlanabilir. İşleme parametrelerinin seviyeleri arasında fark olup olmadığının tespiti için yapılan Duncan analizi verileri Çizelge 7 verilmiştir. Çizelge 7 ye bakıldığında deneylerde kullanılan üç farklı ilerlemenin, üç farklı kesme hızının, iki farklı çap ve dört farklı uzunluktaki matkapların, 28 HRC ve 20 HRC sertlikteki malzemelerin ve delik sayısının çapak yüksekliğine etki bakımında farklı olduğu görülmektedir. Ana etkiler dikkate alınarak yapılan regresyon analizi sonucunda, çapak yüksekliğinin sertlik, matkap ucu boyu, kesme hızı, ilerleme ve delik sayısına bağlı olarak tahmin edilmesine yönelik regresyon denklemi Eşitlik 1 deki gibi hesaplanmıştır. 4. Sonuçlar AISI D2 ve AISI D3 soğuk iç çelikleri üzerinde farklı işleme parametrelerine bağlı kalınarak 150x50x50 mm ebatlarında kare malzeme üzerinde CNC freze tezgâhında delme yaparak talaş kaldırılmıştır. Denenen sınırlar içerisinde deneme bulgularına göre elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir; İlerleme parametresinin artışı çapak yüksekliğinin azalmasına neden olduğu görülmüştür. Delik sayısının artması oluşan çapak yüksekliğinin artışına neden olduğu görülmüştür. Kesme hızının artması oluşan çapak yüksekliğinin artışına neden olduğu görülmüştür. Farklı sertlikteki malzemelerin kesici takım aşınmasına etkisi incelendiğinde, malzeme sertlik değeri artışı çapak oluşumunu arttırdığı görülmüştür. 15 m/dak kesme hızında oluşan çapak çeşidi (düzenli tip), 10 m/dak kesme hızında oluşan çapak çeşidi (süreksiz tip), 5 m/dak kesme hızında oluşan çapak çeşidi (taç) tipi olduğu tespit edilmiştir.

44 Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri Çizelge 7. İşleme parametreleri seviyelerine göre ortalama çapak yükseklikleri. İlerleme mm/dev Çapak Yüksekliği, mm* Kesme hızı, m/dak Çapak Yüksekliği, mm* Matkap uzunluğu, mm Çapak Yüksekliği, mm* 0,06 3,071 c 15 4,202 a 184, 165 3,726 a 0,05 3,400 b 10 3,437 b 133, 117 3,289 b 0,04 4,002 a 5 3,042 c Malzeme Sertliği, Çapak Delik Çapak HRC Yüksekliği, mm* sayısı Yüksekliği, mm* 20 (AISI D2) 3,172 b 20 4,975 a 28 (AISI D3) 3,882 a 19 4,775 b 18 4,646 b 17 4,470 c 16 4,325 d 15 4,170 e 14 4,109 fe 13 4,016 f 12 3,868 g 11 3,729 h 10 3,550 i 9 3,358 j 8 3,188 k 7 3,011 l 6 2,925 l 5 2,791 m 4 2,605 n 3 2,400 o 2 2,233 p 1 2,069 q * Aynı harfle gösterilen ortalamalar arasında fark yoktur. H (mm) = -1,749 + 0,117 * T + 0,011 * L + 0,146 * V - 41,948 * F + 0,162 * N (R 2 =0,941). H: Çapak yüksekliği, T: Sertlik, L: Matkap boyu, V: Kesme hızı, F: İlerleme, N: Delik sayısı 5. Kaynaklar Bahçe, E., Kılıçkap, E., Özel, C. 2010. Al-5005 in Delinmesinde Delme Parametrelerinin Çapak Oluşumuna Etkisinin Araştırılması. 2. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Sayfa. 242-250, 11-12 Kasım, Balıkesir. Chelladurai, H., Jain, VK., Vyas, NS. 2007. Development of a cutting tool condition monitoring system for high speed turning operation by vibration and strain analysis. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 37: 471-485. Costa, ES., Silva, MB., Macdhado, AR. 2009. Burr Produced on the Drilling Process as a Function of Tool Wear and Lubricant- Coolant Conditions. J. Of Braz. Soc.Of Mech. Sci.&Eng., XXXI, 57-63. Fnides B., Aouici, H., Yallese, MA. 2008. Cutting forces and surface roughness in hard turning of hot work steel X38CrMoV5-1 using mixed ceramic. Mechanika, 2: 73-78. Kıvak, T. 2008. Inconel 718 in delinebilinirliğinin araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara. Kim, J., Dornfeld, DA. 2002. Development of an Analytical Model for Drilling BurrFormation in Ductile Materials. Transactions of the ASME, 124: 192-198. Mahfouz, IA. 2003. Drilling wear detection and classification using vibration signals and artificial neural network. Int. J. Mach. Tool. Manu., 43: 707 720. Nouari, M., List, G., Girot, F., Gehin, D. 2005. Effect of machining parameters and coating on wear mechanisms in dry drilling of aluminium alloys. Int. J. Mach. Tool. Manu., 45: 1436-1442.

Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri 45 Orhan, S., Er, AO., Camuşcu, N., Aslan, E. 2007. Tool wear evaluation by vibration analysis during end milling of AISI D3 cold work tool steel with 35 HRC hardness, NDT&E Int., 40: 121-126. Özçatalbaş, Y. 2002. Kesici takım aşınması ve iş parçası mekanik özelliklerinin yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetlerine etkisi. J. Politec. 4:, 47-52. Ramulu, M., Branson, T., Kim, D. 2001. A Study on the Drilling of Graphite / Bismaleimide Composite and Titanium stacks. Compos. Struc., 54: 67-77. Şahin, Y. 2003. İmal Usulleri, Gazi Kitapevi, Ankara, 248-259. Tonshoff, HL., Spintig, W., Konig, W., Neises, A. 1994. Machining of holes developments in drilling techonolgy. CIRP Ann. Manuf. Techn., 43: 551-560.

46 Kaplan et al. / AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çelikleri