Alüminyum 7075 alaşımının talaşlı imalatı için karbür parmak freze geliştirilmesi ve optimizasyonu
Development and optimization of carbide end mill for machining of aluminum 7075 alloy
- Tez No: 926073
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM ÖZSERT, DOÇ. DR. ÖMER SEÇGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Talaşlı imalat, havacılık ve üretim sektörlerinde meydana gelen hızlı gelişmelerle birlikte, üretim süreçlerinde vazgeçilmez bir yöntem haline gelmiştir. Hammadde üzerinden talaş kaldırma esasına dayanan bu yöntem, geniş bir malzeme yelpazesine uygulanabilirliği sayesinde dikkat çekmektedir. Bununla birlikte, artan talep, talaşlı imalat süreçlerinde karşılaşılan teknik ve operasyonel problemlerin çözümüne yönelik araştırmaları da zorunlu kılmaktadır. Özellikle kesme parametrelerinin ve kesici takım geometrisinin doğru şekilde belirlenememesi, takım aşınması, düşük yüzey kalitesi, artan kesme kuvvetleri ve buna bağlı olarak verimlilik kaybı gibi sorunlara neden olmaktadır. Bu durum hem üretim maliyetlerini yükseltmekte hem de süreçlerin etkinliğini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmada, Al 7075 alüminyum alaşımı üzerinde gerçekleştirilen talaş kaldırma işlemleri incelenmiş; kesici takım geometrisi ve kesme parametrelerinin üretim performansına etkileri araştırılmıştır. Deneylerde, ağız sayısı, talaş açısı ve boşluk açısı değişkenleri kullanılarak 27 farklı karbür parmak freze üretilmiştir. Üç farklı kesme hızında talaş kaldırma işlemleri gerçekleştirilmiş; kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülük değerleri ölçülmüştür. Elde edilen veriler, Taguchi yöntemiyle optimize edilmiştir. Sonuçlara göre, tek ağızlı takımlarla en düşük kesme kuvveti 70 m/dk hızda 8° boşluk açısında ve 14° talaş açısında 56,38 N olarak ölçülmüştür. İki ağızlı takımlarda, en düşük kesme kuvveti 85 m/dk hızda 12° boşluk açısında ve 22° talaş açısında 18. deneyde 220,89 N, üç ağızlı takımlarda ise 100 m/dk hızda 22° talaş açısında ve 8° boşluk açısında 21. deneyde 469,72 N olarak kaydedilmiştir. Talaş açısının artırılması ve uygun kesme hızlarının seçimi, kesme kuvvetlerini azaltmada etkili bulunmuştur. Yüzey pürüzlülüğü açısından, tek ağızlı takımlarla en düşük değer 0,17 µm, iki ağızlı takımlarla 0,23 µm ve üç ağızlı takımlarla 0,22 µm olarak elde edilmiştir. Özellikle talaş açısının 18° ve 22° arasında tutulması, yüzey kalitesini optimize etmiştir. Kesme hızının artırılması, işlem süresini kısaltırken, aşırı hızların takım aşınmasını hızlandırabileceği vurgulanmıştır. Elde edilen bulgular, talaşlı imalat süreçlerinin daha verimli hale getirilmesi için kesici takım geometrisi ve kesme parametrelerinin doğru şekilde belirlenmesinin kritik öneme sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Çalışma, üretim verimliliği ve yüzey kalitesi arasındaki dengeyi sağlamak adına önemli bir rehber niteliği taşımaktadır. Bu doğrultuda, talaşlı imalat süreçlerinde daha ileri düzey iyileştirmeler için kapsamlı bir temel oluşturulmuştur.
Özet (Çeviri)
Machining has become an indispensable method in manufacturing processes with the rapid advancements in the aerospace and production sectors. Based on the principle of material removal from raw materials, this method attracts attention due to its applicability to a wide range of materials. However, increasing demand necessitates research aimed at solving the technical and operational problems encountered in machining processes. In particular, issues such as the inability to accurately determine cutting parameters and tool geometry, tool wear, poor surface quality, increased cutting forces, and consequent efficiency loss arise. These problems not only increase production costs but also negatively impact the effectiveness of the processes. In this study, machining operations performed on Al 7075 aluminum alloy were examined, and the effects of cutting tool geometry and cutting parameters on production performance were investigated. During the experiments, 27 different carbide end mills were produced by varying flute numbers, rake angles, and clearance angles. Material removal operations were carried out at three different cutting speeds, and cutting forces and surface roughness values were measured. The obtained data were optimized using the Taguchi method. According to the results, the lowest cutting force with single-flute tools was measured as 56.38 N at 70 m/min speed, with an 8° clearance angle and a 14° rake angle. For two-flute tools, the lowest cutting force was recorded as 220.89 N in the 18th experiment at 85 m/min speed, with a 12° clearance angle and a 22° rake angle. For three-flute tools, the lowest cutting force was observed as 469.72 N in the 21st experiment at 100 m/min speed, with a 22° rake angle and an 8° clearance angle. Increasing the rake angle and selecting appropriate cutting speeds were found effective in reducing cutting forces. Regarding surface roughness, the lowest value was obtained as 0.17 µm with single-flute tools, 0.23 µm with two-flute tools, and 0.22 µm with three-flute tools. Maintaining the rake angle between 18° and 22° optimized surface quality. Although increasing the cutting speed shortened the machining time, it was highlighted that excessive speeds could accelerate tool wear. The findings reveal that accurately determining the cutting tool geometry and cutting parameters is crucial for making machining processes more efficient. This study serves as a significant guide for balancing production efficiency and surface quality, providing a solid foundation for further improvements in machining processes.
Benzer Tezler
- Havacılık ve uzay sektöründe kullanılan 7075 – t651 alüminyum alaşımının işlenmesi için özel imalat matkap uçlarının deney tasarımı yöntemi ile performansının optimizasyonu
Optimization of performance by experimental design method of special manufacturing drill bits for processing 7075 – t651 aluminum alloy used in aviation and space industry
YAĞIZ ÖZBEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENAİ YALÇINKAYA
- Alüminyum-7075 dövme alaşımlarının dökülebilmesi ve T6 yaşlandırma ısıl işlemi ile mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Castability of wrought 7075 aluminum alloys and improvement in mechanical properti̇es with T6 age hardening
MEHMET DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM DEMİR
- Alüminyum alaşımlarının talaşlı imalatında talaş açısı etkisinin deneysel olarak araştırılması
An experimental investigation of rake angle effect on machining of aliminium alloys
MUSTAFA SEKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ULVİ ŞEKER
- Alüminyum 7075-T6 alaşımının frezelenmesinde takım salgısının yüzey pürüzlülüğüne ve ölçü tamlığına etkisi
Effect of tool runout on surface rooghness and dimensional accuracy in milling of aluminum 7075-T6 alloy
FURKAN BERAT GENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM SAVAŞ DALMIŞ
- Hassas döküm yöntemiyle üretilen femoral diz komponentlerinde seramik maça kullanımı ile talaşlı imalat minimizasyonu
Minimization of machining by using ceramic cores during the investment casting process of femoral knee components
CEVAT YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECİP ÜNLÜ