Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
Bölüm: Fen Bilimleri Enstitüsü
ÇALIŞMA ALANLARI
YÜKSEK LİSANS VE DOKTORA ÖĞRENCİLERİ
MURAT ÖZKAN (2010)
Bilgisayar destekli imalatta dalarak kaba ve trokoidal işleme algoritmalarının birleştirilmesi
Teknolojideki hızlı gelişim, günümüzde üretici firmaların alanlarında rekabetçi olarak kalabilmeleri için, tasarım ve üretimi hızlandırarak yeni dizaynların pazara sunuş sürecinin mümkün mertebe kısaltılmasını zorunlu kılmaktadır. Örnek olarak otomotiv sektörünü ele alırsak yeni bir modelin piyasaya çıkış zamanı dizaynda ve üretimde bilgisayar destekli tekniklerin kullanılmaya başlanmasıyla çok azalmıştır. Öyle ki CAD (Computer Aided Design, Bilgisayar Destekli Tasarım) sistemleri sayesinde, eski ürünün datalarından yararlanarak yeni bir aracın dizaynının geliştirilmesi çok daha kolay olmaktadır. Aynı şekilde araçta kullanılan parçaların imalatı için gerekli olan kalıp, aparat ve fikstürlerin tasarımı da bu sistemler sayesinde daha kısa sürede ve daha hassas olarak yapılabilmektedir. Hazırlanan tasarımların CAM (Computer Aided Manufacturing, Bilgisayar Destekli İmalat) sistemleriyle imali konvansiyonel metotlarla göre kat kat hızlı ve daha kusursuz olmaktadır. Bunun içindir ki günümüzde sayısal kontrollü takım tezgâhlarının (Computer Numerical Control, CNC) kullanımı kaçınılmaz bir hal almıştır. Türk metal işleme endüstrisinde, günümüzün gelişmeye en açık teknolojik yeniliği de bilgisayar destekli sayısal kontrol CNC tezgâhlarının kullanımıdır ve bu sistemlerin üretime adaptasyonu hızla devam etmektedir. Bu çalışmada bilgisayar destekli imalat ana hatlarıyla incelenmiş, takım yolunu oluşturan parametreler ve takım yolu oluşturma yöntemlerine değinilmiş ve bilgisayar destekli imalatta frezelemede kaba işleme yöntemlerinden olan dalarak kaba işleme ve dalarak kaba işleme ile trokoidal işlemenin kombinasyonu ile oluşturulan işleme yöntemleri süreçler açısından mukayese edilmiştir. Yapılan çalışma sonunda, dalarak kaba işleme yöntemiyle malzeme daha kısa sürede işlenirken, dalarak kaba işleme ile trokoidal işleme kombinasyonu algoritmaları ile daha düzgün bir yüzey kalitesi elde edilmiştir. Dolayısıyla bu çalışmada kullanılan kombinasyon işleme yöntemleri ile kaba işleme sonrası yapılacak ince işlemenin daha az olması üstünlük sağlamaktadır.
MURAT ÇETİNEL (2008)
Tersine mühendislik ile üç boyutlu cisimlerden grafik modeller için veri eldesi
Tez çalışmasında, tersine mühendislik sürecinde fotogrametri yöntemi kullanıldı. Konu hakkında yeterli sayıda Türkçe kaynağın bulunmaması nedeni ile bu çalışmanın daha sonraki araştırmalar için bir temel oluşturması hedeflendi. Fotogrametrik yöntemin pratikte kullanımı için gerekli yazılım kodları oluşturuldu ve mevcut kodlar derlendi. Amatör bir fotoğraf makinesi ve Matlab yazılımı ortamında oluşturulan kodlar ile pratik uygulamaların gerçekleştirilebileceği gösterildi. Konu hakkında çalışacaklara yol göstermek adına, farklı uygulamalar için adapte edilebilecek esnek ve basit algoritmalar geliştirildi. Tez çalışmasının 1. Bölümünde, tersine mühendislik kavramı ve yöntemleri üzerine genel bilgiler verildi. Çalışmanın 2. bölümünde, tersine mühendislik için fotogrametri yöntemi genel hatları ile irdelendi. Fotogrametrik yaklaşımın, endüstriyel alanlardaki kullanımı, faydaları ve bu alanlardaki uygulama örnekleri Bölüm 3’te incelendi. 4. ve 5. Bölümde, çalışmanın sonundaki pratik uygulamayı gerçekleştirmek için gerekli teorik konular üzerinde duruldu ve konu ile ilgili temel algoritmalar anlatıldı. Çalışmanın 6. bölümünde, temel geometri ve basit objelerin üç boyutlu modellerini oluşturabilmek için çeşitli uygulamalar gerçekleştirildi. İzlenen aşamalar, karşılaşılan sorunlar ve bu sorunların giderilmesi, bu bölümde basamak basamak irdelendi. Tez çalışmasının son aşamasında, Matlab yazılımı ortamında, örnek uygulamalar için kullanılan tüm algoritmaların derlendiği, bir kullanıcı arabirimi oluşturuldu. Tezin son bölümüne kadar irdelenen teorik konular ve uygulamaların pratikte nasıl gerçekleştirilebileceği, gerçek bir örnek ile gösterildi. Tasarlanan sistem ile ölçüm sonuçları ve basit üç boyutlu modeli elde edilen objenin, piyasadaki gelişmiş bir cihaz ile elde edilmiş olan verileri karşılaştırıldı. Elde edilen sonuçlar yorumlandı ve tasarlanan sistemin nasıl geliştirilebileceği üzerine öneriler ortaya konuldu.
YALÇIN ÖZSOY (2008)
Değişken ilerlemeli tornalamada talaş kırılması ve yüzey pürüzlülüğünün incelenmesi
Modern talaşlı şekillendirme işlemlerinde, talaş kaldırma prosesi geçmişten günümüze karşılaşılan problemler ile araştırmacı ve uygulamacılar için büyük bir çalışma alanı olmuştur. İmalatı daha verimli hale getirebilecek daha hızlı işleme yöntemleri ile daha iyi bir üretim kalitesi yakalayabilmek için yapılan araştırmalar ile imalat teknolojisi gün geçtikçe gelişen bir hal almıştır. Talaş kaldırma işleminin kalitesini belirleyen önemli faktörler deformasyon, sıcaklık, kuvvetler ve bunlara bağlı kalınarak işleme parametrelerinin belirlenmesidir. Tornalama işleminde, üretim kalitesini, verimliliği ve işlemin ekonomik olma durumunu doğrudan etkilediği için `değişken ilerleme’ uygun donanımın seçilmesinde ve işleme parametrelerinin belirlenmesinde önemli bir rol almaktadır. Bu tezde, değişken ilerlemeli tornalama işleminde talaş kırılması ve yüzey pürüzlülüğünü incelenmiştir. Bu konuda, farklı kesme şartları kullanılarak deneyler yapılmıştır. Konunun daha iyi anlaşılabilmesi için birinci bölümde; talaş kaldırma operasyonlarında karşılaşılan problemlerin karmaşıklıkları belirtilmiştir. İkinci bölümde; basit anlamda talaş oluşumu ve araştırmacılar tarafından yapılan çalışmalar açıklanmıştır. Üçüncü bölümde; araştırmacılar tarafından ortaya konulan talaş tipleri incelenmiştir. Dördüncü bölümde; talaş kırılması ve talaş kırma mekanizması incelenmiş, beşinci bölümde; tornalama işlemi, işlemi etkileyen faktörler açıklanmıştır. Altıncı bölümde; işlenebilirlik kavramı açıklanmış, yapılan deneysel çalışmalarda kullanılan alüminyum ve çelik iş parçası malzemelerin işlenebilirliği incelenmiştir. Yedinci bölümde; değişken ilerlemeli tornalama ile talaş kırılması ve yüzey pürüzlülüğünün incelenmesi için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Sekizinci bölümde ise genel sonuçlar açıklanmıştır.
VOLKAN APAYDIN (2008)
Metallerin kesici ağzı yuvarlatılmış takımlarla talaş kaldırılmasının incelenmesi
Deforme olmamış talaş kalınlığı ile kesici ağız yarıçapının aynı büyüklük düzeyinde olduğu hassas talaş kaldırma operasyonları ve mikro ölçekli talaş kaldırma gibi talaş kaldırma yöntemlerinin modern talaş kaldırma işlemlerinde kullanımı, giderek artmaktadır. Bu da kesici ağız yarıçapının kesici takım geometrisinin önemli bir parçası haline geldiği ve işlem üzerindeki etkilerinin daha detaylı olarak incelenmesi gerektiği anlamına gelmektedir. Bu tezde metallerin kesici ağzı yuvarlatılmış takımlarla yapılan talaş kaldırma işlemlerinde, kesici ağız yarıçapının talaş kaldırma işlemi üzerindeki etkilerini inceleyen teorik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Öncelikle kapsamlı bir literatür taraması yapılmış, daha sonra ise çeşitli araştırmacıların bu konuda yaptığı çalışmalara dayanarak kesici ağız yarıçapının talaş kaldırma kuvvetleri, işlenmiş yüzey pürüzlülüğü, kesici takım aşınması ve kesici takım ağzı etrafındaki sıcaklık üzerindeki etkileri incelenmiştir. Son kısımda ise literatürde yer alan ve yuvarlatılmış kesici ağızlar ile yapılan talaş kaldırma için önerilmiş olan bir talaş kaldırma modeli (Manjunathaiah, 1998) irdelenmiştir. Literatürden elde edilen deneysel talaş kaldırma verileri (Schimmel, 1999) bu modelde kullanılarak, talaş kaldırma kuvvetleri hesaplanmış ve bu değerler deneysel kuvvet değerleri ile karşılaştırılmıştır. Modelin küçük deforme olmamış talaş kalınlığı değerleri için başarılı olduğu, ancak deforme olmamış talaş kalınlığı arttıkça hatalı sonuçlar vermeye başladığı görülmüştür.
AHMET ARITAŞI (2008)
Dönen takma uçlu kesici takımlarla talaşlı şekillendirmede işlem parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin incelenmesi
Klasik talaş kaldırma işlemlerinde, özellikle sertleştirilmiş çeliklerin tornalanmasında ve kesilmesi zor malzeme olan titanyum ve nikel alaşımlarının işlenmesinde iş parçası, takım ve çıkan talaşın karşılıklı etkileşimlerinden oluşan mekanik enerji ısı enerjisine dönüştürülür. Bu, takımın sıcaklığının artmasına ve takımın aşınmasına neden olur. Bu aşınma, hem takımın ömrüne hem de işlenmiş yüzeyin finiş kalitesine olumsuz etki eder. Takımdaki bu sıcaklık artışını azaltmak için birçok yöntem arayışlarına gidilmiştir. Kesme sıvıları günümüzde bu ısı transferini gerçekleştirmek için kullanılır. Bir başka yöntem ise, takımdaki aşınmaların azalması, takım ömrünün artması talaş kaldırma esnasında talaş ile takımın temas bölgesindeki kesici ağzın devamlı değişmesi ile kenarın doğal soğumasının sağlanması bir çözüm olarak düşünülmüş böylece, sürekli kesme için temas bölgesi devamlı değişen sınırsız kesme boyu veren kendi ekseni etrafında dönen takma uçlu plaketler veya dairesel profilli dönen kesici takımlar kullanılmaya başlanmıştır. Bu takım aşınmasının kesme takımının tamamına düzgün bir şekilde yayılmasını sağlamıştır. Bu çalışmada, önce genel tornalama ve frezeleme için kesici takım malzeme ve özellikleri hakkında bilgi verilmiş, sonra dönen takma uçlu kesici takımların genel özellikleri, uygulama şekilleri ile ilgili bir literatür araştırması yapılmış, dönen takma uçlu kesici takımların (rotary tool) işleme kalitesine etkisinin araştırılması kapsamında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerini araştıran geçmiş çalışmalar incelenmiştir. Son bölümde, Goodway marka CNC torna tezgahının taretine uygun, önceden Yıldız Teknik Üniversitesi’nde yaptırılan dönen takma uçlu kesici takıma 00 talaş açısına sahip 200, 300 ve 450 eğim açısında ve -50 talaş açısına sahip 200, 300 ve 450 eğim açısında özel tutucu aparatları tasarlanıp imal edilmiştir. Bu tutucu aparatına monteli dönen takma uçlu kesici takım kullanılarak örnek bir parça tornalama ile işlenmiş ve talaş açısı, eğim açısı, ilerleme hızı, kesme hızı gibi kesme parametreleri değiştirilerek işlenmiş yüzeyin pürüzlülük analizleri yapılmıştır. Talaş açısı için 00 ve -50; eğim açısı için 200, 300 ve 450; ilerleme hızı için 0.1, 0.2, 0.4 mm/dev ve kesme hızı için de 60 ve 120 m/dak’lık değerler seçilmiş ve 36 farklı değişkenle çalışma yapılmıştır. Kesme derinliği sabit 0,25 mm’dir. Araştırmalar göstermiştir ki yüzey pürüzlülüğüne etki eden en önemli faktörler takımın eğim açısı ve takım talaş açısıdır. Bu açıların belirli değer aralıklarında olmasının yanında, 00 talaş açısı için takımın eğim açısındaki artış genel olarak yüzey pürüzlülüğünü azaltır. Ayrıca, kesme hızı ve ilerleme hızı yüzey pürüzlülüğü üzerinde genelde konvansiyonel işlemelerdeki gibi davranışı vardır. Bu çalışma için en iyi yüzey pürüzlülüğü 00 talaş açısı, 450 eğim açısında, 0,1 mm/dev ilerleme hızında ve 120 m/dak kesme hızında sağlanmıştır. Ayrıca 00 talaş açısında eğim açısının deneydeki en yüksek değeri olan 450’de ilerleme hızının artmasına bağlı olarak yüzey pürüzlülüğünün azaldığı görülmüştür. Bununla birlikte, deneyler göstermiştir ki, kesme kenarının dairesel olması sebebiyle yüzey kalitesinin artması için sistem montajının yeterli rijitte olması gerekmektedir. Anahtar Kelimeler: Dönen takma uçlu takımlar, yüzey pürüzlülüğü, kendinden tahrikli dönen takma uçlu takımlar.
ALPER UYSAL (2012)
Kesici ağzı yuvarlatılmış aşınmış kesici takımlar ile ortogonal talaş kaldırmanın kayma hatları ile modellenmesi ve analizi Slip-line field modeling and analysis of orthogonal cutting with rounded edge worn tool
Talaşlı imalat işlemlerinde kullanılan kesici takımlar, üretim yöntemleri ne olursa olsun kesici ağızlarında belirli bir miktar yuvarlaklığa sahiptirler. Bazı durumlarda, takımların kesici ağızları özellikle yuvarlatılmaktadır. Büyük bir uygulama alanına sahip olan kesici ağzı yuvarlatılmış takımların kullanıldığı talaşlı imalat işlemlerinde, takımın önünde iş parçası malzemesinin plastik akışını belirleyen ve ölü bölge olarak adlandırılan küçük bir bölgenin oluştuğu deneysel çalışmalardan görülmüştür. Ayrıca uygulamada kullanılan kesici takımlar literatürde yer alan birçok modelde kabul edildiği gibi aşınmamış değil, aksine kısa bir süre kullanımdan sonra aşınmış olarak işleme devam etmektedirler. Bu çalışmada, kesici ağzı yuvarlatılmış kritik değerden az aşınmış takımlara ait ölü bölge oluşumunu da göz önüne alan kayma hattı modeli geliştirilmiş ve deneysel çalışmalar ile incelenmiştir. Çalışmada öncelikle kesici ağzı yuvarlatılmış aşınmamış takımlara ve sonra kesici ağzı sivri aşınmış takımlara ait kayma hattı modelleri oluşturulmuş ve deneysel olarak incelenmiştir. Son olarak kesici ağzı yuvarlatılmış aşınmış takımlara ait kayma hattı modeli oluşturularak yapılan deneyler ile modelin çözümü sağlanmıştır. Mikro talaş kaldırma deneyleri, sivri ve üç farklı kesici ağız yuvarlatma yarıçapına sahip takımlar kullanılarak, üç farklı serbest yüzey aşınma miktarı, kesme derinliği, kesme hızı ve iki farklı talaş açısı değerlerinde ani duruşlu ortogonal talaş kaldıran test cihazında gerçekleştirilmiş ve kesme kuvveti, radyal kuvvet ve bileşke kuvvet değerleri cihazdan elde edilen gerinim değerlerinin kalibrasyon denkleminde yerine konulması sonucunda elde edilmiştir. Deneyler sonucunda, serbest yüzey aşınma miktarının, kesici ağız yuvarlatma yarıçapının ve kesme derinliğinin artması ile kesme kuvvetinin, radyal kuvvetin ve dolayısıyla bileşke kuvvetin arttığı görülmüştür. Kesme hızının ve talaş açısının arttırılması ise kuvvet değerlerinde azalmaya neden olmuştur. Oluşturulan kayma hattı modelleri, geliştirilen algoritmalar sayesinde deneysel sonuçlar kullanılarak çözülmüş ve doğrulukları kontrol edilmiştir. Modellerin çözdürülmesi ile dalma kuvveti, sürtünme kuvveti, birinci kayma bölgesinin kalınlığı, talaş kıvrılma yarıçapı ve talaş kalınlığı teorik olarak bulunmuş ve talaş kaldırma parametreleri ile değişimleri incelenmiştir. Kesici ağız yuvarlatma yarıçapı, serbest yüzey aşınma miktarı ve kesme derinliği arttıkça dalma kuvvetinin arttığı, kesme hızı ve talaş açısı arttıkça dalma kuvvetinin azaldığı görülmüştür. Sürtünme kuvvetinin, serbest yüzey aşınma miktarı ve kesme derinliği arttıkça artmakta, kesme hızı ve talaş açısı arttıkça azalmakta olduğu belirlenmiştir. Diğer yandan kesici ağız yuvarlatma yarıçapının arttırılması sürtünme kuvvetinin bileşke kuvvet üzerine etkisini azaltmıştır. Birinci kayma bölgesi kalınlığının kesici ağız yuvarlatma yarıçapı ve aşınma miktarı arttıkça arttığı, kesme hızı ve talaş açısından fazla etkilenmediği görülmüştür. Talaş kıvrılma yarıçapının, serbest yüzey aşınma miktarının ve kesici ağız yuvarlatma yarıçapının artması ile arttığı ve kesme derinliğinin artması ile azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca kesme hızı ve talaş açısı arttıkça da talaş kıvrılma yarıçapı çok az miktarda azalmaktadır. Talaş kalınlığı incelendiğinde ise serbest yüzey aşınma miktarının arttırılmasının talaş kalınlığını az miktarda arttırdığı ve kesici ağız yuvarlatma yarıçapının büyümesinin talaş kalınlığını az miktarda azalttığı belirlenmiştir. Takım ucunda oluşan ölü bölgenin kesici ağız yuvarlatma yarıçapı ve serbest yüzey aşınması ile değişiminin araştırılması için ani duruşlu ortogonal talaş kaldıran test cihazından elde edilen deney numunelerinde mikro yapı incelemeleri yapılmış ve kesici ağız yuvarlatma yarıçapı arttıkça ölü bölgenin büyüdüğü ve ölü bölge büyüdükçe dalma kuvvetinin ve kesme kuvvetlerinin de arttığı görülmüştür. Serbest yüzey aşınması arttıkça ölü bölge oluşumuna neden olan kesici ağız yuvarlaklığının azaldığı ve ölü bölgenin ufaldığı belirlenmiştir. Ölü bölgenin küçülmesiyle dalma kuvveti azalmakta ancak aşınma miktarındaki artıştan dolayı sürtünme kuvveti artmaktadır. Bu durum kesme kuvvetlerinin artmasına neden olmaktadır.