Analitik bir yaklaşımla form - tornalama uç profillerinin tasarımı; talaş formu geometrisinin takım ömrüne etkisinin araştırılması

Abstract

Form-Tornalama operasyonu ile işlenmesi zor girift geometriler yüksek hassasiyette, hızlı vekaliteli yüzey pürüzlülük değerlerinde imal edilebilmektedir. Kesici uç geometrisinioluşturan; talaş açısı, eksenel talaş açısı, kater açısı gibi geometrik parametreler sebebiyletakım üzerindeki profil iş parçasına aynen yansımamaktadır. İş parçası üzerinde yüksekhassasiyette ve doğru geometriler elde edebilmek için uç profili dizaynında bir miktardüzeltme gerekmektedir.Bilyalı rulmanların seri üretiminde, bileziklerin kapak yuva geometrisi, profil taşlanmış tornauçları ile işlenmektedir. Her rulman tipi farklı kapak yuva tasarımına sahip olduğundan farklıprofillerde yüzlerce kapak yuva uç dizaynı gerekmektedir. Bu sebeple uçların profilindeyapılacak düzeltme miktarının deneysel olarak belirlenmesi mümkün olmamaktadır. Ancak,farklı profillere uygulanabilen parametrik bir formülasyon ile uçların kompanzasyonu yüksekhassasiyette ve hızlı olarak yapılabilmektedir.Bu çalışmada, iş parçası üzerinde yüksek hassasiyette ve doğru geometriler elde edebilmekamacıyla uç profili tasarımında analitik yöntem geliştirilmiş ve bu analitik yöntemindeğişkenleri belirlenerek parametrik formüller çıkarılmıştır. Bu sayede analitik yaklaşım, aynıtipteki tüm profil tasarımlarına uygulanabilir hale getirilmiştir. Form uçlar, geliştirilenparametrik formüle göre dizayn edilmiş ve profil taşlama operasyonu ile imal edilmiştir.Üretilen uçlar seri imalat şartlarında test edilerek formülasyonun doğrulaması yapılmıştır.Tasarım prensibi oluşturulduktan sonra, farklı talaş geometrilerinin uç ömrüne etkisiniaraştırmak amacıyla iki farklı talaş geometrisi tasarımı yapılmış ve üretilen uçlar aynı işparçası üzerinde test edilerek ömür değerleri alınmıştır. Ayrıca takımlara gelen kuvvetlerölçülerek, ömür testi verileri ile birlikte karşılaştırılması yapılmıştır.

Generating highly accurate profiles on the workpiece is an important issue when turning withform cutting tools. The geometric parameters of the cutting tools such as rake angle, axialrake angle and clearance angle directly influence the workpiece dimensions. In order to getaccurate dimensions on the workpiece, a compensation is required on the cutting tool profilebased on the relation between cutting edge profile and the tool geometry.In the mass production of ball bearings, the shield groove of the rings is processedwith profile ground turning cutters. Each bearing type has different groove dimensions, thushundreds of different form cutting tool designs are required. Therefore, individual cutting tooldesigns cannot be defined experimentally; a formulation is required which will yield the exactdimensions of the form cutting tool.In this study, a parametric formulation is developed in order to get accuratedimensions on the workpiece. Form tools were designed by considering the geometricparameters and cermet tools were fabricated by using profile grinding operations. Theparametric formulation is verified with finished workpiece geometry measurements duringmass production. After generating analytical approach, in order to investigate rake facegeometry on tool life, two different rake face goemetry were designed and life test were doneon the same type of shield groove profile. In addition to life test, cutting force were measured.