Design and fabrication of micro end mills for the machining of difficult-to-cut materials
Kesilmesi zor malzemelerin işlenmesi için mikro frezeleme takımlarının tasarım ve üretimi
- Tez No: 442399
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YİĞİT KARPAT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 299
Özet
Mikro frezeleme üç¸ boyutlu karmasık yüzey özelliklerine sahip işlenmesi zor malzemelerden minyatür komponentlerin üretilmesi için kullanılan düşük maliyetli bir işlemdir. Bu işlemde kullanılan mikro kesici takımlar işlenmesi zor malzemelerin kesilmesi sırasında oluşan kötü şartlara maruz kalmakta, takım ömrü azalmakta bu da işlemenin ekonomisini olumsuz etkilemektedir. Bu tezin amacı yüksek hassasiyette mikro kesici takım tasarım ve üretilmesi için sistematik bir yaklaşım geliştirmektir. İşlenmesi zor olarak bilinen paslanmaz çelik, titanyum alaşımı, silikon gibi üç değişik malzemenin işlenme karakterleri deneysel olarak incelenmiştir. Sonuçlar mikro takım geometrisi ve iş malzemesi mekanik özellikleri arasındaki ilişkinin önemini ortaya koymuştur. Bu gözlem sonucunda işlemenin isterlerine bağlı olarak tasarlanan özel mikro takımların üretimi gündeme gelmiştir. Bu çalışmada, sünek malzemelerin mikro işlemesi esnasında önem arz eden, kesme kuvvetlerini, takım aşınmasını ve takım eğilmesini etkileyen, fakat çoğunlukla göz ardı edilen, kesici takıma talaş yapışması konusu detaylı olarak incelenmiştir. Talaşın yapışmasının takım üzerindeki koruyucu etkisi, tel erozyon operasyonu ile takımın ön yüzeyinde oluşturulan mikro-çukurlar vasıtası ile arttırılmış, iki ve üç boyutlu frezeleme operasyonları ile kesici takım ömrü üzerindeki olumlu etkisi gösterilmiştir. Özellikle silikonun işlenmesi esnasında, kesici kenar etrafındaki talaş akışının takım tasarımı üzerindeki önemi ortaya konulmuştur. Silikonun işlenmesi için yenilikçi bir takım geliştirilmiş, yapılan deneylerle işleme üzerindeki etkinliği geçerlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda doğru işleme parametrelerinin seçilmesi ve işleme uygun özel takım tasarımları ile mikro frezeleme işleminde üretkenlik ve işlenen parça yüzey kalitesi ve hassasiyetinde artış elde edilebileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Micromilling is a cost-e ffective method of fabricating miniaturized components with complex, three-dimensional features made from difficult-to-cut materials. Microcutting tools are exposed to harsh conditions during machining of such materials, which leads to short tool life and thus aff ects the economics of the process. The aim of this thesis is to develop a systematic approach to the design and fabrication of high-precision micro-cutting tools. Machining characteristics of three di fferent difficult-to-cut materials–stainless steel, titanium alloy, and silicon–have been investigated using experimental techniques. The results reveal the importance of interaction between tool micro geometry and work material mechanical properties. This observation leads to the development of tailored micro-end mills which are designed and fabricated based on the requirements of the specific machining task. This study also examines in detail built-up edge, an important but usually overlooked issue in micromachining of ductile materials, which a ffects the process forces, tool wear, and tool deflections. The protective eff ect of built-up edge has been exploited by creating micro-dimples on the tool surface using electrical discharge machining. Its positive influence on tool performance has been demonstrated. As for the micromachining of silicon, the flow of cut material around the cutting edge is paramount in tool design. A novel tool design for machining of silicon has been proposed and its eff ectiveness has been validated through experiments. It has been shown that the selection of proper process parameters together with tailored tool design may increase the productivity of micromachining and improve surface quality and dimensional accuracy of micro-scale parts.
Benzer Tezler
- Modeling of micro tool fabrication process using wire electro discharge grinding
Tel erezyonla taşlama yöntemi ile mikro takım üretimi işleminin modellenmesi
ALİ CAN ERGÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. YİĞİT KARPAT
- Design and fabrication of electrostatically actuated nanotweezers by guided self-assembly
Elektrostatik hareket prensibi ile çalışan nano cımbızların tasarımı ve yönlendirilmiş kendinden birleşme metodu ile üretimi
ÖZLEM ŞARDAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ERDEM ALACA
- Modeling and fabrication of silicon micro-grooved heat pipes
Silikon mikro-oluklu ısı borusunun modellenmesi ve üretimi
SERDAR TAZE
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN
PROF. DR. ZAFER DURSUNKAYA
