Kesici takım aşınması ve iş malzemesi mekanik özelliklerinin yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetlerine etkisi

The effects of tool wear and mechanical properties of workpiece material on surface roughness and cutting forces

Özet

Talaşlı imalat işlemlerinde, işlenen parçanın yüzey kalitesi ve işleme için gerekli güç sarfiyatı önemli parametrelerdir ve bunlar takım aşınmasından doğrudan etkilenirler. Bu etkileşim, işlenen malzemenin mekanik özelliklerindeki değişimler de dikkate alınarak araştırılmıştır. Yapılan talaş kaldırma işlemlerinde, tavlama ısıl işlemleriyle mekanik özellikleri değiştirilmiş SAE 4140 çelik malzeme ve değiştirilebilir sertmetal kesici uç kullanılmıştır. Yan yüzeyi farklı miktarlarda doğal olarak aşındırılmış kesici uçlar ile tornalama yaparken, gerinim-ölçer esaslı bir dinamometre vasıtasıyla kesme ve ilerleme kuvveti ölçülmüştür. Ayrıca aynı kesici uçlarla işlenen farklı mekanik özelliklerdeki malzemelerin yüzey pürüzlülükleri ölçülmüştür. Yan yüzey aşınma miktarı ve daha çok işlenen malzemenin mekanik özelliklerindeki artış, ilerleme kuvvetini önemli miktarda arttırmıştır. Aynı zamanda, takım aşınma miktarının yüzey kalitesine olan olumsuz etkisi, mekanik özellikleri yüksek olan malzemede çok daha belirgin hale gelmiştir.

Abstract

At the metal cutting operations, surface quality of machined materials and power consumption are important parameters which are directly affected from wearing of cutting tool. This interaction was investigated by considering various mechanical properties of machined materials. For turning operations of SAE 4140 steel, whose mechanical properties were changed by annealing heat treatment, indexable carbide inserts were used. During the turning operation of this material by carbide inserts, which was flank worn by natural turning operations, tangential and axial forces were measured by means of a strain-gauge dynamometer. Surface roughness of the materials, which had various mechanical properties, was measured after being machined by the same carbide inserts. The axial force increased as the flank wear land increases and this force increased considerably by increasing the mechanical properties of machined materials through heat treatment. Furthermore, the negative effect of flank wear land on surface quality was more pronounced at the materials which had higher mechanical properties.