Ti6Al4V Alaşımının Delme ve Frezeleme Proseslerinde İşleme Parametrelerinin Talaş Formları, Yüzey Pürüzlülüğü ve Kesici Takımların Aşınması Üzerine Etkileri

Abstract

Savunma, uzay ve medikal alanlarda kullanımı gittikçe artan Ti6Al4V alaşımı, işlenmesi oldukça zor ileri mühendislik malzemelerindendir. Ürünlerin genelde karmaşık şekilli olması, yüksek boyutsal hassasiyet gerektirmesi talaşlı işlem gerektirmektedir. Bu çalışmada Ti6Al4V alaşımının farklı matkap çapı ve soğutma ortamında delme davranışı; farklı kesme hızı ve soğutma ortamına göre frezeleme davranışı incelenmiştir. Kuru ve kesme sıvısı ortamlarında; 7,5 mm ve 8,4 mm çaplı matkaplar ile delme işlemi ve 50 m/dak ve 100 m/dak kesme hızları ile frezeleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Seçilen kesici takımlar ve parametreler çalışmanın yenililiğini oluşturmaktadır. İşlenebilirlik analizleri; talaş formları, işlenen yüzeylerin yapısı ve pürüzlülük değerleri, kesici takımların aşınma mekanizması ve takım ömürlerinin tespit edilmesi ile çok yönlü olarak yapılmıştır. Delme işlemi sonuçlarına göre; düşük çapta ve kesme sıvısı kullanımında yüzey pürüzlülük değerleri azalmış ve helisel talaş formu elde edilmiştir. Artan çap ve kuru ortam burgu talaş oluşumuna ve matkap aşınmasında artışa neden olmuştur. Elde edilen frezeleme sonuçlarına göre; artan kesme hızıyla kuru ortamda uzun spiral talaş oluşumu gözlenirken, kesme sıvısı ile homojen dağılımlı kısa spiral talaş oluşumu gerçekleşmiştir. Matkap çapının düşmesi ile uç ömrü kuru ortamda %42, kesme sıvısı kullanımında %22 bir artış göstermiştir. Kuru ortamda kesme hızının artmasıyla freze uç ömründe %23,53 artış olmuş, kesme sıvısı kullanımında ise %16,67 oranında atış olmuştur. Kesme sıvısının kullanımında freze uç ömrü, düşük kesme hızında %13,34, yüksek kesme hızında %5,56 oranında artmıştır.

Ti6Al4V alloy is an engineering material that is increasingly used in defense, aerospace and medical fields and is difficult to process. The products generally have complex shapes and require high dimensional precision, necessitating machining operations. In this study, drilling behavior of Ti6Al4V alloy with different drill diameter and cooling environment; and milling behavior was examined according to different cutting speed and cooling environment. Drilling (with 7.5 mm and 8.4 mm diameter drill bits) and milling (with 50 m/min and 100 m/min cutting speeds) operations were carried out in dry and cutting cooling environment. The cutting tools and parameters selected in the study constitute the innovation of the work. Machinability analyses; the chip forms, structure and roughness values of the machined surfaces, wear mechanisms of the cutting inserts and tool life were determined in a versatile way. According to the results of the drilling process; with low diameter and cutting fluid usage, surface roughness values decreased and helical chip form was obtained. The increased diameter and dry environment have caused the formation of auger chip and an increase in drill bit wear. According to the milling results obtained; while long spiral chips were formed in a dry environment with increasing cutting speed, homogeneously distributed short spiral chips were formed with cutting fluid. As the drill diameter decreased, bit life increased by 42% in dry conditions and 22% in cutting fluid usage. With the increase in cutting speed in a dry environment, there was a 23.53% increase in milling tip life and a 16.67% increase in cutting fluid usage. With the use of cutting fluid, milling cutter life increased by 13.34% at low cutting speed and 5.56% at high cutting speed.