Kesici takımlarda dahili soğutma yönteminin geliştirilmesi ve kesme işlemine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada talaş kardırma işleminde dahili soğutma yöntemiyle birlikte farklı soğutma yöntemlerinin; kesici takım sıcaklığına, kesme kuvvetine, ilerleme kuvvetine ve takım aşınmasına olan etkileri incelemiştir. Deneylerde geometrisi özel olarak tasarlanmış M2 kalite HSS kesici takım kullanılmıştır. Kesici takım içerisine kanallar açılmış olup bu kanallardan su ve sıvı-hava karışımı olmak üzere iki farklı akışkan geçirilerek kapalı devre soğutma yapılmıştır. Bununla birlikte, çalışma kuru kesme ve geleneksel (akıtma) soğutma yöntemiyle kıyaslanmıştır. Talaş kaldırma yöntemi olarak dik (ortogonal) tornalama işlemi yapılmış olup iş parçası malzemesi olarak CuZn37 pirinç ve St42 çelik kullanılmıştır.Pirinç malzemenin işlenmesinde en yüksek kesme kuvveti sıvı-hava karışımlı dahili soğutmada en düşük kesme kuvveti ise geleneksel soğutma yönteminde oluşmuştur. Çelik malzemenin işlenmesinde kesme ve ilerleme kuvveti en yüksek sıvı-hava karışımlı dahili soğutma ile, en düşük ise geleneksel soğutma yöntemiyle kesme işleminde oluşmuştur. En yüksek ve en düşük takım sıcaklıkları sırasıyla kuru kesmede ve sulu dahili soğutma işleminde oluşmuştur. En fazla takım aşınması kuru kesme işleminde en az aşınma ise geleneksel soğutma ile kesme işleminde elde edilmiştir. Dahili soğutma yönteminde oluşan takım aşınmasının kuru kesmeye göre daha az olduğu görülmüştür. İlerleme hızındaki artışa paralel olarak, geleneksel ve dahili yöntemle elde edilen takım aşınma miktarları arasındaki farkın kayda değer oranda azaldığı belirlenmiştir.

In this study, the effect of two different internal cooling systems on tool temperature, cutting force, feed force and tool wear has been investigated during orthogonal turning operation. The results have been compared with that of traditional (flood) cooling systems as well as dry cutting. In the experiments, an M2 type HSS cutting tool with special designed geometry has been used. Some forms of cooling channels have been machined underside of the cutting tool for the cutting fluid to circulate. Two types of fluids being water and a mixture of air-water have been experimented in the internal cooling systems. The tests were performed on two different work piece materials; CuZn37 brass and St42 steel.When machining brass, the highest cutting force was obtained from internal cooling with air-water mixture, while the lowest cutting force from flood cooling. When machining steel material, the highest and lowest cutting and feed force data were obtained from air-liquid mixture and flood cooling respectively. The highest and the lowest cutting tool temperatures have been generated when dry cutting and internal cooling with water respectively. The highest tool wear was obtained from dry cutting, while the lowest from flood cutting. Tool wear from internal cooling system has been observed to be less than that from dry cutting. With increasing feed rate, the difference in tool wear from internal cooling and flood cooling has decreased to a significant extent.