Dalga formlu parmak frezelerin AISI 316L paslanmaz çelik üzerindeki işleme performansının deneysel ve istatistiksel olarak araştırılması

• Published in: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi dergisi Vol. 36; no. 4; pp. 2225 - 2238
• Main Authors: AYDIN, Kutay, KATMER, Şükran, GÖK, Arif, ŞEKER, Ulvi
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 02.09.2021
• ISSN: 1300-1884
• DOI: 10.17341/gazimmfd.881590

Değişken talaş ve helis açılarına sahip dalga formlu parmak frezeler, talaşlı imalat alanında henüz çok yeni ve performansları hakkında çok az bilgi sahibi olunan kesici takımlardır. Bu çalışmada, helisel kesici kenar üzerinde değişken talaş ve helis açıları bulunan dalga formlu parmak frezelerin; çalışma sertleşmesi, yüksek takım aşınması ve yığıntı talaş (BUE) oluşturma eğilimi sebepleriyle işlenmesi zor malzemeler grubunda yer alan, AISI 316L östenitik paslanmaz çelik üzerindeki işleme performansları araştırılmıştır. Bu kapsamda, farklı dalga boylarına (mm) ve dalga genliklerine (µm) (6-550, 8-250, 4-450 ve 8-650) sahip dalga formlu ve standart form olmak üzere beş farklı yekpare karbür kesici takım, deneysel ve istatistiksel yaklaşımlardan oluşan bir çalışma planı çerçevesinde; kesme kuvvetleri, yüzey kalitesi ve takım ömrü kriterleri dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Dalga formlu takımlar; kesme kuvvetleri ve yüzey kalitesi açısından, pozitif talaş açılı bölgelerin sağladığı avantajlara rağmen negatif talaş açılı bölgelerdeki işleme olumsuzluklarının baskın gelmesi nedeniyle, bütün işleme şartlarında, standart takıma göre daha yüksek kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülük değerleri sergilemiştir. Diğer taraftan, daha küçük pozitif ve negatif talaş açılarına (+4°, -2°, -3°) sahip 8-250 ve 8-650 dalga formlu takımlarda, standart takıma göre sırasıyla %17,2 ve %6,9 oranlarında daha düşük takım aşınma değerleri görülmüştür. Sonuç olarak, AISI 316L malzemesinin işlenebilirliğini zorlaştıran yüksek mekanik dayanım ve yüksek çalışma sertleşmesi (pekleşme) özelliklerinin neden olduğu düşük takım ömrü problemi için 8-250 ve 8-650 dalga formlu takımların, kaba talaş (rough) frezeleme işlemlerinde çözüm olabileceği düşünülmüştür. Wave form end mills with variable rake and helix angles are new in the machining industry, and limited information is available on their machining performance. In this study, the machining performance of wave form end mills with variable rake and helix angles on the helical cutting edge on AISI 316L austenitic stainless steel which is in the difficult-to-cut materials due to work hardening, high tool wear and build-up edge (BUE) was investigated. In this context, five different carbide cutting tools, which are wave form tools with different wavelengths (mm) and wave amplitudes (µm) (6-550, 8-250, 4-450, and 8-650) and the standard tool, were evaluated through both experimental and statistical approaches in consideration of cutting forces, surface quality, tool life criteria. In terms of cutting forces and surface quality; wave form tools exhibited higher cutting forces and surface roughness values than the standard tool in all machining conditions, due to the predominance of machining negativity in negative rake angle regions despite the advantages provided by the positive rake angle regions. On the other hand, in 8-250 and 8-650 waveform tools with smaller positive and negative rake angles (+4°, -2°, -3°) were observed low tool wear values 17.2% and 6.9%, respectively compared to the standard tool. As a result, it is thought that 8-250 and 8-650 wave form tools can be a solution in rough milling processes for the low tool life problem caused by high mechanical strength and high work hardening properties that make difficult-to-cut AISI 316L material.