Deneyin Uygulanışı

Kurulmuş olan deney düzeneği Şekil 3.10’da verilmektedir.

Şekil 3.10. Kurulmuş olan deney düzeneği

Öncelikle, iş parçası konvansiyonel freze takımı ile ön frezeleme işlemine tabii tutulmuş ve yüzeyi temizlenmiştir.

Mikro iş mili üreticisinin katalog bilgileri doğrultusunda, kesici takım devir sayısı ile beslenen soğutucu akışkan arasında formül 3.1’deki bağıntının olduğu ifade edilmiştir.

Nmm = 18 x ln(Psa) (3.1)

Nmm = Mikro iş mili devir sayısı (1000 x dev/dak)

Psa = Mikro iş mili giriş soğutucu akışkan basıncı (bar)

Bu çerçevede, Psa değeri tezgahtan beslenen 20 bar değerindeki akışkan basıncı için 53.923 dev/dak olarak hesaplanmıştır. Kullanılan tezgahın fonksiyonlarına göre, soğutucu akışkan tezgah ana iş milinin hareketi ile başlatılabildiği için, deneyler sırasında ana iş miline 100 dev/dak devir verilmiştir. Bu koşullar altında, kesici takım devrinin yaklaşık olarak 54.000 dev/dak olduğu kabul edilmiştir. Kabul edilen söz konusu devir daha sonra Çizelge 3.9’da işleme süresi ile karşılaştırılmıştır.

Belirlenen devir sayısına karşılık gelen kesme hızlarının bulunmasında ise formül 3.2 kullanılmıştır.

V_c = ^πd(Nmm)

1000 (3.2)

d = Kesici takım çapı (mm),

Nmm = Mikro İş Mili Devir sayısı (^devir

dak ), Vc = Kesme hızı ( ^m

dak)

Bu doğrultuda, 20 bar basınç değeri için kesme hızı değerleri,

 400 µm çaplı kesici takım için 67,82 m/dak

 500 µm çaplı kesici takım için 84,78 m/dak

 700 µm çaplı kesici takım için 118,692 m/dak

olarak hesaplanmıştır.

Ayrıca, teorik olarak ve deney sonuçları doğrultusunda bulunan ilerleme hızları için formül 3.3 kullanılmıştır.

Fmm = Nmm x Tdiş x fz (3.3)

Fmm = Mikro iş mili ilerleme hızı (mm/dak) Nmm = Mikro iş mili devir sayısı (dev/dak) Tdiş = Kesici takım ağız sayısı (adet) fz = Diş Başına İlerleme (mm/diş)

Bu çerçevede, devir başına ilerleme ise formül 3.4’ten elde edilmektedir.

fn = Tdiş x fz (3.4)

fn = Devir başına ilerleme (mm/dev) Tdiş = Kesici takım ağız sayısı (adet) fz = Diş Başına İlerleme (mm/diş)

Bu doğrultuda, 30 mm kanal frezeleme işlemi için normal iş milinde, 54.000 dev/dak devir sayısında mikro iş miline bağlı takımın 0,001 mm/diş, 0,003 mm/diş ve 0,005 mm/diş diş başı ilerleme değerlerine ulaşması için, tezgahın ana iş milinin devir sayısının 54.000 dev/dak değerindeyken formül 3.3’ten, mikro iş milinin 2 ağızlı mikro takım kullanılması ile, formül 3.4 kullanılarak yapılan hesaplamaya göre 0,002 mm/dev, 0,006 mm/dev ve 0,01 mm/dev devir başına ilerleme ile 108 mm/dak, 324 mm/dak ve 540 mm/dak ilerleme hızı değerine ulaşması gerektiği hesaplanmıştır.

Bu çerçevede, Taguchi seviyeleri belirlenirken kesme parametreleri sonucunda elde edilen aşınma değerleri ve yüzey pürüzlülüğü değerlerinin literatüre uygun şekilde elde edilmesi amaçlanarak daha önceki çalışmalarda kullanılan diş başına ilerleme değerleri göz önünde bulundurulmuş, bu doğrultuda, tezgah ayarlaması formül 3.3 ve 3.4 kullanılarak elde edilen ilerleme hızlarına göre yapılmıştır.

Deneyde belirlenen eksenel kesme derinliği (ap) ise dik işleme tezgahı üzerinden 0,05 mm, 0,075 mm ve 0,1 mm olarak ayarlanmıştır. Buna ilaveten, yanal kayma mesafesi (ae) olarak bilinen ve kesici takım çapına bağlı olarak yüzde %30, %40 ve %50 olarak belirlenen kesme parametresi de kontrol parametreleri arasına dahil edilmiştir.

Bu çerçevede, mikro kesici takım çapı (d), diş başına ilerleme (fn), eksenel kesme derinliği (ap) ve yanal kayma mesafesi (ae) kontrol parametreleri olarak belirlenmiş ve bu parametrelere göre, tezgahtan devir başına ilerleme (fn), kesme hızı (Vc) ve ilerleme hızı (F) değerleri hesaplanmıştır. Deneyler uygulanırken takımların işleme mesafesi ve işleme sırasındaki yanal kaçma sayısının hesaplanması için ise formül 3.5’ten yararlanılmıştır.

Wkanal = d + (n x ae) (3.5)

Wkanal = Gerekli minimum kanal genişliği (mm) d = Her deney için belirlenen takım çapı (mm)

n = Minimum yanal kayma mesafesi sayısı (adet)

ae = Her deney için belirlenen yanal kayma mesafesi (mm)

Formül 3.5’ten anlaşıldığı üzere, gerekli kanal genişliği profilometre ile ölçüm yapabilmek amacıyla minimum 2,5 mm olması gerektiğinden, W sabit olarak 2,5 mm şeklinde alınıp, Çizelge 3.6’da minimum yanal kayma mesafe sayısı belirlenmiştir.

Çalışmada, Taguchi metodu ile en uygun kesme parametrelerinin belirlenmesi amacıyla öngörülen 3 farklı seviye ve bu seviyeler için belirlenen kesme parametreleri ve söz konusu kesme parametrelerine bağlı Taguchi L27 (3⁴) ortogonal dizilimi sırasıyla Çizelge 3.3 ve Çizelge 3.4’te yer almaktadır.

Çizelge 3.3. Kesme parametreleri ve seviyeleri

Kod Kontrol Parametreleri Ölçü Değerleri 1. Seviye 2. Seviye 3. Seviye

A Mikro Kesici Takım Çapı (d) mm 0,4 0,5 0,7

B Devir Başına İlerleme (fn) mm/dev 0,002 0,006 0,01 C Eksenel Kesme Derinliği (ap) mm 0,05 0,075 0,1 D Yanal Kayma Mesafesi (ae) mm d x %30 d x %40 d x %50

Çizelge 3.4. Taguchi L27 (3⁴) ortogonal dizilimi

Çizelge 3.4’te belirtilen dizilime göre deneyde kullanılacak kesme parametreleri ise Çizelge 3.5’te yer almaktadır.

Çizelge 3.5. Deneylerde kullanılan kesme parametreleri

2 0,4 67,82 0,002 0,075 0,16

3 0,4 67,82 0,002 0,1 0,2

11 0,5 84,78 0,002 0,075 0,25

12 0,5 84,78 0,002 0,1 0,15

13 0,5 84,78 0,006 0,05 0,25

14 0,5 84,78 0,006 0,075 0,15

15 0,5 84,78 0,006 0,1 0,2

16 0,5 84,78 0,01 0,05 0,15

17 0,5 84,78 0,01 0,075 0,2

18 0,5 84,78 0,01 0,1 0,25

19 0,7 118,692 0,002 0,05 0,35

20 0,7 118,692 0,002 0,075 0,21

21 0,7 118,692 0,002 0,1 0,28

22 0,7 118,692 0,006 0,05 0,21

23 0,7 118,692 0,006 0,075 0,28

24 0,7 118,692 0,006 0,1 0,35

25 0,7 118,692 0,01 0,05 0,28

26 0,7 118,692 0,01 0,075 0,35

27 0,7 118,692 0,01 0,1 0,21

Bu çerçevede, Çizelge 3.5’te belirtilen 27 adet deney için belirlenen kesici takımlar ile 5 adet iş parçası üzerinde, belirlenen yanal kayma mesafelerine göre kanallar açılmıştır. Her deney için kullanılan takımlar, işlenen kanalların genişlikleri ile işleme için takımın aldığı

mesafe (toplam işlenen kanal uzunluğu), ilerleme hızına bağlı toplam işleme süresi Çizelge 3.6’da belirtilmektedir.

Çizelge 3.6. Taguchi kesme parametrelerine göre belirlenen işleme değerleri

Deney

Çizelge 3.7. Deneylerin uygulanış sırası

TAKIM ÖMRÜ DENEYLERİ İÇİN BELİRLENEN KESME PARAMETRELERİ

Deney deney sonucunda ise, belirlenmiş olan yanal kayma sayısına göre toplam kesme genişliği ve işleme süresi değerleri hesaplanarak Çizelge 3.8'e, takımlardan alınan adhezyon aşınma değerleri Çizelge 3.9'a, optimizasyon deneyleri için belirlenen 27 adet deneye ait olan yüzey pürüzlülük değerleri Çizelge 3.10'a, optimizasyon deneyleri için elde edilen kesici kenar serbest yüzey takım aşınması (VB) ve maksimum yüzey pürüzlülüğü (Rz) değerleri

Çizelge 3.11'e, işleme esnasında tezgahtan çekilen güç değerleri Çizelge 3.12'ye ve takım serbest yüzey aşınması (VB) ve maksimum yüzey pürüzlülük (Rz) değişimi,

 Eksenel kesme derinliği (ap) sabit tutulduğunda, devir başına ilerleme (fn) ve değeri yanal kayma mesafesi (ae) değişimine bağlı olarak meydana gelen kesici kenar üzerindeki serbest yüzey aşınması (VB) ve maksimum yüzey pürüzlülük (Rz) değişimi,

 Her takıma ait belirlenen %30, %40 ve %50 oranındaki yanal kayma değerleri (ae) sabit tutulduğunda, eksenel kesme derinliği (ap) ve devir başına ilerleme değişimine (fn) bağlı olarak meydana gelen kesici kenar üzerindeki serbest yüzey aşınması (VB) ve maksimum yüzey pürüzlülük (Rz) değişimi incelenmiştir.

Yukarıdaki belirtilen 27 adet deneyin yapılmasına müteakip, Çizelge 3.7’de belirtilen 28.

deney parametreleri kullanılarak 0,7 çaplı takım, 29. deney parametreleri kullanılarak 0,4 çaplı takım ve 30. deney parametreleri kullanılarak 0,5 çaplı takım ile yapılan işleme sonucu meydana gelen serbest yüzey aşınma değerleri Çizelge 3.13’te belirlenerek birbirleriyle karşılaştırılmış ve bu doğrultuda, Şekil 3.38’de verilen takım ömrü grafiği hazırlanmıştır.