Öz. Giriþ; Çelik malzemeler sertliklerinden ötürü, aluminyum malzemelere göre daha iyi talaþ kaldýrýlarak iþlenebilirler. Aluminyum, bakýr ve bakýr alaþýmlarý gibi malzemeler, daha yumuþak bir yapýda olduklarýndan talaþlý imalat esnasýnda talaþ yapýþmasý gibi iþleme zorluklarý ile karþýlaþmaktadýrlar. Taguchi yöntemiyle yapýlan deneysel tasarým ile farklý çaplý kaplamasýz matkap ve farklý kaplamalar yapýlmýþ matkaplarýn, seçilen farklý Non Ferro (demir dýþý) malzemelerin (aluminyum ve pirinç malzemelerin) delme iþlemi esnasýnda alýnan deðerleri ile karþýlaþtýrýlmýþtýr. Kapsam; Bu çalýþmada demir dýþý malzemelerin delinmesinde kullanýlan iki farklý çaptaki matkaplar, Oerlikon Balzers firmasýnda DLC ve TiN kaplanmýþtýr. DLC (Diamond like Carbon) kaplama, karbon içerikli olduðundan siyah renkte olup Oerlikon 830DLC makinasýnda kaplanmýþ, TiN (Titanium Nitrür) kaplama ise, sarý renkte olup Oerlikon firmasýnýn BAI 1200 makinasýnda kaplanmýþtýr. Ayrýca demir dýþý malzemelerin delinmesi için deneyde kaplamasýz takým da kullanýlmýþtýr. Yapýlan deney tasarýmýnda demir dýþý malzemeler olarak 40 mm x 40 mm x 60 mm geometrik ölçülerindeki Aluminyum 6000 serisi ve Pirinç CuZn38Pb2 (CW608N) malzemeler, çaplarý 6 mm ve 10 mm olan kaplamasýz ve kaplama kalýnlýklarý 2 mikron olan TiN kaplama ve DLC kaplama yapýlan matkaplar ile 125 d/dak ve 250 d/dak devir hýzý, sabit 0,2 mm/dak ilerleme hýzý, sabit 25 mm delme derinliði ve bor yaðý soðutma sývýsý iþleme parametrelerinde delinmiþ, delme iþlemi esnasýnda kuvvetler incelenmiþtir. Aluminyum malzeme seçimindeki amaç, sanayide en fazla kullanýlan ikinci metal olmasý geliþen teknoloji ile (Elektrikli araçlar, Hybrid araçlar) kullanýmýnýn aðýrlýk avantajýndan dolayý daha da önem kazanmasýdýr. Pirinç malzeme seçiminde ise bakýrýn en önemli alaþýmý olup, bakýr-çinko alaþýmý, çinko fiyatýnýn bakýrdan düþük olmasý nedeniyle sanayide, geniþ kullaným alanýna sahip olmasýdýr. Amaç; Yapýlan deneysel çalýþma ile DLC kaplý takýmýn, içerdiði karbon katkýsý sayesinde bir yaðlayýcý görevi görererek, Non Ferro malzemelerin, iþleme kalitesine ve maliyet açýsýndan iþleme adedine etkileri araþtýrýlmak istenmiþtir. Yöntem; Demir dýþý metal malzemelerin iþlenmesinde kullanýlan kesici takýmlarýn farklý kaplama malzemeleri ile iþleme verimliliðinin ve kapasitelerinin artýrýlmasý amacýyla gerçekleþtirilen bu çalýþmada, deneysel sonuçlar üzerinde etkili olan 4 parametre; malzeme, matkap çapý, kaplama cinsi ve kesme hýzý olarak tespit edilmiþ ve her bir parametre için iki farklý seviye ile sonuç üzerindeki etkileri araþtýrýlmýþtýr. Çalýþma konusu kapsamýnda, malzeme; aluminyum, pirinç, matkap çapý; 6mm, 10mm, kaplama cinsi; DLC, TiN, kesme hýzý 125 d/dak, 250 d/dak parametre seviyelerine göre oluþturulan Taguchi L8 deney düzeneðine uygun rastgele sýra izlenerek delik delme iþlemi tekrarlý olarak gerçekleþtirilmiþtir. Deneysel sonuçlarýn analizinde Minitab 17 programý kullanýlmýþtýr. Delme momenti deðerinin düþük olmasý istendiðinden ‘En küçük en iyi’ seçimi yapýlarak S/N oraný incelenmiþtir. Belirlenen faktörlerin delme momenti deðeri üzerindeki etkileri saptanmýþtýr. Bulgular; Deney sonrasýnda takýmlarda ve delme iþlemi yapýlan malzemelerde yapýlan incelemelerde, DLC (diamond like carbon) kaplý takým yüzeyinde daha az talaþ birikmesi görülmüþtür. Ayrýca delinen malzemelerin delik çaplarýndan kesit alýnarak, delik içlerindeki yüzey prüzlülükleri incelendiðinde DLC kaplý takým ile delinen malzemelerin yüzey prüzlülüklerinin, TiN kaplý takým ve kaplamasýz takým ile delinen malzemelere göre daha iyi olduðu gözlemlenmiþtir. Takýmlar üzerinde delme iþlemi öncesi ve delme sonrasý ALÝCONA (3D yüzey tarama) cihazýnda yapýlan köþe radyusu ölçümlerinde, DLC (Diamond Like Carbon) kaplý takýmýn köþe yuvarlaklýðýnýn daha az arttýðý gözlemlenmiþtir. Sonuç; Bilindiði üzere doðada karbon iki farklý bað yapýsý ile baðlanmýþtýr. SP2 (iki düzlemsel) ve SP3 (üç düzlemsel) bað yapýlarý. grafit içerdiði SP2 bað yapýlarýndan dolayý daha yumuþak bir malzeme, elmas içerdiði SP3 bað yapýlarýndan dolayý çok sert bir malzemedir. Dolayýsýyla SP2 bað yapýsýndan SP3 bað yapýsýna gidildikçe malzeme sertliði artmaktadýr. Yapýlan DLC (Diamond Like Carbon) kaplamalar SP2 bað yapýsýný ve SP3 bað yapýsýný içinde bulundurur. SP2 bað yapýsý sayesinde grafit malzeme gibi yaðlayýcý bir özelliðe sahip, SP3 bað yapýsýndan dolayý ise oldukça serttir (2500 HV). Bundan dolayý demir dýþý malzemelerin iþlenmesinde, yapýþma iþlemede en büyük problemlerin baþýnda gelir. DLC kaplama bu tip uygulamalarda olumlu yaðlayýcý özelliðinden dolayý takým ömründe artýþ ve iþleme kalitesinde ise olumlu sonuçlar vermektedir. Araþtýrma kapsamýnda tespit edilen parametre ve seviyelerinin sonuç üzerindeki etkileri incelendiðinde en etkili parametrenin malzeme cinsi olduðu, kesme hýzý, matkap çapý ve kaplama cinsi parametrelerinin sýrasýyla onu takip ettiði görülmüþtür. Her bir parametre için delme momentini eniyileyen seviyelerin de malzeme cinsi için aluminyum, kesme hýzý 125 d/dak(düþük hýzda), matkap çapý 6mm(küçük çaplý)) ve kaplama cinsinin ise DLC olduðu tespit edilmiþtir.
Anahtar Kelimeler : Matkap Ýþleme Kalitesi, Deney Tasarýmý, Taguchi.
Yazar Notu: Bu bildiri Kocaeli Üniveristesi Fen Bilimleri Makina Mühendisliði Anabilim Dalý'nda yürütülen "DEMÝR DIÞI METAL MALZEMELERÝN ÝÞLENMESÝNDE KULLANILAN KESÝCÝ TAKIMLARIN FARKLI KAPLAMA MALZEMELERÝ ÝLE ÝÞLEME VERÝMLÝLÝÐÝNÝN VE KAPASÝTELERÝNÝN ARTIRILMASININ DENEYSEL TASARIM YÖNTEMÝ ÝLE ENÝYÝLENMESÝ" baþlýklý Yüksek Lisans Tez çalýþmasý kapsamýnda hazýrlanmýþtýr.
Yazarlar Kocaeli Üniversitesi Ýleri Disiplinler arasý Araþtýrma Laboratuvarý (ÝDEAL) Ýleri Malzeme Teknolojileri Laboratuvarý’na yardým ve desteklerinden dolayý teþekkür eder.
Anahtar Kelimeler: Matkap Ýþleme Kalitesi, Deney Tasarýmý, Taguchi.
|
