7075 alüminyum alaşımın freze ile işlenmesinde kesme parametresi değişimlerinin titreşim ve yüzey pürüzlülüğü değerlerine etkilerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, savunma sanayinde kullanılan 7075 alüminyum alaşım iş parçasının iki yüzeyi 120 derece açıyla aynı anda Çift Milli Freze tezgahı ile 667 m/dak, 741 m/dak ve 816 m/dak kesme hızlarında, kaplamasız karbür kesici uçlar kullanılarak işlenmiştir. Kullanılan kater 63 mm çapında ve 3 kesici uç bağlanacak şekildedir. Frezeleme esnasında oluşan titreşimlerin ve frezelenmiş iş parçasının yüzey pürüzlülüğü değerlerinin; freze devri, ilerleme hızı gibi parametre değişimlerine bağlı olarak aralarındaki ilişkinin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla farklı devirlerde ve ilerleme hızlarında deneyler yapılmıştır. Deneylerden güvenilir sonuçlar alabilmek için öncelikle kritik hız vuruş testi yapılmış ve freze tezgahının doğal frekansı tespit edilmiştir. Belirlenen bu doğal frekans ve katları ile çakışmayacak ve rezonans değerlerinden uzak olacak şekilde frezeleme devirleri 3375 d/d, 3750 d/d ve 4125 d/d olarak belirlenmiştir. Önce bu devirlerde talaş kaldırma yapmaksızın tezgah çalıştırılmış ve titreşim değerleri ölçülmüştür. Ölçülen titreşim değerleri ISO 2372 Titreşim Standartları'na göre değerlendirilmiş ve bu standarda göre uygun olduğu görülmüştür. Daha sonra 3375 d/d, 3750 d/d ve 4125 d/d freze devirleri ve 0,42 m/dak, 0,54 m/dak ve 0,60 m/dak ilerleme hızlarında iş parçasından talaş kaldırılarak deneyler yapılmıştır. Deneyler esnasında titreşim değerleri ölçülerek kayıt altına alınmış ve her frezeleme işleminden sonra iş parçasının 6 farklı yerinden yüzey pürüzlülüğü ölçümü yapılmıştır. Titreşim seviyesi ve yüzey pürüzlülüğü değerleri, devir ve ilerleme hızı değişimleri ile birlikte incelenmiş ve böylece 7075 alüminyum alaşımın aynı anda iki yüzeyinin frezelenmesi esnasında en uygun titreşim seviyesi ve yüzey pürüzlülüğü değerleri için freze devri ve ilerleme hızı değişkenleri belirlenmiştir. Bu sayede hem daha iyi yüzey kalitesine sahip iş parçaları elde etmek hem de titreşimleri azaltmak mümkün olacaktır. Ayrıca titreşimin azaltılması üretim maliyetlerini azaltacak ve mekanik çözülmeleri engelleyerek olası risklerin önüne geçilecektir.

In this study, two surfaces of the 7075 aluminum alloy workpiece used in the defense industry were milled at at 120 degree angles at the same time by double spindle milling machine at 667 m/min, 741 m/min and 816 m/min cutting speeds by using uncoated carbide inserts. Cutter used in this study is 63 mm diameter and is to be connected 3 inserts. Behavior of vibrations occured during the milling and values of surface roughness of the milled workpiece according to parameter changes such as milling cycles, feed rate examined and identifying of the correlation between them was intended. For this purpose, experiments were done at different milling speeds and feed rates. To get reliable results from the experiments firstly critical hit test had been done and the natural frequency of the milling machine was detected. Milling cycles are determined as 3375 rpm, 3750 rpm and 4125 rpm not to overlap with natural frequency and be away from resonance values. The milling machine were run in this cycles without chipping and vibrations were measured. Measured vibration values were evalueted according to ISO 2372 Vibration Standart and in accordance with this standart they were seen as 'good'. Then for 3375 rpm, 3750 rpm and 4125 rpm milling cycles, the workpiece was milled by chipping at 0,42 m/min, 0,54 m/min and 0,60 m/min feed rate. During to experiments vibration values were measured and recorded and after every milling process the surface roughness were measured from 6 different place of the milled workpiece. Vibration level and surface roughness values were examined with milling cycle and feed rate variations. Thus, for optimal vibration value and surface roughness, milling cycle and feed rate parameters were determined during to simultaneously milling of 2 faces of the 7075 aluminum alloy. Whereby it is possible to get both workpiece having better surface quality and decreased vibrations. It will also reduce production costs and decreased vibrations will prevent potential risk by preventing mechanical resolved.