Ti6Al4V alaşımının tornalanmasında işleme parametrelerinin ortalama yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvveti üzerindeki etkisinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, kesme parametreleri, (Kesme kuvveti, ilerleme miktarı ve kesme derinliği), kesici takım uç yarıçapı ve kesici takım kaplama türünün Ti6Al4V titanyum alaşımının işlenebilirliği üzerindeki etkisi incelenmiştir. Deneylerde dört farklı kesme hızı (75, 100, 125, 140 m/dak), üç farklı ilerleme miktarı (0,15 - 0,2- 0,25 mm/dev), üç farklı kesici takım uç kavisi (0,8 - 1,2 - 1,6 mm) ve iki farklı sementit karbür (PVD ve CVD kaplamalı) takım kullanılmıştır. Kesme parametrelerinin kesici takımlara etki eden kesme kuvveti bileşenleri (Fc, Ff, Fr) piezo-elektrik dinamometre yardımı ile ölçülmüştür. Her bir deney sonrasında iş parçası malzemesi yüzeyinde meydana gelen ortalama yüzey pürüzlülük değerleri profilometre yardımı ile ölçülmüştür. Deneyler sonrasında takımlarda meydana gelen hasarların tespiti için, hasarlı takımların yüzey resimleri üç nokta motorize portable mikroskop ile çekilmiştir. Elde edilen esas kesme kuvveti ve ortalama yüzey pürüzlülük değerleri grafiksel olarak değerlendirilmiş ve yorumlanmıştır. Deneysel çalışma sonucunda kesme parametrelerinin (kesme kuvveti ve ilerleme miktarı) kesme kuvveti bileşenleri ve ortalama yüzey pürüzlülük değerleri üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Kesici takım uç yarıçapı arttıkça elde edilen esas kesme kuvvetinde düşüş elde edilmiştir. PVD takımların işleme esnasında oluşan ısıyla kısa sürede hasara uğradığı tespit edilmiştir. En küçük esas kesme kuvveti (Fc) değeri, CVD takımlarda kesici takım yarıçapının 1,6 mm kesme hızının 100 m/dak ve ilerleme miktarının 0,15 mm/dev olduğu durumda 476,72 N olarak ölçülmüştür. En büyük esas kesme kuvveti (Fc) değeri, PVD takımlarda takım yarıçapının 1,2 mm kesme hızının 75 m/dak ve ilerleme miktarının 0,25 mm/dev olduğu durumda 871,39 N olarak ölçülmüştür.

The present study is an experimental investigation on machinability of Ti6Al4V titanium alloy, by turning method. The effects of cutting condition (cutting speed, feed rate and depth of cut), tool nose radius and cutting tool coating type on cutting forces and surface roughness were determined. Four different cutting speed (75, 100, 125, 140 m/min), three different feed rate (0.15, 0.2, 0.25 mm/rev), three different nose radius (0.8, 1.2, 1.6 mm) and two different cementite carbide tool (CVD and PVD coated tools) were selected for the experimental analysis. In this study on cementite carbide cutting tools, the components of cutting force (Fc, Ff, Fr) on cutting tool were measured by piezo-piezo-electric dynamometer and surface roughness measured by profilometer. The resultant cutting force and roughness values were graphically interpreted, the results were evaluated. In order to identify wear mechanism on surface of tool, worn inserts were observed by three point motorize portable microscope. Experimental results showed that all cutting parameters (cutting speed, feed rate and depth of cut) have significant effect on cutting force and surface roughness. It is observed that the cutting force decrease with the increase of nose radius value. It is observed that PVD coated cutting inserts are failure rapidly because of high machining temperature. The minimum cutting force is measured 476,72 N where turning is done CVD coated insert at cutting speed 100 m/min, feed rate 0,15 mm/rev and nose radius 1,6 mm. The maximum cutting force is measured 871,39 N where turning is done PVD coated insert at cutting speed 75 m/min, feed rate 0,25 mm/rev and nose radius 1,2 mm.