Sürtünmeli Delme İşleminde Geometrik Kovan Yüksekliği Denkleminin Deneysel Sonuçlar ile Doğrulanması

Year 2020, Volume: 32 Issue: 2, 469 - 479, 24.09.2020

Muhammet Bal , Cebeli Ozek , Zülküf Demir

https://doi.org/10.35234/fumbd.672505

Abstract

Sürtünmeli delme, kendi ekseni etrafında dönen konik bir takım ile iş parçası arasında, sürtünme sonucu oluşan ısının etkisiyle, delinen malzemenin yumuşaması ve takımın dalması seklinde uygulanan, geleneksel olmayan bir delik delme yöntemidir. Literatür çalışmalarında, deneysel olarak elde edilmiş kovanların dış kenar eğrilerinin biçimi, geometrik olarak, bir parabol eğrisi şeklinde analiz edilerek kovan yüksekliğinin denklemi, matematiksel olarak elde edilmiştir. Analiz işleminde, parabol eğrisinin denklem katsayısının (k) değer aralığı tespit edilmiştir. Literatür çalışmalarından elde edilmiş ve deneysel olarak ölçülmüş kovan yüksekliği değerlerine göre kovan yüksekliğinin denklemi, delik çapına, malzeme kalınlığına, koniklik açısına, ilerleme hızına ve ayrıca, k denklem sabitine bağlı olarak elde edilmiş ve tüm sabitleri içeren yeni denklem katsayısı ise mü (µ) ile ifade edilmiştir. Ayrıca, mü (µ) katsayısının değeri, malzeme kalınlığına, delik çapına, koniklik açısına ve ilerleme hızına bağlı olarak alabileceği değer aralığı, grafikler yardımıyla gösterilmiştir. Böylece, µ katsayısının 0 ile 1,21 aralığında olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada, literatür çalışmalarından elde edilen matematiksel kovan yüksekliği denkleminin doğruluğu, deneysel kovan yüksekliği sonuçlarına bağlı olarak, araştırılmıştır. Literatür çalışmalarına göre matematiksel olarak elde edilmiş kovan yüksekliği denkleminin ve mü (µ) denklem katsayısının değer aralığının, deneysel kovan yüksekliği değerlerine göre, yaklaşık olarak %95 oranında, doğru olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

Sürtünmeli delme, kovan yüksekliği, kovan yüksekliği analizi, mü denklem kat sayısı (µ)

References

• [1] Brinksmeier E. Prediction of tool fracture in drilling. Ann CIRP 1990; 39:97-100.
• [2] Cantero JL, Tard’ıo MM, Canteli JA, Marcos M, Migu’ elez M H. Dry drilling of Ti – 6Al – 4V alloy. Int J Machine Tools & Manuf 2005; 45: 1246–1255.
• 3] Chow HM, Lee SM, Yang LD. Machining characteristics study of friction drilling on aisi 304 stainless steel. J Mater Process Technol 2008; 207: 180–186.
• [4] Lee SM, Chow HM, Huang FY, Yan BH. Friction drilling of austenitic stainless steel by uncoated and PVD AlCrN – TiAlN coated tungsten carbide tools. Int J Machine Tools an& Manuf 2009; 49: 81 – 88.
• [5] Van Geffen JA. Piercing tools. US Patent 1976; 3.939.683.
• [6] Van Geffen JA. methods and apparatuses for forming by frictional heat and pressure holes surrounded each by a boss in a metal plate or the wall of a metal tube. US Patent 1979; 4. 175. 413.
• [7] Van Geffen JA. Rotatable piercing tools for forming bossed holes. US Patent 1980; 4.185.486.
• [8] Miller SF. Tao J, Shih AJ. Friction drilling of cast metals. Int J Machine Tools & Manuf 2006; 46: 1526 – 1535.
• 9] Gopal Krichna PV, Kishore K, Satyanarayana VV. Some investigations in friction drilling AA6351 using high speed steel tools. ARPN J Engin Appl Sci 2010; 5: 1819–6608.
• [10] Miller SF, Blau PJ, Shih AJ. Tool wear in friction drilling. Int Machine Tools & Manuf 2007; 47: 1636–1645.
• [11] Doğru N. AISI 1010 çelik malzemenin sürtünmeli delme yöntemiyle delinmesinde işleme karakteristiklerinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2010.
• [12] Sara AEB, Hazem EES, Ahmed MEB, Tawfik TEM. Experimental and thermo-mechanical modeling optimization of thermal friction drilling for aisi 304 stainless steel, CIRP J Manuf Sci Technol 2018;20: 84-92
• [13] Eliseev AA, Fortuna SV, Kolubaev EA, Kalashnikova TA. Microstructure modification of 2024 aluminum alloy produced by friction. Mater Sci &Engin A 2017; 691: 121-125
• [14] Bilgin MB, Gök K, Gök A. Three-dimensional finite element model of friction drilling process in hot forming processes. Proceed Inst Mech Engin Part E: J Process Mech Engin 2017; 231(3): 548-554, 2017.
• [15] Özek C, Demir Z. A7075-T651 alaşımının sürtünmeli delinmesinde kovan yüksekliğinin malzeme kalınlığına göre araştırılması. Dicle Ün Müh Fak Müh Der 2013; 4(2): 61-67.
• [16] Demir Z. A geometrical approach to deriving a bushing height equation for thermal friction drilling. Mater in Technol 2019; 53 (2): 215–224