Torna tezgâhında kanal açma operasyonları için kesme parametrelerinin kesme kuvveti, takım aşınması ve kanal profili üzerindeki etkisinin incelenmesi

Abstract

Talaşlı imalatta tornalama operasyonları içerisinde en karmaşık işleme yapısına sahip yöntemlerden birisi kanal açma işlemleridir. Talaş kaldırma işlemi sırasında kesici ucun üç yüzeyinin de iş parçası üzerine aynı anda temas etmesi ve oluşan talaşın kanal içerisinde sergileyeceği davranış, işlemin zorlaşmasına sebep olan temel unsurlardır. Bu şartlar altında, istenilen yüzey kalitesi, kanal geometrisi ve ölçü hassasiyetine sahip bir kanal açma işlemi için kesme şartlarının (kesme hızı, ilerleme hızı, kesici geometrisi ve kesici takım malzemesi) en iyi şekilde belirlenmesi gerekmektedir. Çalışmada, kaplamalı (TiAlN) ve kaplamasız, GM ve TF talaş kırıcı geometriye sahip 4 farklı kesici uç kullanılmıştır. Kanal açma işlemi AISI 1050 çelik malzemesi üzerinde 4 farklı kesme hızı (60-96-153-245 m/dak) ve 4 farklı ilerleme hızı (0,06-0,14-0,22-0,3 mm/dev) değerleri ile kuru kesme şartları altında gerçekleştirilmiştir. Kanal açma işlemleri sırasında kesme kuvvetleri ve kanal yüzey pürüzlülük değerleri incelenmiştir.Kesme kuvvetleri bakımından en düşük değerler yüksek kesme hızlarında elde edilmiştir. Kesme hızlarına bağlı olarak artan sıcaklık ile plastik deformasyonun kolaylaşması, kesme kuvvetlerinin düşmesi ile sonuçlanmıştır. Kaplamalı takımlarla yapılan deneylerde kaplamasız takımlara göre daha yüksek kesme kuvvetleri görülmüştür. Yüzey pürüzlülüklerine bakıldığında ise en iyi sonuçlar kaplamalı takımlarla yapılan deneylerde elde edilmiştir. Artan kesme hızları ile birlikte TF geometriye sahip kesici uçların yüzey pürüzlülük değerlerinin düşmesinde önemli bir etkiye sahip oldukları görülmüştür.

Parting and grooving is one of the most complex machining operations in chip removal methods. During chip removal, three surfaces of grooving inserts to the workpiece at the same time and behavior of chip in grooves are essential facts on the difficulty of process. In these context, it is required to determine the optimal cutting conditions(cutting speed, feed rate, material of insert and insert geometry) for the best surface quality, groove geometry and dimension sensivity. In this study, 4 different types of inserts as coated-uncoated and GM-TF geometry have been used. Grooving operations in the experiments have been carried out on AISI 1050 steel material with 4 different cutting speeds (60-96-153-245 m/min) and 4 different feed rates (0,06-0,14-0,22-0,3 mm/rev) in dry machining conditions. Cutting forces and surface roughness values have been determined during the grooving processes.The lowest results with regard to cutting forces have been obtained with high cutting speeds. Depending on cutting speeds with increasing temperature, it has been seen facilitate of plastic deformation and resulted in a reduction of cutting forces.With the coated grooving inserts, it has been obtained the best results for the surface roughness. Increasing cutting speeds have significant effects in the decrease of the surface roughness.