Talaşlı imalat sürecinde kesici takım performansının iyileştirilmesine yönelik yeni stratejilerin araştırılması

Abstract

Talaşlı İmalat Sürecinde Kesici Takım Performansının İyileştirilmesine Yönelik Yeni Stratejilerin AraştırılmasıBu tez çalışmasında, Isıl dirençli süper alaşımlardan, nikel esaslı alaşım olan yaşlandırılmış Inconel 718’in işlenmesinde kullanılan ipliksi takviyeli seramik (SiCw) kesici ucun takım ömrü performansında soğutucuların etkisi araştırılmış ve kuru kesme ile kıyaslanmıştır. Bu soğutucular; Vimaxx soğutma hava aparatı ile soğutma ve kriyojenik (karbondioksit ve sıvı azot) soğutuculardır. Deneylerde ilerleme ve kesme derinliği literatür incelemesine göre uygun görülen sabit değerlerde tutulmuş olup, 3 farklı kesme hızı kullanılmıştır. Talaş kaldırma işlemlerinden sonra kesici uçta oluşan aşınma değerleri ölçülmüş ve dijital mikroskop görüntüleri alınmıştır. Yine talaş kaldırma işlemi sırasında dinamometre ile kuvvet ölçümleri, termal kamera ile de kesme bölgesindeki sıcaklık ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Deneylerdeki her koşulun ilk ve son pasosundan sonra talaş kırılabilirliğini göstermek amaçlı, oluşan talaşlar toplanıp görüntüleri alınmıştır. Deneylerden sonra da iş parçalarında oluşan yüzey pürüzlülüğü değerleri ölçülüp, uygun numuneler hazırlanarak X-Işını Kırınımı analizleri ile faz değişimi ve sertlik ölçümleri yapılmıştır. Kesici uçlarda, aşınma bölgesinde, taramalı elektron mikroskobu görüntüleri alınıp, enerji saçınım spektrometresi analizleri gerçekleştirilmiştir. İşlenebilirlik açısından diğer koşullarla karşılaştırıldığında en iyi sonuçlara kuru kesme koşulunda ulaşılırken, sıvı azot kullanıldığında seramik kesici uç performansının hızla azalması sonucu işlenebilirliği düşmüştür.

Investigation of New Strategies to Improve the Performance of Cutting Tools in Machining ProcessesIn this study, different coolants’ effect on nickel based, heat resistant super alloy called aged Inconel 718’s machining with whisker-reinforced ceramic (SiCw) insert’s tool life performance investigated and obtained results were compared with dry machining. These coolants are Vimaxx cold - hot air cooler and cryogenic collant which are carbondioxide and liquid nitrogen. In experiment, feed rates and depth of cut kept constant with review the literature and used 3 different cutting speeds. Wear rates measured and taken photos with digital microscope during the machining tests. Along the same tests, cutting forces and cutting temperatures were measured with dynamometer and infrared camera in the cutting zone respectively. Chips were collected for showing chip breakability in every cutting condition’s first and last pass. After machining test, surface roughnesses measured and samples preparated for X-ray diffraction analyzes and hardness measurements. Meanwhile; scanning electron microscope images taken and energy dispersive X-ray spectroscopy analyzes made on cutting tools wear zones. When compared machinability with other conditions, the best results presented in dry cutting condition and in liquid nitrogen used cooling condition, ceramic inserts performance rapidly decreased that reduced machinability.