Özet:
Talaşlı işlemede, talaş oluşumu sırasında mekanik enerji ısı enerjisine
dönüşmektedir. Gelişen teknoloji ile birlikte modern endüstrilerde kullanılan iş
parçası malzemeleri de değişim göstermiş, talaşlı işleme açısından yüksek sertlik ve
küçük ısı iletkenliği gibi olumsuz özellikleri bulunan malzemelerin kullanımı
artmıştır. Bu tür özelliklere sahip malzemelerin işlenmesi sırasında normalden daha
fazla ısı açığa çıktığından kesici takım ömürleri azaldığı bilinmektedir.
Kesici takımların verimliliklerini ve sürdürülebilirliklerini arttırma konularında
araştırmacılar çeşitli yöntemler denemektedir. Bu yöntemlerden endüstride en
yaygın kullanılanı kesme sıvısı ile işlemedir. Kesme sıvısı kullanımıyla hem işleme
sırasında oluşan ısı takımdan uzaklaştırılır hem de bu sıvıların yağlayıcı ve soğutucu
özellikleri sayesinde takım ömründe artış sağlanır. Kesme sıvılarının bu olumlu
özelliklerine karşın atıkların bertaraf maliyetleri, ekolojik açıdan yarattığı sorunlar
ve insan sağlığına verdiği zararlar gibi olumsuz etkileri vardır. Sürdürülebilir üretim
için takım ömrü, sürtünme, kesme kuvvetleri ve iş parçası yüzey pürüzlülüğü gibi
konularda kesici takımların iyileştirilmeleri gerekmektedir.
Kesici takımlarda denenen iyileştirmelerden bazıları, yeni kesici takım
malzemelerinin geliştirilmesi, yeni takım kaplamalarının uygulanması ve takım
geometrisindeki çeşitli değişikliklerdir. Son zamanlarda çalışılan bir konu ise talaşlı
işleme sırasında takım ile iş parçası ve takım ile talaş arasındaki sürtünmeyi
azaltarak, takım ömrünü arttırmayı amaçlayan takım yüzeyi dokulandırma
işlemidir. Temel olarak bu işlem, takımın yüzey bütünlüğünü lazer, mikro EDM,
mekanik taşlama vb. yöntemlerle değiştirerek takım ömrü, kesme kuvvetleri gibi
konularda iyileştirmeler sağlamayı hedeflemektedir.
Dokulandırılmış takımların işleme sırasında oluşan kesme kuvvetlerine, takım
aşınmalarına, iş parçası yüzey pürüzlülüğüne ve talaş oluşumlarına etkileri
konularında literatürdeki çalışmalar kısıtlıdır. Yüzey dokulandırma işlemi
uygulanmış takımların talaş kaldırmaya etkilerinin incelenmesi literatüre ve imalat
endüstrisine takım verimliliği açısından önemli katkılar sağlayacaktır.
Bu çalışmada öncelikle bu tezin konusu olan yüzey dokulandırma işlemiyle ilgili
literatür özeti sunulmuş devamında yüzey dokulandırma, yüzey dokulandırmanın
etkisi, silici (wiper) takım geometrisi ve takım aşınmaları konularında kısaca bilgiler
verilmiştir. Çalışmanın deneysel kısmında ise, literatürdeki verileri doğrulamak ve
asıl deneyler için bilgi toplamak adına, bir dizi ön deneyler yapılmıştır. Bu deneyler
için iki farklı lazer işleme yöntemiyle üç adet geleneksel geometrili takım
dokulandırılarak, doku oluşturulmamış takımla karşılaştırılıp doku tipinin ve doku
derinliğinin serbest yüzey aşınmasına etkileri incelenmiştir. Ayrıca dokulandırma
işleminin iş parçası yüzey pürüzlülüğüne ve talaş oluşumuna etkileri de araştırılan
konular arasındadır. Ön deneylerde elde edilen sonuçlara göre literatürdeki
sonuçlara paralel olarak kesici takım serbest yüzeyinde doku bulunması takım ile iş
parçası arasındaki temas yüzeyini azaltarak takım ömrünü önemli ölçüde arttırmış,
dahası doku tipinin ve derinliğinin serbest yüzey aşınmasında önemli etkilerinin
olduğu bulunmuştur. Dokulandırılmış takımlar ile talaş kaldırma sonucu iş parçası
yüzey pürüzlülükleri doku derinliğine göre değişim göstermiştir. Son olarak talaş
formları karşılaştırmasında kesici kenara göre paralel dokulu takımların işlemeye
girişte ve çıkışta oluşturduğu talaşlarda talaş kalınlığı incelmiş talaşta uzama
meydana gelmiştir.
Tezin asıl konusu olan deneylerde ise, doku tipi, dokular arası genişlik ve lazer gücü
parametreleriyle Taguchi L9 (3^3) deneysel tasarım yöntemine göre dokuz adet
silici geometrili takım dokulandırılarak en uygun doku parametresi belirlenmiştir.
Ayrıca tüm dokulandırılmış takımlar için serbest yüzey aşınmaları, iş parçası yüzey
pürüzlülük değerleri ve talaş formları incelenmiştir. Son olarak dokusuz referans
takım ile doku tiplerine göre en iyi serbest yüzey aşınmalarına sahip takımlarla
işleme sırasında oluşan kuvvetler karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarına göre silici
geometrili takımların serbest yüzeyinde doku oluşturulmasının uygun
parametrelerle takım ömrünü yaklaşık %27’ye kadar arttırdığı fakat iş parçası
yüzey pürüzlülüğü açısından olumsuz etkiye sahip olduğu görülmüştür. Oluşan
kuvvetlere bakıldığında kesme ve ilerleme kuvvetleri dokulandırma işleminden
etkilenmezken, radyal kuvvetlerde artış görülmüştür. Son olarak dokulandırılmış
takımlarla malzeme kaldırma sonucu oluşan talaşların benzerlik gösterdiği
görülmüş, dokusuz takımın aksine işlemeye girişte ve çıkışta oluşan talaşların talaş
kalınlığında incelme ve talaş boyunda uzama meydana gelmiştir.