Bitkisel esaslı kesme sıvılarının delmedeki performansının araştırılması

Abstract

Bu tezde, delik delme işleminde bitkisel esaslı kesme sıvılarının ve kesme parametrelerinin delme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Deneylerde iş parçası malzemesi olarak AISI 304 paslanmaz çelik malzeme ve kesici takım olarak 8 mm çapında HSSE matkap ucu kullanılmıştır. Kesme sıvısı olarak 6 tane bitkisel esaslı kesme sıvısı ve 1 tane ticari mineral esaslı kesme sıvısı kullanılmıştır. Bitkisel esaslı kesme sıvılarından 5 tanesi ayçiçeği ve kanola bitkilerinden geliştirilmiştir, diğer bitkisel esaslı kesme sıvısı ise ticari olarak konsantre halinde temin edilmiştir. Deneyler üç aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk deney çalışmasında deney seti Taguchi L9 (33) ortogonal dizini esas alınarak hazırlanmıştır. Bu deney setinde kesme parametreleri olarak; devir sayısı, ilerleme, delme derinliği alınmıştır. Deneysel data Minitab 14 yazılımı yardımıyla işlenmiştir. Delme parametrelerinin etkisini analiz etmek için ortogonal dizin, işaret/gürültü (S/N) oranı ve varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır. İkinci deneysel çalışma planı olarak; 81 delik sayısı için sabit devir sayısı, ilerleme ve delme derinlik değerleri için performans deneyleri yapılmıştır. Üçüncü deney setinde; farklı devir sayısı ve ilerleme değerlerindeki veriler elde edilmiştir. Delme esnasında kesme kuvvetleri Kistler 9257B dinamometre ile ölçülmüştür. Kuvvet datası DAQ kartı ve Dynoware kullanıcı ara yüzü yardımıyla elde edilmiş ve bilgisayara kaydedilmiştir. Deliklerin yüzey pürüzlülüğü Mitutoyo Surftest SJ 301 ile ölçülmüştür. Her durumda yüzey pürüzlülüğü için iki ölçüm alınmıştır ve analiz için ortalama değer kullanılmıştır. Genel olarak deney sonuçları, geliştirilen bitkisel esaslı kesme sıvılarının kuvveti ve yüzey pürüzlülüğünü azaltmada performansının diğer ticari kesme sıvılarına eşit veya ticari kesme sıvılarından daha iyi olduğunu göstermiştir.

In this thesis, the effects of vegetable based cutting fluids and cutting parameters on drilling forces and surface roughnesses in the drilling were experimentally investigated. In experiments, AISI 304 stainless steel was used as workpiece material and HSSE 8 mm diameter drill was used as cutting tool. Six vegetable based cutting fluids and one commercial mineral based cutting fluid were used as cutting fluids. Five of vegetable based cutting fluids were developed from sunflower and canola (rapeseed), other vegetable based cutting fluid was bought as a commercial. The experiments were conducted at three stages. First experiment were determined by using the Taguchi L9 (33) ortogonal array. Spindle speed, feed rate, drilling depth were taken as cutting parameters in this experiment. The experimental data was processed with the aid of Minitab 14 software. An orthogonal array, the signal-to-noise (S/N) ratio, and the analysis of variance (ANOVA) are employed to analyze the effect of drilling parameters. As second experimental study; performance experiments were conducted at constant spindle speed, feed rate and drilling depth for 81 holes. At third experiment; data at different spindle speed and feed rate was obtained. The drilling forces were measured with a Kistler 9257B dynamometer. Force data was saved on a personal computer, acquired via a DAQ Card and Dynoware user interface. The surface roughnesses of the holes were measured with a Mitutoyo Surftest SJ 301. Two measurements were taken for the surface roughness in each case and the average value was used for analysis. The experiment results show that in general, the performance of developed vegetable based cutting fluids was equal or better than the other commercial cutting fluids in reducing the force and the surface roughness.