Paslanmaz çeliklerin düzlem yüzey frezelemede talaşlı işlenebilirliğinin incelenmesi


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, Department of Mechanical Education, Turkey

Approval Date: 2004

Thesis Language: Turkish

Student: MEHMET ETİK

Supervisor: Senai Yalçınkaya

Abstract:

Paslanmaz çelikler tıbbi cihazların yapımında, gıda, kimya ve savunma sanayi gibi endüstri alanlarında hızla gelişen teknolojiyle kullanımı sürekli artmaktadır. Paslanmaz çeliklerin sahip oldukları yüksek çekme mukavemetleri ve korozyon dirençleri, düşük ısıl iletkenlik, sünek bir malzeme olması, yüksek miktarda krom-nikel ve bir miktar molibden gibi mukavemet arttırıcı elementlerinin içermesi ve işlerken pekleşme özelliği başlıca talaşlı işlemeyi güçleştiren faktörlerdir. Talaş kaldırma parametrelerinin tespit edilmesinde kesici takım geometrisine bağlı olan kesici uç açısı, boşluk açısı (a), talaş açısı (l), kama açısı (b) ve kesici uçların takım şaftına yerleştirme açısı (k), gibi faktörlerin kesme kuvvetlerine etkisi büyüktür. Paslanmaz çeliklerin talaşlı işlenebilirliği çok zor olduğundan kesici takım seçimi önem kazanır. Üniversal freze tezgahında düzlem yüzey frezeleme yöntemiyle östenitik AISI 304, AISI 316 ve martensitik AISI 420 paslanmaz çeliklerin talaşlı işlenebilirliği incelendi. Talaş kaldırmaya etki eden kesme parametreleri tespit edildi. Deneysel çalışmamız dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde; frezeleme yöntemleri tanıtıldı. Talaş kaldırma işlemi ile ilgili olarak yapılan çalışmalar lendi. Frezeleme yöntemleri anlatılarak karşılaşılan problemler üzerinde duruldu. Daha sonra talaşlı işlenebilirliği etkileyen faktörler açıklanmaya çalışıldı. İkinci bölümde; deneyde kullandığımız paslanmaz çelik malzemelerinin genel özellikleri anlatıldı. Endüstride geniş kullanım alanına sahip olan paslanmaz çeliklerin işlenebilirliğini kolaylaştırmak için yapılabilecek çalışmalar üzerinde duruldu. Üçüncü bölümde; deneysel çalışmamız tanıtıldı. Deneysel çalışmada kullanılan malzemelerin kimyasal ve mekanik özellikleri gösterildi. Deney sisteminde kullanılan elemanlar ayrıntılı olarak anlatıldı. Dördüncü bölümde; deneyde elde edilen verilerin grafikleri elde edildi ve değerlendirilerek yorumlandı. AISI 304, AISI 316 ve AISI 420 paslanmaz çelik malzeme için elde edilen grafiklerin karşılaştırmaları yapılarak işlenebilirlik bakımından en iyi sonuçları veren malzeme seçildi. Günümüzde en çok kullanılan östenitik özelliğe sahip olan AISI 304 ve AISI 316 ile martensitik özellikleri olan AISI 420 paslanmaz çelik malzemeleri kullanıldı. Bu çalışma ile seçilmiş olan paslanmaz çeliklerin işlenebilirliğinin arttırılmasına yönelik bir deneysel çalışma yapıldı. Deneysel çalışmamızda AISI 304, AISI 316 ve AISI 420 paslanmaz çelik malzeme için kesme parametreleri; kesici ağız sayısı (z), talaş derinliği (at), kesme hızı (Vc) ve ilerleme hızı (f) değerleri aynı tutuldu. Elde edilen kesme kuvvetleri verilerinin bilgisayarda grafik analizleri yapıldı. Bu malzemelerin düzlem yüzey frezeleme işleminde sert maden uçlu kesici takım kullanılarak talaşlı işlenebilirliği incelendi. Sert maden uçlu freze çakısı ile düzlem yüzeyin frezelenmesinde meydana gelen kesme kuvvetleri deneysel olarak incelendi. Kesme kuvvetlerinin değişimine etki eden kesme parametreleri, elde edilen verilerin grafikleri ile yorumlandı. . Mayıs, 2004 Mehmet ETİK ABSTRACT In paralel to developing technology, stainless steels has been used widely in producing medical equipment, invarious industry fields such as industries. Stainless steels having high bending strength and corrossion resistance, low thermal conductiveness, being ductile material, containing chrome-nickel in high rate and some strength increasing elements such as molibden and being hardened during machining are the main factors that make machining difficult. In determined machining parameters such as cutter edge angle, clerance angle (a), chip angle (l), cutter angle (b) and placing angle of cutting edges to tool shaft (k), have high effect on cutting forces. Because machinability of stainless steels is very difficult, selection of cutters is very important. Machinability of austenitic AISI 304, AISI 316 and martensitic AISI 420 stainless steels in face milling method at universal milling machine has been examined. Cutting parameters effecting on chip removal have been determined. Experimental study consists of four parts in the first part milling methods are presented. Studies related with chip removal process are summarised. Milling methods are described and problems encountering are handled. Then factors effecting on machinability are covered. In the second part; attributes of stainless steels used in experiment are explained. It is dewelt on possible studies to facilitate machinability of stainless steels used widely in industry. In the third part; experimental study is described. Chemical and mechanical characteristics of materials used in the experimental study are shown. Elements used in the experimental system are explained in detail. In the fourth part; graphics of data obtained from the experiment are draw and interpreted. Graphics of AISI 304, AISI 316 and AISI 420 stainless steels are compared and the material which gives the best results in view of machinability is selected. In the time being most widely used stainless steels; AISI 304 and AISI 316 having austenitic attributers and AISI 420 having martensitic attributes are used. With this study an exprimental study is made in order to increase machinability of selected stainless steels. In the experimental study for AISI 304, AISI 316 and AISI 420 stainless steel, cutting parameters; number of cutting edges (z), chip depth (at), cutting speed (Vc) and feed rate (f) values are not changed. Data of cutting forces have been obtained and their graphes are drawn by computer. Using hard metal edged cutter tools in face milling of thiese materials, machinability is investigated. Cutting forces formied during face milling with hard metal edged cutter have been examined experimentally. Cutting parameters effecting on cutting forces variation are interpreted by drawing graphics of obtained data. May, 2004 Mehmet