Search

Bu tez çalışması Batman Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (BTÜBAP) tarafından 2018-Yüksek Lisans-5 nolu proje ile desteklenmiştir., Cam elyaf takviyeli plastik (CETP) kompozitler hafiflik ve yüksek mekanik özelliklerinden dolayı mühendislik malzemelerinde yerini almıştır. Bunların endüstriyel uygulamalarda kullanılabilmesi için talaşlı olarak şekillendirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak bu kompozitler işlendiği zaman bir takım sorunlar ile karşılaşılmaktadır. Bu sorunların ortadan kaldırılması veya minimum düzeye indirilmesi için kesme parametrelerinin optimizasyonu önem arz etmektedir. Bu çalışmada; 6 mm, 6-12 mm, 12 mm elyaf uzunluğuna ve ağırlıkça %20, %25, %30 elyaf oranına sahip cam elyaflar (CE), polyester matris malzemesi ile birleştirilerek CETP kompozitler üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin çekme dayanımı araştırılmıştır. Ayrıca 40, 80 ve 120 m/dak kesme hızları, 0.1, 0.2 ve 0.3 mm/dev ilerleme ve 1, 2 ve 3 mm kesme derinliği parametrelerinde tornalama deneyleri yapılmıştır. Tornalama deneyleri Taguchi L27 deney tasarım düzeneğine göre gerçekleştirilmiştir. Elyaf oranı, elyaf uzunluğu ve kesme parametrelerinin kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü üzerine etkileri analiz edilmiştir. Deneyler sonucunda, polyester matris malzemesine CE takviyesinin çekme dayanımını arttırdığı gözlemlenmiştir. Tüm elyaf uzunlukları için en yüksek çekme dayanımı %25 takviye oranından elde edilmiştir. Elyaf uzunluğu bakımından 12 mm elyaf uzunluğuna sahip CETP kompozitlerde en yüksek, 6-12 mm elyaf uzunluğuna sahip CETP kompozitlerde en düşük çekme dayanımı meydana gelmiştir. Ayrıca bu kompozitlerin tornalanmasında, kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri üzerinde oldukça önemli etkiye sahip olduğu görülmüştür. Elyaf oranı, elyaf uzunluğu, ilerleme ve kesme derinliği arttıkça kesme kuvvetlerinin arttığı, ancak kesme hızı artıkça kesme kuvvetlerinin önce arttığı daha sonra düştüğü gözlemlenmiştir. Kesme kuvveti üzerindeki en etkili parametrenin ilerleme ve ardından elyaf oranı olduğu görülmüştür. Diğer taraftan; elyaf oranı, ilerleme, kesme hızı ve kesme derinliği arttıkça yüzey pürüzlülük değerinin arttığı, 6, 6-12 ve 12 mm elyaf uzunluğu için ise yüzey pürüzlülük değerinin ilk önce arttığı sonra azaldığı gözlemlenmiştir. Yüzey pürüzlülüğü üzerindeki en etkili parametrenin ilerleme ve ardından kesme hızı olduğu görülmüştür. Hem kesme kuvveti hem de yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili parametrenin ise ilerleme olduğu belirlenmiştir., Glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites have taken place in engineering materials because of low weight and high mechanical properties. They need to be shaped as machining in order to use them in the industrial applications. However, when these composites are machined, a number of problems are encountered. For eliminate or minimize these problems, optimization of cutting parameters are important. In this study, GFRP composites were produced by combining polyester matrix material with glass fibers (GF) having 6 mm, 6-12 mm, 12 mm fiber length, and weight 20%, 25%, 30% fiber content. The tensile strength of the produced composites was investigated. In addition, turning tests were made in cutting speeds of 40, 80 and 120 m/min, feed rate of 0.1, 0.2 and 0.3 mm/rev, and depth of cut parameters of 1, 2 and 3 mm. Turning tests were carried out according to the Taguchi L27 experiment design method. The effect of fiber ratio, fiber length and cutting parameters on cutting forces and surface roughness were analyzed. As a result of the experiments, it was observed that the GF reinforcement to polymer matrix material increased the tensile strength. For all fiber lengths, the highest tensile strength was obtained from the reinforcement rate of 25%. In point of fiber length, tensile strength was obtained as maximum in GFRP composites having 12 mm fiber length, as minimum in GFRP composites having 6-12 mm fiber length. In addition, in the turning of these composites, cutting parameters were found to be highly effective on the surface roughness and cutting forces. It was observed that cutting forces increased as the fiber ratio, fiber length, feed rate and depth of cut increased, however, as the cutting speed increased, the cutting forces initially increased and then decreased. It was seen that the most effective parameter on cutting force was feed rate followed by fiber ratio. On the other hand; the surface roughness value increased when fiber ratio, feed rate, cutting speed and depth of cut increased, and for 6, 6-12 and 12 mm fiber lengths, surface roughness initially increased and then decreased. The most effective parameter on surface roughness was feed rate followed by cutting speed. Feed rate was determined as the most effective parameter on both cutting force and surface roughness.

Proses planlama, ürün tasarımı ve imalatını bütünleştirmede bir kilit rol almaktadır. İş parçalarının geometrik ve teknolojik verileri kullanılarak zeki bir proses planı oluşturularak iş parçaların işlenmesi proses ekonomisi açısından büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada unsur ve ürün modelleme tekniği kullanılarak üretken bir süreç planı oluşturulması amaçlanmıştır. Dönel parça geometrik verileri kullanılarak unsur tanımlama bilgisi oluşturulmuş, hammadde boyutu, işleme bölgeleri, tornalama operasyonları ve sırası, iş tutucu, takım tezgâhı, kesici takımların seçimi, her işleme bölgesi için takım yollarının belirlemesi ve kesme koşullarının tayini yapılmaktadır. Bir yazılım oluşturulması için tüm bu proses planlama aktiviteleri ve entegrasyonu için algoritma geliştirilmiştir. İş parçalarının torna tezgâhında işlenmesi için geometrik veri ve teknolojik bilgilerin BSD kodlarına dönüştürülmesi için alt yapı oluşturulmuştur Process planning plays a key role in integrating product design and manufacturing. Using geometric and technological data of the workpieces, the creation of an intelligent process plan is essential for the process economy. In this study, it is aimed to create a generative process plan by using feature and product modelling technique. By using rotational part geometric data, feature identification information was created, raw material size, machining zones, turning operations and sequence, work holder, machine tool, cutting tools selection and determination of tool paths for each machining zone were determined. An algorithm has been developed for all these process planning activities and integration to create software. Infrastructure for transforming geometric data and technological information into CNC codes for machining of rotational workpieces on a lathe was created

YÖK Tez No: 611894 Bu çalışmada, AISI 2507 dubleks paslanmaz çeliğinin farklı soğutma/yağlama şartları altında tornalanmasında, kesme parametrelerinin kesme sıcaklığı ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneyler üç farklı soğutma yağlama koşulu altında (MMY, Kriyo ve Kriyo+MMY), üç farklı kesme hızında (80,120 ve 160 m/dak) ve üç farklı ilerleme hızında (0,16-0,20 ve 0,24 mm/dev) gerçekleştirilmiştir. Tornalama deneylerinde PVD yöntemi ile TiCN kaplanmış karbür kesici takımlar (CNMG 120408 ML) kullanılmıştır. MMY sisteminde kesme yağı olarak bitkisel esaslı kesme yağı, kriyojenik soğutma sisteminde ise sıvı azot (LN2) kullanılmıştır. Deneyler Taguchi ortogonal dizilimli L27 deney tasarımına göre gerçekleştirilmiş olup deneyler sonucunda elde edilen verilerin değerlendirilmesinde sinyal gürültü oranları (S/N) kullanılmıştır. Faktörlerin etki seviyelerinin belirlenmesinde ise varyans analizi (ANOVA) uygulanmıştır. Ayrıca tahmin denklemlerinin oluşturulması amacıyla çoklu regresyon analizi yapılmıştır. Deneysel çalışma sonucunda en düşük yüzey pürüzlülük değeri Kriyo+MMY soğutma yağlama şartında, 160 m/dak kesme hızı ve 0,16 mm/dev ilerleme hızında elde edilmiştir. En düşük kesme sıcaklığı ise yine Kriyo+MMY soğutma yağlama koşulunda, 80 m/dak kesme hızı ve 0,16 mm/dev ilerleme hızında elde edilmiştir. MMY'nin üstün yağlama özelliği ile kriyojenik soğutmanın üstün soğutma özelliğinin kombine edilmesi yüzey kalitesinin (yüzey pürüzlülüğü ve topografyası) artması ve kesme sıcaklığının düşmesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. ANOVA sonuçlarına göre yüzey pürüzlülüğü üzerinde %81,54 katkı oranı ile en etkili parametrenin ilerleme hızı olduğu kesme sıcaklığı üzerinde ise %91,30 katkı oranı ile en etkili parametrenin soğutma/yağlama yönteminin olduğu görülmüştür. Çoklu regresyon analizi sonucu elde edilen denklemlerin belirleme katsayıları yüzey pürüzlülüğü ve kesme sıcaklığı için sırasıyla 0,9551 ve 0,9875 olarak belirlenmiştir. In this study, the effects of cutting parameters on cutting temperature and surface roughness were investigated in turning of AISI 2507 duplex stainless steel under different cooling/lubrication conditions. The experiments were carried out under three different cooling lubrication conditions (MQL, Cryo and Cryo+MQL), three different cutting speeds (80, 120 and 160 m/min) and three different feed rates (0.16-0.20 and 0.24 mm/rev). In turning experiments, PVD TiCN coated carbide cutting tools (CNMG 120408 ML) were used. Vegetable based cutting oil was used as cutting oil in the MQL system and liquid nitrogen (LN2) was used in the cryogenic cooling system. The experiments were carried out according to Taguchi orthogonal L27 experimental design and signal-to-noise ratios (S/N) were used to evaluate the data obtained from the experiments. Variance analysis (ANOVA) was used to determine the effect levels of the factors. In addition, multiple regression analysis was performed to obtain estimation equations. As a result of the experimental study, the lowest surface roughness value was obtained under the Cryo+MQL cooling lubrication condition, cutting speed of 160 m/min and feed rate of 0.16 mm/rev. The lowest cutting temperature was obtained at Cryo+MQL cooling lubrication condition, cutting speed of 80 m/min and feed rate of 0.16 mm/rev. Combining the superior lubrication of MQL with the superior cooling of cryogenic cooling has been shown to have a significant effect on improved surface quality (surface roughness and topography) and reduced cutting temperature. According to the ANOVA results, the most effective parameter was the feed rate with 81.54% contribution rate on surface roughness and cooling/lubrication method with 91.30% contribution rate in tool life. As a result of multiple regression analysis, determination coefficients of the obtained equations were determined as 0.9551 and 0.9875 for surface roughness and shear temperature, respectively.

In machining technologies, the most important criterion taken into consideration when evaluating the product quality is seen as the surface roughness. In the consideration of production quality and cost, tool wear is one of the factors that directly affect the cost of production. In the machining process, the most important parameters affecting the surface roughness and tool temperature are the cutting depth, speed and feed rate of rotation. In order to obtain the best surface quality and to keep the cost at the optimum level, the most suitable processing parameters should be selected by taking into consideration the effect of these parameters on each other. In this study, it is aimed that to prediction of surface roughness (Ra.) and tool temperature (°C) values for turning which has an important position in machining. For this purpose, Artificial Neural Networks (ANN) method and Multi Linear Regression Model (MLRM) were used separately. The data obtained from ANN, Regression Model were compared with the actual test data, and the results were examined. According to the obtained results, it is seen that the ANN method has more successful results than Regression model in surface roughness and tool temperature estimation., Talaşlı üretim teknolojilerinde, ürün kalitesi değerlendirilirken dikkate alınan en önemli kıstas yüzey pürüzlüğü olarak görülmektedir. Üretim kalitesi ve maliyet dikkate alınması durumunda ise takım aşınması, üretim maliyetini doğrudan etkileyen etkenler arasında öne çıkmaktadır. Talaşlı imalat sürecinde, yüzey pürüzlüğü ve takım sıcaklığını etkileyen parametrelerin en önemlileri; kesme derinliği, devir sayısı ve ilerleme hızıdır. En iyi yüzey kalitesini elde etme ve aynı zamanda maliyeti optimum seviyede tutabilmek için bu parametrelerin birbirlerini etkileme durumları dikkate alınarak en uygun işleme parametreleri seçilmelidir. Bu çalışmada; talaşlı üretimde önemli bir konuma sahip olan tornalama için yüzey pürüzlülüğü (Ra/Aritmetik Ortalama Sapma) ve işleme sonrası takım uç sıcaklığı (°C) değerlerinin tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Bunun için Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemi ve Çoklu Lineer Regresyon Modeli (ÇLRM) ayrı ayrı kullanılmıştır. Geliştirilen YSA ve Regresyon Modelinden elde edilen veriler ile gerçek test verileri karşılaştırılmış ve sonuçlar irdelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre yüzey pürüzlüğü ve takım sıcaklığı tahmininde; YSA yönteminin, Regresyon modeline göre daha başarılı sonuçlar verdiği görülmüştür.

Bu tez çalışması Batman Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (BTÜBAP) tarafından 2017-Yüksek Lisans-2 nolu proje ile desteklenmiştir., İmalat işlemlerinde kesici takım ömrünü uzatmak, yüzey kalitesini ve boyut doğruluğunu iyileştirmek için kesme sıvılarının kullanılması yaygın bir yöntemdir. Kesme sıvıları ayrıca talaş kırma ve talaş tahliyesini kolaylaştırmaktadır. Bununla birlikte, kesme sıvılarının aşırı kullanımı çevreye ve insan sağlığına zarar vermekte aynı zamanda toplam üretim maliyetini de önemli ölçüde arttırmaktadır. Dolayısıyla, geleneksel kesme sıvılarına alternatif yöntemler belirleme, ihtiyaç olarak ortaya çıkmaktadır. Minimum miktarda yağlama (MQL) gibi teknikler uygulanarak kesme sıvısı tüketimi ve üretim maliyeti azaltılabilmektedir. MQL yöntemi kesme bölgesinde kesici takım ve iş parçasını soğutarak kesici takım ömrünü ve yüzey kalitesini artırmakta aynı zamanda basınçlı hava özelliği aracılığıyla da çıkan talaşları uzaklaştırarak kesme bölgesinde oluşan ısının azalmasına yardımcı olmaktadır. Bu çalışmada, AISI 4140 malzemesinin tornalanmasında MQL kullanımının işlenebilirlik üzerine etkilerini inceleme amaçlanmıştır. Bu doğrultuda farklı işleme şartlarında ve kesme parametrelerinde işleme ve kesici takım aşınma deneyleri gerçekleştirilmiştir. İşleme şartları kuru işleme, ıslak işleme ve üç farklı MQL debisi olarak belirlenmiş ve işlenebilirlik kriterleri kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü ve kesici takım aşınması açısından değerlendirilmiştir. İşleme deneylerinde kesme parametreleri olarak dört farklı kesme hızı (75, 100, 125, 150 m/dk), üç farklı ilerleme (0.16, 0.25, 0.5 mm/dev) ve sabit kesme derinliği (2.5 mm) kullanılırken kesici takım aşınması deneylerinde ise sabit kesme hızı (125 m/dk), ilerleme (0.16 mm/dev) ve kesme derinliği (2.5 mm) kullanılmıştır. Deneyler sonucunda MQL uygulamasının kuru ve ıslak işlemeye göre esas kesme kuvvetlerini genel olarak azalttığı ve MQL debi artışının esas kesme kuvvetlerini belirli bir yere kadar olumlu etkilediği tespit edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğünde en düşük değerlerin genel olarak MQL uygulaması ile elde edildiği ve MQL debi artışına göre yüzey pürüzlülüğü değerlerinde düzenli bir eğilim olmadığı görülmüştür. Kesici takım ortalama yan yüzey aşınmasının MQL uygulaması ile kuru ve geleneksel ıslak işlemeye göre azaldığı ve MQL debi artışından olumlu etkilendiği belirlenmiştir. Ayrıca tüm işleme koşullarında esas kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğünün ilerleme ile arttığı ve kesme hızı ile genel olarak azaldığı görülmüştür., Using cutting fluids is a common method in manufacturing processes to extend the tool life, improve surface quality and dimensional accuracy. Cutting fluids also facilitate chip breaking and chip transfer. However, excessive use of cutting fluids damages environment and human health and it also significantly increases the total production cost. Thus, it is necessary to identify alternative methods to conventional cutting fluids. By applying techniques such as minimum quantity lubrication (MQL), consumption of cutting fluids and production costs can be reduced. MQL method enhances the cutting tool life and surface quality by cooling cutting tool and workpiece in cutting area and it also helps temperature decrease in the cutting area by moving away chips through its compressed air property. In this study, it is aimed to examine the effects of MQL usage on machinability in turning of material AISI 4140. Therefore, machining and tool wear experiments were performed on different machining conditions and cutting parameters. The machining conditions were determined as dry machining, wet machining and three different MQL flow rates and machinability criteria were evaluated in terms of cutting forces, tool wear and surface roughness. Four different cutting speeds (75, 100, 125, 150 m/min), three different feeds (0.16, 0.25, 0.5 mm/rev) and constant depth of cut (2.5 mm) were used as cutting parameters in machining experiments while constant cutting speed (125 m/min), feed (0.16 mm/rev) and depth of cut (2.5 mm) were used in tool wear experiments. As a result of the experiments, it was determined that the MQL application generally reduced the main cutting forces according to the dry and wet machining and the increase in MQL flow rate had a positive effect on the main cutting forces to a certain level. It was seen that the lowest values in surface roughness were generally obtained by MQL application and there was no regular trend in surface roughness values according to MQL flow rate increase. It was determined that the average flank wear of the cutting tool decreased with MQL application in comparison to dry and conventional wet machining and positively affected by MQL flow rate increase. It was also seen that the main cutting force and surface roughness increased with the feed and generally decreased with the cutting speed in all machining conditions.

Yüksek Lisans Tezi.YÖK Tez No:520443, Bu çalışmada, yüksek hassasiyete sahip hidrolik silindir kovanlarının delik iç yüzeyinin tornalanması esnasında en iyi yüzey pürüzlülüğünü sağlayacak olan kesme verilerinin optimizasyonu yapılmıştır. Kesme deneylerinde parametreler kesme hızı, ilerleme ve kesme derinliği(paso) olarak seçilmiş ve bu parametreler taguchi 3 seviye şeklinde belirlenmiştir. Çalışmada, konvansiyonel ve anti-vibrasyon kesici takımlar ile toplam 28 test yapılmıştır. Anti-vibrasyon takımlar tez kapsamında tasarlanıp üretilmiş olan, uzun boyda işlemeye elverişli ve sönümlemeli takımlardır. Yapılan testler sonucunda işlenen parçanın yüzey pürüzlülüğü ölçülmüştür. Tüm testlerin sonucunda ilerleme azaldıkça, yüzey pürüzlülüğünün iyileştiği görülmüştür. Diğer sonuç ise standart katerler ile uzun sarkma oranlarında işlem yapıldığında sönümleme olmadığı için tırlamaya yol açtığıdır. Tasarlanan anti vibrasyon takım ile 10/1 L/D bağlama oranında bile konvasiyonel takımlarla elde edilen sonuçlara yakın yüzey pürüzlülüğü sonuçları elde edilmiştir., In this study, optimization of cutting parameters are made which will give the best surface roughness value of boring operation of hydraulic cylinder tubes which has high precision. In cutting tests, the parameters are chosen as feed, depth of cut and cutting speed and these parameters are defined as taguchi 3 level. 28 different cutting tests are made with conventional and antivibration boring bar in this study. Anti-vibration boring bars has damping inside and available to use on long overhangs up to 10 times of boring bar diameter. This boring bar are designed and manufactured for this study. After cutting tests, surface roughnessof operation are measured on machined workpiece. As a result of tests, it is seen that surface roughness value is decreased when feed is decreased. The other result is that, machining with long overhangs with conventional null damping boring barscausing the chatter. A close surface roughness results are taken with designed anti-vibration boring bar on 10/1overhang ratio comparing to conventional boring bars and cutting parameters are optimized.

Bu çalışmada, talaşlı imalatın önemli operasyonlarından olan tornalamada minimum miktarda yağlama (MMY) şartlarının işlenebilirlik üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu kapsamda, MMY içine nano boyutlu katı yağlayıcı MoS2 karıştırılmış ve GGG 70 küresel grafitli dökme demir tornalanmıştır. Yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve talaş geometrileri incelenmiş ve nano-MoS2'nin işlenebilirlik üzerine etkileri araştırılmıştır. Kesme deneyleri 350 m/dak kesme hızı, 0,2 mm/deir ilerleme ve 4 mm kesme derinliğinde yapılmıştır. Kuru kesme, geleneksel soğutma, MMY ve 3 farklı oranda nano-MoS2 katkılı MMY şartlarında elde edilen yüzey pürüzülülüğü (Ra, Rz) değerleri kesici takım aşınmaları ve talaş oluşumları incelenmiştir. MMY sisteminde 3 farklı basınç ve 2 farklı debi değiken olarak belirlenmiştir. Ra ve Rz sonuçlarının ve bunların deney parametreleri ile olan ilişkilerinin belirlenmesi için varyans analizi, Dunnet ve Tukey testi gibi bir dizi istatistiksel işlem yapılmıştır. Kuru tornalama şartlarında en yüksek ortalama Ra değeri elde edilmiştir. Normal püskürtme, MMY ve nano MoS2 katkılı MMY şartlarında pürüzlülük değeri azalmıştır. Ra değerinde kuru işleme şartlarına göre % 37 değerinde, Rz değerinde ise % 39 oranında bir azalma elde edilmiştir. Takım aşınmaları üzerine nano-MoS2 katkısının olumlu etkileri olmuştur., In this study, the effects of minimum amount of lubrication (MQL) conditions on machinability in turning, which are important operations of machining, have been investigated. In this context, the MQL is mixed with the nano-sized solid lubricant MoS2 and the GGG 70 spheroidal graphite cast iron is turned. Surface roughness, tool wear and chip geometry were investigated and the effects of nano-MoS2 on machinability were investigated. Shear tests were performed at a cutting speed of 350 m / min, a feed rate of 0.2 mm / s and a cutting depth of 4 mm. Surface roughness (Ra, Rz) values obtained in MQL conditions with dry cutting, conventional cooling, MQL and 3 different nano-MoS2 additions were investigated for cutting tool wear and chip formation. In MQL system, 3 different pressures and 2 different flow rates were determined. A number of statistical procedures such as variance analysis, Dunnet and Tukey test were performed to determine the relationship between Ra and Rz results and their relation to experimental parameters. The highest average Ra value was obtained under dry running conditions. In MQL conditions with normal spray, MQL and nano MoS2 addition, the roughness value is reduced. A reduction of 37% in R a and 39% in R z has been achieved according to dry processing conditions. The contribution of nano-MoS2 on tool wear has been positive.

Metallerin şekillendirilmesinde iş parçasının nihai boyut ve geometride üretilmesi, kesici takımın aşınmasından önemli ölçüde etkilenmektedir. Kesici takımın hızlı aşınması, iş parçalarının arzu edilen toleranslarda üretilmemesine neden olmaktadır. Bu durum malzeme kaybı, işçilik ve enerji tüketim maliyetinin artması gibi problemlere neden olmaktadır. Endüstride yaygın olarak kullanılan titanyum ve alaşımlarının üstün mekanik özelliklerinden dolayı talaşlı imalatında, hızlı kesici takım aşınmasıyla karşılaşılmaktadır. Bu çalışmada, yüksek mukavemet, yüksek sıcaklıkta metalografik kararlılığı gibi özelliklere sahip Ti-6Al-4V alaşımı CVD ve PVD kaplı tungsten karbür (WC) kesici takımlarla tornalama işlemine tabi tutulmuştur. Deneyler, sabit kesme hızı (20 m/dak), talaş derinliği (1mm) ve ilerleme değerlerinde (0,022 mm/dev) gerçekleştirilmiştir. Kesme zamanına bağlı takım aşınması incelenmiştir. Her iki kesici takımda ilk 15 sn’de hızlı bir takım aşınması gözlemlenmiştir. Yaklaşık olarak 15 sn ile 250 sn arasında bu artış daha düşük olmuştur. 250 sn’den sonra takım aşınması aşırı hızlanmıştır. PVD kaplı WC takımlara göre CVD kaplı WC takımlarda 250 sn’ye kadar daha fazla takım aşınması meydana gelmişken 250 sn’den sonra PVD kaplı WC takımın aşınması daha hızlı olmuştur, In the forming of the metals, the production in final dimension and geometry of work piece is significantly affected by the wear of the cutting tool. The rapid wear of cutting tool causes not to be produced at the desired tolerances of work piece. This situation causes some problems such as material loss, increased cost of energy consumption and labour. Rapid cutting tool wear is encountered in machining due to the superior mechanical properties of titanium and its alloys, which are widely used in the industry. In this study, Ti-6Al-4V alloy with properties such as high strength, metallographic stability at high temperature were subjected to turning process by using CVD and PVD coated tungsten carbide (WC) cutting tools. The experiments were carried out at constant cutting speed (20 m/min), depth of cut (1 mm) and feed rate (0.022 mm/rev). Tool wear depending cutting time has been investigated. Rapid tool wear has been observed in both cutting tools in the first 15 s. This increase has been lower approximately between 15 s and 250 s. After from 250 s, the tool wear has been over-accelerated. While tool wear in the CVD coated WC tool according to the PVD coated WC tools was faster up to the 250 s, wear of PVD coated WC tool after 250 s. was faster

Karbon elyaf takviyeli plastik (KETP) kompozitler özellikle uzay ve havacılık başta olmak üzere birçok mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılan malzemelere alternatif olarak geniş ölçüde kullanım alanı bulmaktadır. Bu kompozit malzemelerin çeşitli amaçlarla kullanımından dolayı tornalama, frezeleme, delik delme gibi ikincil işlemlere de ihtiyaç duyulmaktadır. KETP kompozitlerin tornalanmasında oluşan yüzey pürüzlülüğü kesici takım malzemesi ve geometrisinden, işleme parametrelerinden, tezgâhın rijitliğinden, oluşan titreşimden, elyaf hasarı ve elyaf kopmasından etkilenmektedir. Ayrıca, takım aşınması da talaşlı işlemede çok önemli konulardandır. Takım aşınması takım ömrü, yüzey kalitesi ve üretim maliyetini doğrudan etkilemektedir. Takım aşınması iş parçası yüzey kalitesi ve iş parçasının toleranslar içerisinde üretilmesini de etkilemektedir. Bu çalışmada, KETP kompozitlerin TiAlN PVD kaplı takımla kuru tornalanmasında dönme devri ve ilerlemenin yüzey pürüzlüğü ve takım aşınması üzerine etkileri araştırılmıştır. Dönme devrindeki artış yüzey pürüzlülük değerinin iyileşmesine neden olurken ilerlemenin artması ile kötü bir yüzey elde edilmiştir. Kesici takım, tornalama zamanına bağlı olarak ilk başlarda hızlı aşınırken belirli bir aşınma değerinden sonra aşınma daha yavaş olmuştur.

Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı AISI 4140 (52 ± 1 HRC) çeliğin, kuru ortamda, PVD-TiN kaplı seramik kesici takımlar kullanılarak tornalanmasında, kesici takımda aşınmalar, bazı talaşlı imalat koşulları ile ilgili sorunlardır. Bu çalışmada, işlenen yüzeyin izlenmesi ve kesici takım aşınma mekanizması araştırılmıştır. Deneyler sabit kesme derinliği (0,2 mm), üç farklı ilerleme hızı (0,04, 0,08, 0,12 mm/dev) ile iki farklı kesme hızında (150 ve 180 m/dak) gerçekleştirilmiş ve Varyans Analiz yöntemi (ANOVA) kullanılarak, kesme ve ilerleme hızının takım aşınması üzerine etkileri incelenmiştir.En iyi aşınma performansı, en düşük aşınma miktarı 0.07178 mm ile 150 m/dak. kesme hızı, 0.04 mm/dev. ilerleme hızından oluşan kesme parametrelerinde elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, ilerleme hız parametresinin kesici takım aşınmasında en etkili parametre olduğunu göstermiştir. The concerns with some machinability aspects on tool wear in hard turning of AISI 4140 (52 ± 1 HRC) high strength low-alloy steel using PVD-TiN coated ceramic inserts under dry environment. The machined surface monitoring and cutting tool wear mechanism are investigated in this work. The experiments were conducted at two different cutting speeds (150, 180 m/min) with three different feed rates (0.04, 0.08 and 0.12 mm/rev) and a constant depth of cut (0.2 mm). The effects of cutting speed and feed rate on tool wear were investigated using an Analysis of Variance (ANOVA). The best tool wear resistance performance was achieved at cutting speeds (150 m/min) and feed rate (0.04 mm/rev) with lowest wear (0.07178 mm) Our results revealed that the feed rate is the most significant parameter influencing the tool wear.

Talaşlı imalat, istenilen parça şeklini elde etmek için iş parçası üzerinden kesici takım vasıtasıyla istenilmeyen malzeme kısmının uzaklaştırıldığı bir imalat yöntemidir. Bu imalat yöntemi ile farklı özelliklere sahip malzemeler nihai şekle getirilmektedir. Özellikle yüksek mukavemet, iyi korozyon direnci, uzun servis ömrü ve hafiflik gibi üstün özelliklere sahip malzemelerin işlenmesinde bazı sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu sorunların en başında kesici takımın hızlı aşınması ve işlenen yüzey kalitesinin kötü elde edilmesi gelir. Bu nedenle yapılan bu çalışmada üstün özelliklere sahip Ti-6Al-4V alaşımı CVD (TiCN+Al2O3+TiN) ve PVD (TiAlN) kaplı sementit karbür kesici takımlarla farklı kesme hızı, ilerleme, kesme derinliği ve kesme uzunluğunun kombinasyonlarında kuru kesme şartları altında tornalanarak takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi incelenmiştir. Ayrıca, kesme parametrelerine bağlı olarak talaş kalınlıklarının değişimi araştırılmıştır. İlerleme, kesme derinliği ve kesme uzunluğunun artması hem CVD hem de PVD kaplı sementit karbür kesici takımlardaki aşınmayı arttırmıştır. Kesme hızının artması ise takım aşınmasını arttırmış yüzey pürüzlülüğünü ise optimum bir seviyeye kadar iyileştirmiştir. Özellikle, ilerlemenin ve kesme uzunluğunun artmasıyla beraber kesme hızının artması yüzey pürüzlülüğünün kötüleşmesine neden olmuştur. PVD kaplı kesici takımdaki aşınma CVD kaplı kesici takımdan daha az gözlemlenmiştir. Ancak, CVD kaplı kesici takıma göre PVD kaplı kesici takımdan elde edilen yüzey pürüzlülük değeri, kesme derinliği, ilerleme ve kesme uzunluğunun artmasıyla daha kötü olarak elde edilmiştir. Ayrıca talaş kalınlığı, kesme hızının artmasıyla düşerken kesme derinliği ve ilerlemenin artması ile artmıştır., Machining is a manufacturing method that removes the unwanted materials over the surface of workpiece by means of cutting tool to obtain the desired piece shape. Materials having different properties take the final shape with this machining method. Especially, there are some problems in the machining of materials with excellent properties such as high strength, good corrosion resistance, long service life and low weight. The leading problem appears to be the fast wear of tool and the bad machining surface. Therefore, in this study, it was investigated that parameters have effect on tool wear and surface roughness by turning under dry cutting condition of Ti-6Al-4V alloy having excellent properties with CVD (TiCN+Al2O3+TiN) and PVD (TiAlN) cementite carbide cutting tools with the combinations of the different cutting speed, feed rate, cutting long and depth of cut. In addition, depending on cutting parameters, changes in chip thickness were investigated. Increase in feed rate, depth of cut and cutting length increased wear in both CVD and PVD coated cementite carbide cutting tool. On the other hand, increase in cutting speed increased tool wear, while surface roughness reduced to the optimum a level. Especially, with increase in feed rate and cutting length, increase in cutting speed caused the surface roughness to be worsened. The wear with PVD coated cutting tools was observed to be less than that of CVD coated cutting tools. However, the surface roughness value obtained with PVD coated cutting tools was worse when compared to CVD coated cutting tools with increase in depth of cut, feed rate and cutting length. Moreover, while chip thickness reduced with increase in cutting speed, it increased with increase in depth of cut and feed rate.

Teknolojide büyük öneme sahip olan talaşlı imalatta istenilen boyutta ve hassas bitirme yüzeyinde parça elde edebilmek en önemli amaçtır. Şu ana kadar yapılan pek çok çalışma bunun içindir. Bu çalışmada da, kuru şartlar altında imalat sanayisinde genişçe kullanımı olan AISI 1040 çeliğin tornalamasında oluşan kesme kuvvetlerinin, kesme parametreleri (kesme hızı, ilerleme, kesme derinliği) ile değişimi araştırılmıştır. Deneyler (CNMG 120404-NM KLP 115) formundaki sementit karbür kesme takımı kullanılarak yapılmıştır. İşlemler üç farklı kesme hızında (87 m/dak, 143 m/dak, 238 m/dak), üç farklı ilerlemede (0.052 mm/dev, 0.104 mm/dev, 0.162 mm/dev) ve üç farklı kesme derinliğinde (0.5 mm, 1 mm. 1.5 mm) gerçekleştirilmiştir. 250 mm uzunluk ve 50 mm çapında AISI 1040 çeliği kullanılarak toplam 27 adet deney yapılmıştır. Farklı kesme şartları altında dinamometre yardımıyla ölçülen kesme kuvvetleri Dynoware programı ile analiz edilmiştir. Analiz edilen bu kesme kuvvetleri ile kesme parametreleri arasındaki ilişkiyi belirlemek amacıyla grafikler oluşturulup yorumlanmaya çalışılmıştır. Bir başka ifadeyle optimum kesme şartları belirlemeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre kesme parametrelerinin kesme kuvvetini önemli bir biçimde etkilediği görülmüştür., The main objective of the research is based on machining surface roughness of the desired product as a minimum. We can see reseached a lot of parameters that affect the surface roughness in the past studies. Cutting force is the most important of parameters on surface roughness. For this reason, it was researched a lot about cutting force. Especially, it was investigated why cutting force changes In this study, it was researched connection between cutting force and cutting parameters (cutting speed, feed rate, depth of cut) on turning under dry cutting conditions. If we can find optimum cutting parameters to determined better cutting force, we can obtain the best surface roughness value. This is extreme important. All studies are this reason. AISI 1040 which is widely used in the manufacturing industry, was used as the workpiece material in experimentes. It is used on vehicle, engine, machinery and apparatus for making medium forced parts, traction hooks, gears, shafts. It is alloyed steels. It is also known as carbon steel because it contains a high ratio carbon contenent. The experiments are performed SMARC LC360B brand lathe. The maximum speed of the machine with a digital measuring system is 2000 rev/min. It has 2.2 kW engine power. The experiments were done with cemented carbur cutting team which is CNMG 120404-NM KLP 115 form. The machining tests were carried out at three different cutting speed (87 m/min, 143 m/min, 238 m/min), at three different feed rate (0.052 mm/rev, 0.104 mm/rev, 0.162 mm/rev) and at different depth of cut. Using 250 mm length and 50 diameter AISI 1040 steel as workpiece were carried out total of 27 machining tests. Three workpiece was used and each piece of work was done on 9 test because the top of the machined surface for failure to perform another operation. Each experiment was carried out for about 20 seconds. Measured cutting force thanks to dinamometer under different cutting conditions were analysied with Dynoware programme on computer. It was measured average value of cutting force (Fc) on Dynoware programme. To definite relation between analysed the cutting forces and cutting parameters, charts were obtained and tried to explain. In other words, optimum cutting parameters were tried to obtain. According to obtained results, it was shown that cutting parameters (cutting speed, feed rate and depth of cut) clearly affected cutting force. In other word, cutting force changed because cutting parameter values were changed. Altough cutting force decreased when cutting speed increased, it increased when feed rate and depth of cut increased. So, cutting parameters are very important to cutting force.

Bu çalışmanın amacı, tornalama işleminde bir son işlemci geliştirerek, parça programı optimizasyonu için yeni bir yöntem geliştirmektir. Çalışmada, tornalama işleminde oluşan iki ana kesme kuvveti BOXFORD CNC torna tezgahı ve diğer elemanlar kullanılarak ölçülmüştür. Optimizasyon ve simülasyon için PASCAL dilinde bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Programın optimizasyon bölümünde optimum kesme şartları saptanarak parça programının otomatik olarak oluşturulması sağlanmıştır., The objective of this study is to develop a new model for optimization of part programing by introducing an adaptive post processor in turning. Two main components of the cutting force occuring during the turning operation have been measured by using BOXFORD CNC lathe and other equipments. A computer program written in PASCAL language has been prepared for simulation and optimization. In the optimization part of the program developed, optimum cutting conditions have been determined and consequently the generation of part program has been achieved automatically.

Tez (yüksek lisans) -- Ondokuz Mayıs Üniversitesi, 2015 Libra Kayıt No: 116028 …

In this paper contains the determination of the cutting forces with experimental measurements according to the variations in the cutting parameters during grooving operation to the outer surface and the effect of the insert width on the cutting forces. For this purpose; a variety of experiments were carried out the AISI 1050 work-piece material with grooving insert widths have 2 mm, 4 mm, and 6 mm using different cutting parameters. The cutting forces that occur during grooving operation were measured by Kistler 9257B dynamometer. The study results showed that the feeding rate value is more decisive than the cutting speed in terms of the magnitude of the cutting forces, the passive forces are greater than the primary cutting forces and the axial forces are negligible compared to other cutting forces, Bu çalışma; kesme parametrelerindeki değişimlere göre tornada dış kanal açma sırasında oluşan kesme kuvvetlerinin deneysel ölçümlerle belirlenmesini ve kesici uç genişliğinin kesme kuvvetleri üzerindeki etkisini içermektedir. Bu amaçla, değişik kesme parametreleri kullanılarak 2 mm, 4 mm ve 6 mm uç/kanal genişliğine sahip kesici takımlarla AISI 1050 iş parçası malzemesi üzerinde çeşitli kesme deneyleri yapılmıştır. Kanal açma sırasında oluşan kesme kuvvetleri Kistler 9257B dinamometre yardımıyla ölçülmüştür. Çalışma sonucunda; kesme kuvvetlerinin büyüklüğü bakımından ilerleme değerinin kesme hızına göre daha belirleyici olduğu ve pasif kuvvetlerin esas kesme kuvvetlerinden daha büyük ve eksenel kuvvetin diğer kesme kuvvetlerine göre ihmal edilebilecek seviyede olduğu görülmüştür.

YÖK Tez No: 379773 Talaşlı imalatta her geçen gün maliyetin azalması rekabet gücünün artmasıyla farklı bir yola girilmektedir. Bu bağlamda kesici takımların ömürlerinde istenilen yüzey kalitesinin yakalanması büyük önem taşımaktadır. Maksimum verim ile minimum maliyetin yakalanması oldukça güçtür. Doğru kesme şartlarında kullanılacak takım hem maliyet hem de yüzey kalitesi açısından oldukça önemlidir. Kesme şartları, kesme hızı sayısı, ilerleme miktarı, kesme derinliği en ideal şartlarda uygulanması gerekmektedir. Uygulanmadığı taktirde işleme maliyeti takım sarfiyatı ve hassas işleme gibi özelliklerden bahsedilemez. Birçok araştırma ideal kesme şartlarının belirlenmesi üzerine yayımlanmıştır. Talaşlı imalat sektörü sürekli kendini geliştiren sektör olduğundan ideal kesme şartları her geçen gün daha da önem kazanmakta ve güçlenen kesme şartlarıyla beraber daha hassas işler yapılmaktadır. Bu çalışmada, 3 faklı malzeme çeşidini belirlenen bir kesici takımı ile farklı kesme şartlarında işlenerek en iyi yüzey kalitesinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Farklı kesme hızı, kesme derinliği ve ilerleme miktarında 90 adet parça işlenmiştir. Deneyler de iki farklı geometriye ( 0.4mm-0.8mm) sahip kesici takımlar kullanılmıştır.. Değişik uç formunun kullanılmasının amacı uç açısının parça üzerinde ne kadar etkili olduğunun görebilmektir. Parçalar belirtilen ölçütlerde işlenerek en hassas parça yüzeyi elde edilmiştir. Buna göre malzemeler için seçilmesi gereken kesme hızı, ilerleme miktarı, kesme derinliği değişkenleri elde edilmiştir. The decreasing the costs in machining are entered in a different way with the increase of competitiveness. Getting the norm surface quality of the cutting tool is of great importance in tool life. To get of the minimum cost with maximum efficiency is difficult in machining. Cutting conditions; number of cutting speed, feed rate and depth of cut should be applied in the ideal conditions. If not, you can not cover the cost of processing features such as tool consumption and precision machining. Many studies have been published on the determination of the optimum cutting conditions. Ideal cutting conditions in machining industry is one of the important case because of technological improvements affected this industry directly. In this study, a cutting tool with different cutting conditions determined the three different types of materials processed are intended to achieve the best surface quality. 90 specimens have been machining with different cutting speed and cutting dept. Two different tool used in experiments (0.4mm-0.8mm). How effective is to see that the part of the open ends of the purpose of the use of various extreme forms. Parts were obtained by processing the most sensitive part of the surface in the specified criteria. Thus, feed rate, variable cutting depth which must be selected according to the material are obtained.

Bu çalışmada, kuru kesme şartlarında AISI 316L östenitik paslanmaz çeliğin işlenmesinde kesme parametrelerinin ve kesici takım kaplamasının, yüzey pürüzlülüğüne etkilerini araştırmak için tornalama deneyleri yapılmıştır. Deneylerde TiCN-Al2O3-TiN kaplamalı ve kaplamasız sementit karbür kesici takımlar kullanılmıştır. Sabit kesme derinliğinde(1,5mm), dört farklı kesme hızında(100–150–200–250 m/dak) ve dört farklı ilerleme hızlarında (0,15–0,25–0,35–0,45 mm/dev ) toplam 32 adet deney yapılmıştır. Deneylerde ilerleme miktarı arttıkça yüzey pürüzlülüğünün arttığı fakat kesme hızı arttıkça yüzey pürüzlülüğünün azaldığı tespit edilmiştir., In this study, turning tests were performed under dry cutting conditions in order to investigate the effect of cutting tool coating and cutting parameters on surface roughness in machining of AISI 316L austenitic stainless steel. In the experiments, TiCN-Al2O3-TiN coated and uncoated cemented carbide cutting tools are used. 32 experiments were totally carried out with 4 different cutting speeds (100–150–200–250 m/dak) and 4 different feed rates (0,15–0,25–0,35–0,45 mm/dev ) for each cutting tools at constant debt of cut (1,5 mm). In experiments, it is determined that the surface roughness was increased when feed rate was increased but the surface roughness was decreased when the cutting speed was increased.

Tornalama yapılan ürünlerin yüzeyinde oluşan pürüzlülük, ürünün çalışmasını etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Pürüzlülüğün en aza indirgenmesi amacıyla çeşitli ölçümler ve analizler yapılmaktadır. Tornalama işlemlerinden sonra, işlenen yüzeyde oluşan yüzey pürüzlülüğün ölçülmesinde izleyici uçlu yöntem sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmada işlenen yüzeylerde oluşan yüzey pürüzlülüğünün, görüntüleme cihazları kullanarak alınan yüzey görüntüsü üzerinden, görüntü işleme teknikleri ile ölçme işlemi ve değerlendirmesi yapılmıştır. Görüntü alınarak yapılan yüzey pürüzlülüğü ölçümü, temassız olduğundan ölçme işlemini kolaylaştırmaktadır ve yüzeyde herhangi bir tahribata sebep olmamaktadır. Ayrıca yeterli şartlar sağlanabilirse, tornalama işlemi sırasında işlenen parça yerinden çıkartılmadan da görüntü alınabilirse yüzey pürüzlülüğü analizi yapmak mümkün olabilir. Bu tez çalışmasında alınan görüntüler yüzey pürüzlülüğü açısından analiz edilerek izleyici uçlu yöntemle karşılaştırılmıştır., Turning to the roughness of the surface of products, is one of the most important factors affecting the operation of the product. A variety of measurements and analyzes are carried out in order to minimize roughness. After turning operations, the measurement of the surface roughness on the operand surface the follower jagged method is often used. In this project, the surface roughness on the operand surface,by using imaging devices, taken from the surface with the display image processing techniques the procedure of measurement and evaluation had been carried out.Surface roughness measurement made by taking image , (It is because non-contact) makes the measurement easy and do not cause any damage on the surface. In addition, if sufficient conditions can be achieved, if it is also possible to be taken image without removing the workpiece part during the process of turning,surface roughness analysis may be able to be done. In this thesis,the images have been analyzed and compared to follower jagged method in terms of surface roughness.

ÖZETTORNALAMADA MİNİMUM MİKTARDA YAĞLAMA (MQL) TEKNİĞİNİN TAKIM ve İŞ PARÇASI ÜZERİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİTalaş kaldırma esnasında oluşan sıcaklığın azaltılması için, talaşlı şekillendirmede geleneksel olarak bazı soğutma sıvıları kullanılmaktadır. Bu soğutucular problemin çözümüne kısmen çözüm getirmekle beraber, birçok yeni probleme sebep olmaktadır. Bu sıvıların takım tezgâhlarında, atölyelerden, fabrikadan ve çevreden uzaklaştırılmaları başlı başına bir problem olup aksi takdirde çevreye önemli zararlar vermektedir. Bu durumda üzerinde hassasiyetle durulması gereken konu; talaş kaldırarak şekillendirmede alternatif yöntemler kullanarak; yüksek mukavemetli malzemeleri ekonomik, istenilen hassasiyette, çevreye zarar vermeden ve kısa sürede şekillendirmek olmalıdır. Tüm bunlar dikkate alındığında, bu tür malzemelerin gelişmiş kesici takımların üretilmesine olanak sağlayan kesici takım teknolojisindeki süreçle birlikte soğutma sistemlerinin de gelişmesiyle yüksek ısıl ve kimyasal kararlılıkta süper alaşımların işlenmesi mümkün olmaktadır.Bu çalışmada kesme parametrelerinin; (talaş derinliği, kesme hızı, radius, ilerleme, debi, talaş açısı, yanaşma açısı)’nın kesme kuvvetleri, sıcaklık ve yüzey pürüzlülüğüne etkileri tornalamada kuru ve MQL yöntemiyle karşılaştırılarak etkileri çalışılmıştır. Tornalamada kesme parametrelerinin belirlemek için taguchi deney metodu yardımıyla L36 karma tasarım deney dataları dizayn edildi. Bu tasarım kullanılarak matematiksel modeller elde edildi. Yüzey pürüzlülüğünü, kesme kuvvetleri ve sıcaklığı etkileyen etken faktörleri belirlemek için ANOVA analizi kullanıldı. Doğrulama deneyleri tüm çıkış parametrelerinin optimizasyonunda başarılı sonuçlar vermiştir.ABSTRACTINVESTIGATION THE EFFECT OF MINIMUM QUANTITY LUBRICATION (MQL) TECHNIQUE ON TOOL AND WORKPIECE IN TURNING OPERATIONIn order to reduce the temperature during machining, traditional cooling fluids are used in form machining. This coolers are partly the solution of the problem but, cause many new problems. The removal of fluids from lathes, workshops, factories and the environment is a problem in itself, otherwise, provides significant damage to the environment. In this case, the most sensitive issue to be examined; chip by using alternative methods of removing the forming of high-strength materials, the economic, the desired accuracy, and in a short time without harming the environment should be performed. All this is taken into consideration, it is possible the machining of high thermal and chemical stable super alloy with the help of development of cooling systems and the process in tool technology which such materials enable the development of advanced cutting tools.In this study, the effects of cutting parameters; (cutting depth, cutting speed, radius, feed, flow rate, rake angle, approach angle) on cutting forces, temperature and surface roughness are examined in machining by comparing the effects of dry and MQL method. In turning to determine the cutting parameters using Taguchi method, L36 mixed design experimental data was designed. Mathematical models were obtained using this design. ANOVA analysis was used to determine the factors affecting surface roughness, cutting forces and temperature. Verification experiments gave successful results in the optimization of all the output parameters.

Bu çalışmada nikel esaslı Inconel 718 süper alaşımının tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü incelenmiştir. Đşlenen malzemelerin yüzey pürüzlülüğünün optimum düzeylerde olması, özellikle havacılık sektöründe aşırı kuvvet, sıcaklık ve zorlanmalara maruz kalan süper alaşımlar için çok büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle yapılan deney çalışmasında kesici uçların ve kesme parametrelerinin yüzey kalitesine etkileri incelenmiş ve literatür bulguları ile karşılaştırma imkanı sağlanmıştır. Deney çalışmasının yanı sıra benzer konulardan literatür çalışmaları özetlenmiş, süper alaşımlar ve özellikle nikel bazlı süper alaşımlar detaylı olarak anlatılmış, talaşlı imalat, tornalama ve süper alaşımların işlenebilirliği hakkında genel bilgi verilmiştir. In this study, surface roughness of a nickel based Inconel 718 superalloy on turning applications was examined. Optimum surface roughness values of machining materials are very important for the superalloys that withstand heavy forces, temperatures and compulsions, especially for the aerospace applications. Thus, in experimental study, effects of cutting tools and cutting parameters on surface quality was examined and compared with literature findings. Besides the experimental study, a general knowledge was given about some related literature studies, superalloys and especially nickel based superalloys, machining, turning and machining of superalloys.

ÖZETDIŞ TORNALAMA İŞLEMİNDE, TAKIM TUTUCU MALZEMESİNİN VE SERTLİKLERİNİN (HRc) YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ, KESME KUVVETİ VE TİTREŞİME ETKİSİNİN GRİ İLİŞKİSEL ANALİZİ YÖNTEMİ İLE BELİRLENMESİ İmalat sektöründe elde edilen ürünün ölçü ve yüzey kalitesi ile işleme parametrelerinin optimizasyonu bilimsel araştırmalar içerisinde oldukça önemli bir yere sahiptir. Dahası bütün talaş kaldırma işlemlerinde temel amaç iş parçasında istenilen geometride ve hassas bir yüzey oluşturmaktır. Bu tez çalışmasında, takım tutucu malzemesi ve sertliği ile ilerleme miktarı değiştirilerek; malzeme özelliği SAE/AISI4140 olan parça işlenmiştir. İşleme esnasında ve sonucunda bazı parametreler elde edilmiştir. Kesme kuvveti, titreşim ve yüzey pürüzlülüğü olan bu parametreler Gri İlişkisel Analizi (GİA) Yöntemine göre değerlendirilmiştir. Böylece tutucusu malzemesi ve sertliği, tornalama işlemi esnasında oluşan işleme parametreleri üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Her geçen gün kendine daha fazla yer bulan ve farklı alanlarda uygulamalarda kullanılan GİA Yöntemi, az ya da kesikli bilgi, çok veri ve belirsizlik olan durumlarda başvurulabilecek alternatif ve etkili bir yaklaşımdır. Kullanılan takım tutucular, SVJCR özelliğinde olup TAKIMSAŞ tarafından özel imal edilmişlerdir. Takım tutucusu malzemeleri SAE/AISI 2344, SAE/AISI 4140 ve SAE/AISI 4340’ dır. Bu üç farklı malzemeye göre imal edilmiş takım tutucular her bir malzeme için 42HRC, 45HRC ve 47HRC’ ye göre sertleştirilmiştir. Böylece her malzeme için 3 farklı sertlikte takım tutucular yapılmış ve 9 farklı takım tutucusu elde edilmiştir. Takım tutucu sertliği arttıkça işleme kalitesinin arttığı gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde en ideal (optimum) yüzey kalitesi, kesme kuvvetleri ve titreşim için en uygun takım tutucu sertliği önerilmiştir. ABSTRACTDETERMINATION OF TOOL HOLDER MATERIAL AND HARDNESS EFFECT ON SURFACE ROUGHNESS, CUTTING FORCE AND VIBRATION BY USING GREY RELATION ANALYSIS Dimension and surface quality with optimization of processing parameters of product obtained from manufacturing sector has a very important role in scientific research. Moreover, the basic aim of all machining operations on the workpiece is to create the desired geometry and a sensitive surface.In this thesis, material and hardness of tool holder process quantity is changed and SAE/AISI4140 material is processed. During the processing and as aresult of processing some parameters are obtained. These parameters which are cutting force, vibration and surface roughness are evaluated by using Grey Relational Analysis (GRA) So tool holder material and hardness effect on processing paramaters composed during the turning operation are determined. Processing quality increasing is observed when the tool holder hardness is increased.GRA method which is used in different areas and applications with each passing day finds itself more space. It is an alternative and efective approach that can be applied in case of more data and uncertainty or less or discrete information.Used tool holders which are capable of SVJCR, made exclusively by TAKIMSAŞ. Tool holder materials are SAE/AISI 2344, SAE/AISI 4140 and SAE/AISI 4340. Tool holders are manufactured from these three different material. For each material; 42 HRC, 45 HRC, 47 HRC hardnesses are applied. So that three different hardness tool holders are made for each material and nine different tool holders are obtained.Processing quality increasing is observed when the tool holder hardness is increased. As a result of obtained datas, the most appropriate tool holder hardness is proposed for optimum surface quality, cutting forces and vibration.

Bu tez çalışmasının amacı takımda kesme işlemi esnasında meydana gelen değişiklikleri, oluşturulan entegre sistem ve yazılım ile on-line olarak takip ederek takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğünü yapay sinir ağları ve bulanık mantık yöntemleri ile tahmin etmektir. Takım durumunu en iyi şekilde gözlemleyebilmek için sistemde takım durumunu temsil edebilecek veriler toplanmıştır. Oluşturulan değişik parametrelerdeki yapay sinir ağları öncelikle örnek deney verileri kullanılarak eğitilmiş, ardından test verileri ile denenmiştir. Bulanık mantık ise yapay sinir ağları ile tahmin edilen aşınma ve yüzey pürüzlülüğü değerlerinin belirlenen seviyelerde sınıflandırılması için kullanılmıştır. Bu tez çalışması için yazılan program takım durumunu on-line olarak izleme, sensör verilerini kaydetme, işlem seyrini grafik üzerinde izleme ve gerektiğinde uyarı-kontrol sağlamak için kullanılabilir., The goal of this study is prediction of tool wear and surface roughness with the integrated system made by on-line monitoring of the changes on tool during cutting operations and using artificial neural networks and fuzzy logic methods. For best monitoring the tool condition, multiple sensor data are collected to represent the tool condition. Artificical neural networks with different parameters is first trained with sample experimental data and then tested with test data. Fuzzy logic is used classiffication of tool wear and surface roughness which is estimated with neural network according to the predefined levels. The software written for this study can be used to monitor tool condition on-line, saving sensor data, viewing the process on a graphic and producing alarm-control signals when it is necessary.

Talaşlı imalat, imalat teknolojilerinde önemli bir üretim yöntemidir. Tornalama imalat yöntemi olan talaşlı imalatta sıklıkla kullanılmaktadır. Tornalama da kesme ve işleme parametreleri iyi belirlenmedir.Bu çalışmada, tornalama ile üretimi yapılan alüminyum parçanın boyutsal doğruluğu ve yüzey kalitesi analiz edilmiştir. İş parçası boyu, iş parçası çapı, talaş derinliği ve ilerleme oranının etkisi incelenmiştir. Tornalamada önemli bir gelişme parametresi olan kesme hızı bu çalışmada sabit tutulmuştur. Daha önceki çalışmaların tecrübesi ile kesme hızı göz ardı edilmiştir. Yapılan çalışmada, sonuçların ağırlıklı ve kabul edilebilir değer ve optimal olması için istatistiksel yöntem olan Taguchi metodu kullanılmıştır. Bu metot ile zaman ve maliyetten tasarruf edilmiş, deney sonuçları optimize edilmiştir. Bağımlı ve bağımsız değişkenler arasındaki ilişki regresyon analiz yöntemiyle modellenmiştir. Sonuçlar göstermişti ki kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü, silindiriklik ve titreşim işleme yönteminde minimize edilmiş ve ürün kalitesi iyileştirilmiştir. Chip removal is an important production method in manufacturing technology. Turning is used frequently in chip removal as a machining method. The cutting an machining parameters have to be determined.In this work, the geometric tolerance and surface quality of an aluminium piece produced by turning is analysed. The effect of the length and diameter of working piece, cutting depth and feed rate were also investigated. The cutting speed, which is an important machining parameter ,was kept constant in this study. Going from past works and experience, the effect of cutting speed was igroned. Statical method of Taguchi was used in this work in order to obtain more reliable and optimum results. By this method, time and cost savings were made and test results were optimized. The relation between the dependent and independent variables were also modelled by regression analysis. The results showed that cutting force, surface rougness, cylindricity an vibration were minimised in machining process and production quality was improved. 93

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Gün geçtikçe kullanımı artan titanyum ve alaşımlarının talaşlı işlenebilirliğinin araştırıldığı bu çalışmada, en geniş kullanım alanına sahip titanyum alaşımı olan Ti6Al4V alaşımının işlenebilirliğinin değişik ısıl işlemler kullanılarak arttırılması hedeflenmiştir. Bu alaşıma ait 16 mm çapındaki çubuk şeklindeki malzemeler tavlama, su verme ve yaşlandırma olmak üzere 3 değişik ısıl işleme tabi tutulmuş ve böylece 3 farklı iç yapı elde edilmiştir. Bu 3 farklı iç yapının herbiri tornalama yöntemi ile aynı kesme parametreleri kullanılarak kuru kesme şartlarında işlenmiş ve işlenebilirliğin belirleyicisi olan kesme kuvvetleri, talaş formu, takım ömrü ve yüzey kalitesi parametreleri ölçülmüştür. Ölçülen bu değerler literatürle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak tavlanmış numuneye ait işlenebilirlik kriterleri ile yaşlandırılmış numuneye ait kriterler iç yapılarının tamamen farklı olmasına rağmen birbirine oldukça yakın çıkmıştır., Machinability of Ti6Al4V titanium alloy, which has an increasing application field in industry day-by-day, was investigated by applying different heat treatments to alloys. 16 mm diameter bar shaped specimens were used to anneal, solution treatening and solution treatening and aging applications. After heat treatment operations we had 3 different micro structures. These 3 different micro structural specimens were turned at the same parameters on dry cutting conditions. Cutting forces, chip morhpology, tool life and surface roughness were collected as machinability criterias and compared with literatures. As a result, annealed alloy and aged alloy machinability criterias were very similar despite the micro structures were completely different., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tüm talaslı imalat yöntemlerinde oldugu gibi tornalamada da kesici takım seçimi birçokfaktör göz önüne alınarak yapılması gereken bir islemdir. Bir malzemeyi isleyebilmekiçin kesici takım seçimi yapılırken pek çok olasılıkla karsılasılmaktadır. Bu çalısmadakesici takım seçimi, kullanıcıyı yönlendirecek bilgilendirmeleri de içerecek sekilde,olusturulan veri tabanlarının da entegre edildigi nesne tabanlı bir yazılıma aktarılmıstır.Öncelikle bu seçimin yapılmasında etkili olan baglama yöntemi, kesici ucun köseradyüsü gibi unsurların, gerekli yönlendirmeler de yapılarak, kullanıcı tarafındanbelirlenmesi saglanmıs; ardından, seçilen kesici takım için bir kesme hızı tavsiyeedilerek, bu kesme hızı sonucunda elde edilen isleme süresi, tezgah gücü gibi degerlerde kullanılıcıya verilmistir. Düsük maliyet, yüksek kalite ve kısa isleme zamanıanlamına gelen islenebilirlik talaslı imalat için önemli bir kavramdır. Bu çalısmada,alasım elementlerinin malzemenin islenebilirligine ve islenebilirligi etkileyen digerözelliklerine olan etkisi, kolayca görebilecegi sekilde kullanıcıya sunulmustur. Sonuçolarak, bir veri tabanı olarak veya tornalama isleminin temel prensipleri hakkında bilgiedinilmesinde kullanılabilecek bir yazılım gelistirilmistir.Anahtar kelimeler : Tornalama, Kesici takım seçimi, slenebilirlik, Nesne tabanlıyazılım, Veri tabanları. In turning, as in every metal cutting operation, cutting tool selection is such a processthat many factors are to be taken into consideration. While doing the selection of thecutting tool in order to machine the workpiece material, a number of possibilities aremet. In this study, the matters of cutting tool selection is transferred into an objectoriented software, in which databases are integrated, in such a way that the user isguided with the help of metal cutting principles given. In the cutting tool selectionsection, firstly, the user is made to select the components like clamping method, cuttingtool corner radius, that are influential on this selection; after that, a cutting speed isrecommended according to the selections made up to that stage, and the values that arederived from this cutting speed, such as cutting time and power, are given to the user.Machinability is a considerable concept in machining, implying low cost, high qualityand low machining time. In this study, it is presented to the user that how the alloyingelements affect the machinability and the other qualities which affect the machinability,in a way that the user will comprehend easily. As a result, a software that can be used asa database or for being informed in the subject of metal cutting principles is developed.Keywords: Turning, Cutting tool selection, Machinability, Object oriented software,Databases. 85

ÖZETTORNALAMADA İŞLEM PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONUNDA, GENETİK ALGORİTMA ÇALIŞMALARI ve UYGULAMASIBu tez, çok aşamalı tornalama operasyonlarında kesme parametrelerinin belirlenmesi için genetik algoritmaya dayalı yeni bir optimizasyon tekniği önermektedir. Kesme prosesi çok aşamalı kaba ve son paso tornalamayı eş zamanlı olarak ele alır. Optimum işleme parametreleri pratik işleme sınırları göz önüne alınarak birim üretim maliyetinin minimizasyonuyla belirlenir. Formüle edilmiş kesme modeli, 20 işleme parametre sınırlaması olan bir doğrusal olmayan sınırlanmış programlama (NCP) problemidir. Deneysel sonuçlar NCP problemini çözmeye yönelik genetik algoritma tabanlı prosedürün hem etkili hem de verimli olduğunu ve kompleks işleme optimizasyon problemlerini çözmeye yönelik akıllı üretim sistemlerine katılabileceğini gösterir.Akıllı üretim, eğer verimli otomatikleştirilmiş proses planlama modülüyle, üretim, ulaştırma, montaj vb. gibi diğer otomatikleştirilmiş sistemleri birleştirebilirse, para ve zaman bakımından önemli tasarruflar sağlar. Proses planlama, uygun makinelerin, işlenecek parçalara ait takımların, kesme alanı içindeki ortalama sıcaklığı düşürecek kesme sıvısının ve belirli bir işlenmiş parçaya ait her bir operasyon için belli kesme koşulları altındaki işleme parametrelerinin belirlenmesine gerek duyar. İşleme ekonomisi problemi objektif bir fonksiyonu optimize etmek için genellikle kesme hızı, devir oranı ve kesme derinliği olmak üzere, proses parametrelerinin belirlenmesi ile ilgilidir. İşleme koşullarının optimumluğunu ölçmeye yarayacak birkaç objektif fonksiyon şunları içerir: (1) minimum birim üretim maliyeti, (2) maksimum üretim oranı, (3) maksimum kar oranı, (4) birçok objektif fonksiyonun ağırlıklı kombinasyonu. İşleme ekonomisinde ele alınması uygun olacak birçok kesme sınırlaması şunları içerir: takım ömrü sınırlaması, kesme kuvveti sınırlaması, güç, stabil kesme alanı sınırlaması, talaş-takım ara yüzeyi sıcaklığı sınırlaması, yüzey bitiş sınırlaması, ve kaba ve son paso parametre ilişkileri. Klasik olarak, problemden iki temel yaklaşım kullanılarak bahsedilmiştir: tek ve çok pasolu.Tek pasolu yaklaşımda, toplam kesme derinliği sadece tek bir pasoda halledilebilir olarak ele alınmıştır. Dolayısıyla, kesme derinliği ve paso sayısı fazla basitleştirmeye götürecek optimizasyon problemi değişkenlerinden elenir. Tek pasolu yaklaşımın toplam kesme derinliğinin sadece tek bir pasoda halledildiği durumlara uygulanabilmesine rağmen, pratikte bu nadiren gerçekleşir. Bu yüzden, işleme ekonomisi problemine çok aşamalı bir yaklaşım ekonomik sebeplerden dolayı ele alınmak zorundadır. Tezde çok aşamalı ve tek pasoya dayanan yaklaşımların birbirlerine üstünlükleri ve nasıl seçim yapılacağına dair detaylı bir analiz yapılmıştır.Bu tezin ana amacı, belli kesme sınırlamalarına dokunmadan birim üretim maliyetini minimize edecek optimal işleme parametrelerini belirlemektir. Dolayısıyla, çok aşamalı işleme optimizasyon problemine ait matematiksel formülasyon, Chen ve Tsai’nin (1996) 20 kesme sınırlaması olanına benzerlik göstermektedir. Genetik algoritma yaklaşımına dayalı yeni bir yerel arama optimizasyonu işleme optimizasyon modelini çözmek için geliştirilmiştir. Kati ve kati olmayan limitleri proseste kullanmak için ikili verilere dönüştüren bir teknik optimizasyon formüllerinin kati formülasyonları tarafından meydana gelen zorlukları aşmak için genetik algoritma yaklaşımı ile bir arada kullanılır.Tez şu şekilde düzenlenmiştir. Bölüm 1 tez konusu hakkında giriş bilgisi ve amacı hakkında bilgi vermektedir. Bölüm 2, tek ya da çok aşamalı tornalama operasyonlarına ait seçim kriterlerinden, Genetik Algoritma’nın tarihçesinden, gelişiminden, kullanım alanlarından, operatörlerinden ve teorik bilgisini ele alır. Çok aşamalı tornalama operasyonlarındaki işleme parametrelerinin Genetik Algoritma kullanılarak optimizasyonu Bölüm 3’te kapsamlı bir şekilde anlatılmıştır. Bölüm 4’te çok aşamalı bir tornalama operasyonundaki işleme parametrelerinin genetik algoritma ile optimizasyonunu yapan, Delphi dilinde yazılmış bir bilgisayar programın, bir probleme uygulanması ve elde edilen sonuçların mevcut verilerle karşılaştırılması ve maliyet minimizasyonuna dair kapsamlı bir araştırması yer almıştır. ABSTRACTIN MACHINING PARAMETERS OPTIMIZATION OF TURNING, GENETIC ALGORITHM STUDIES and ITS APPLICATIONThe paper proposes a new optimization technique based on genetic algorithms for the determination of the cutting parameters in multipass machining operations. The cutting process simultaneously considers multipass rough machining and finish-machining. The optimum machining parameters are determined by minimizing the unit production cost subject to practical machining constraints. The cutting model formulated is a non-linear-constrained programming (NCP) problem with 20 machining parameter constraints. Experimental results show that the proposed genetic algorithm-based procedure for solving the NCP problem is both effective and efficient, and can be integrated into an intelligent manufacturing system for solving complex machining optimization problems.Intelligent manufacturing achieves substantial savings in terms of money and time if it integrates an efficient automated process-planning module with other automated systems such as production, transportation, assembly, etc. Process planning involves determination of appropriate machines, tools for machining parts, cutting fluid to reduce the average temperature within the cutting zone and machining parameters under certain cutting conditions for each operation of a given machined part. The machining economics problem consist in determining the process parameter, usually cutting speed, feed rate and deep of cut, in order to optimize an objective function. A number of objective functions by which to measure the optimality of machining conditions include: (1) minimum unit production cost, (2) maximum production rate, (3) maximum profit rate, (4) weighted combination of several objective functions. Several cutting constraints that should be considered in machining economics include: tool-life constraint, cutting force constraint, power, stable cutting region constraint and roughing and finishing parameter relations. Classically, the problem has been dealt with by using two basic approaches: single and multipass.In the single-pass approach, the total deep of cut is considered achievable in just one pass. Consequently, the deep of cut and the number of passes are eliminated from the variables of the optimization problem leading to oversimplification. Although the single-pass approach can be applied in cases where the total depth of cut can be achieved in just one pass, in practice this rarely happens. Therefore, a multipass approach to the machining economics problem has to be considered for economics reasons. In the paper, the superiority to each other of single-pass and multipass approaches and how to make the optimal choice were analyzed in detail.The main objective of the present paper is to determine the optimal machining parameters that minimize the unit production cost without violating any imposed cutting constraints. Consequently, the mathematic formulation of the multipass machining optimization problem is similar to that of Chen and Tsai (1996) having 20 cutting constraints. A new local search optimization based on genetic algorithm approach is developed to solve the machining optimization model. A technique that converts crisp and non-crisp limits into binary data for processing is used in conjunction with the genetic algorithm approach in order to overcome the difficulties caused by the crisp formulation of the optimization problem.The paper is organized as follows. Section1 gives us information about introduction and aims. Section 2 deals with the selection criteria of single or multipass turning operations, the historical background, development, usage field, operators and theoretical information of Genetic Algorithm. Optimization of multipass turning operations using genetic algorithms is mentioned comprehensively in section 3. However in Section 4, a program, which computes the optimization of multipass turning operations using genetic algorithm, written in Delphi, is considered. Results and constraints are discussed comprehensively, too.

Bu tezin, veri tabanı üzerinden yayınlanma izni bulunmamaktadır.

ÖZET Bu çalışmada, tek pasolu ve çok pasolu tornalama için optimum metal kesme değişkenlerinin belirlenmesi problemi ele alınmıştır. Amaç fonksiyonu olarak maliyet denklemi kullanılmıştır. Güç, yüzey pürüzlülüğü ve ilerleme fonksiyonları ise optimizasyon probleminin kısıtlayıcı denklemleridir. Tek pasolu tornalama işleminde metal kesme değişkenlerinin optimizasyonu geometrik programlama yöntemi ile yapılmıştır. Çok pasolu tornalama işleminde metal kesme değişkenlerinin optimizasyonu ise geometrik programlama ve dinamik programlama yöntemlerinin birlikte kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. ABSTRACT In this study, the problem of determining the optimum cutting conditions for single-pass and multi-pass turning is considered. As an objective function, production cost is used. Power, surface finish and feed functions are constraints of the optimization problem. Optimization of cutting conditions of single-pass turning is carried out by using geometric programming method. Optimization of cutting conditions of multi-pass turning is carried out by using geometric programming method in conjunction with dynamic programming method. 68