TORNALAMADA HAVA PSKRTME LE SOUTMANIN KESME KUVVETLER VE TAKIM MRNE ETKLERNN ARATIRILMASI 


ZET 
Bu almada, zel tasarlanm bir nozul vastasyla takm/tala arayzeyine pskrtlen basnl havann talakaldrma mekaniine etkileri aratrlmtr. Normalizasyon sl ilemi uygulanm SAE 1050 eliinin tornalanmas srasnda uygulanan basnl havann kesme kuvvetlerine, takm mrne ve takm/tala arayzey scaklna etkileri kuru ileme ortam ile kyaslanarak incelenmitir. Uygulanan yntem kesme kuvvetlerini, takm/tala arayzey scakln ve takm anmasn nemli lde azaltmtr. 

1. GR
aratrma konular, daha az kimyasal ieren alternatif 
soutma ortamlar oluturmaktr [4-6]. zellikle de Talal imalatta kesici u i paras yzeyinden talatakm mrn artrmak amacyla ilk uygulamalarda kaldrrken i ve d srtnmelerden dolay oluan s, soutma svs olarak CO2 kullanlrken, bu gazn tala kaldrma mekaniini ve takm mrn etkileyen kullanmnda byk hacimli tanklarn bulunma nemli faktrlerden biridir [1,2]. Talal kaldrma zorunluluu ve soutucu elemann kontrolnn srasnda sarf edilen enerjinin tamamna yaknsya problemli oluu gibi sebeplerden dolay N2 kullanmdnr. Bu sebeple, kesme blgesinde oluan sartmtr [1]. Yaplan almalarda takm/tala ara takm mr, kesme kuvvetleri, tala biimi ve iyzeyinin ve talan scaklnn drlmesinde, paras yzey kalitesi bakmndan nemlidir [2,3]. pskrterek soutma ynteminin s tama Talal imalat srasnda s sebepli olumsuzluklarkapasitesinin sv soutma ynteminden daha stn ortadan kaldrmak ve imalat kolaylatrmak iin son olduu gzlenmitir. Hava ile birlikte bir miktar yllarda kullanlan teknoloji ise sentetik kimyasal bitkisel yan yksek basnlarda arayzeye katklar ieren zlebilir soutucu svlardr [4]. pskrtlmesiyle tala kaldrmada nemli avantajlar Ancak, doada yok edilmesi bakmndan son derece salanmtr [4]. evre kirliliine yol amamas, kararl olan bu svlarn evreye ve insan salna salk asndan tehlike arz etmemesi gibi avantajlar, nemli zararlar mevcuttur. Atklarn yok edilmesi isesanayicilerin evre koruma kanunlarna uyma byk maliyetler getirmektedir. nemli evre ve mali zorunluluu ve mesleki gvenlik kurallarnn yerine kaynak problemleri sebebiyle, son yllarn en nemli getirilmesi bakmndan, soutmada natrel yntem
Y. zatalba ve A. BaTornalamada Hava Pskrtme le Soutmann Kesme Kuvvetleri ve Takm mrne Etkilerinin Aratrlmas
lerin gelitirilmesi gnmzn nemli aratrma konularndandr. 
Bu almann amac, talal imalatta ekonomik kazanlar salayacak, evreye ve insan salna zararsz natrel bir soutma ortamnn gelitirilmesidir. Bu amala, SAE 1050 scak hadde eliinin tornalanmas srasnda zel bir nozulla takm/tala arayzeyine pskrtlen basnl havann kesme kuvvetlerine, takm mrne ve takm/talaarayzey scaklna etkileri kuru ileme ortam ile kyaslanarak incelenmitir. 

2. DENEYSEL ALIMA 
2.1. Malzeme 
Tala kaldrarak ileme deneylerinde deney malzemesi olarak scak haddelenmi90mmlik SAE 1050 makine imalat elii kullanlmtr. Bu malzemeye, 870 Cde 20 dakika sreyle normalizasyon sl ilemi uygulanm ve sl ilem sonucu elde edilen mekanik zellikler izelge 1de verilmitir. 
izelge 1. Deney malzemesi mekanik zellikleri 
Akma Dayanm(MPa)  ekme Dayanm(MPa)  Kopma Uzamas(%A)  Kopma Kesit Daralmas (%Z)  Sertlik (VSD)  
452  620  22.5  47.6  207  


2.2. Tornalama artlar
Kuru tornalama ortam (KTO) ve basnl hava ile tornalama ortamlarnn (BHTO) her ikisinde de tornalama parametreleri ve takm geometrisi sabit tutulmutur. Tala kaldrma deneyleri iin 7 kW gcnde bir torna tezgah kullanlmtr. Kesici u mekanik skmal tip kaplamasz P10 kalite ve SPGN 120308 boyut ve toleransndadr. Tornalama artlarna ait dier parametreler izelge 2de verilmitir. 
Numunelerin izelge 2de belirtilen ileme artlarnda tornalanmas esnasnda her 5s sre ile strain-gaugeli bir dinamometre [7] ile kesme ve ilerleme kuvvetleri bilgisayar ortamnda llmtr. Takm mr deneyleri TS 10329 (ISO 3685)a gre yaplmtr. 
Tornalama srasnda oluan s, takm/i parassl ift yntemiyle llmtr. Takm/tala ara yzeyinde oluan sy lmek iin kullanlan bu yntemde [8], ileme artlarna bal oluan ssebepli retilen elektro motor kuvvetin (emk), 
0.01 mV hassasiyetli, Fluke 45 Dual Display Multimeter marka dijital mili voltmetre ile llmesiyle gerekletirilmitir. 


2.3. Basnl Hava le Soutma Dzenei 
Basnl hava ile soutma dzenei ve tornalama ileminin ematik gsterimi ekil 1de verilmitir. 
200 litre kapasiteli, maksimum 14 bar basnl hava kompresrnde sktrlan hava, su alma odasndan geirildikten sonra reglatre balanmtr. Reglatr hava k basnc 6 bara ayarlanm ve bu basntaki hava, hortumu vastasyla nozula iletilmitir. Nozul ucunun kesici u kesme kenarna uzakl 7.2 mm olarak sabit tutulmutur. Bu mesafe, basnl hava kullanmakszn yaplan tornalamada dahi kan talan nozul ucuyla temasn nleyecek uzaklktr. Basnlhava, bakr borudan hazrlanm ve ekil 1de az lleri gsterilen nozul vastasyla, bu mesafeden takm/tala arayzeyine pskrtlmtr. Alt bar basnta sktrlm olan ve nozuldan pskrtlen 

izelge 2. Tornalama parametreleri ve takm geometrisi 
Tornalama Parametreleri  Takm Geometrileri  
Tala Derinlii (a)  1.6 mm  Tala As  6  Eim As  0  
lerleme (f)  0.24 mm/dev  Yan boluk as  5  U as  90  
Kesme hz (V)  43-237 m/dak  Yanama as  75  U yarap  0.8 mm  



ekil 1. Soutma dzeneinin fotoraf ve ematik gsterimi Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 21, No 3, 2006 
Tornalamada Hava Pskrtme le Soutmann Kesme Kuvvetleri ve Takm mrne Etkilerinin Aratrlmas Y. zatalba ve A. Ba
havann nem oran ve scakl, nozul ucundan 25 mm uzaa yerletirilen ALMEMO MT8736-AG4 rutubet/scaklk sensr ve ALMEMO 3290-8 masa st data logger kullanlarak llmtr. Bu mesafede llen havann nem oran % 25.6 ve scakl ise 1.2 C dir. 



3. DENEYSEL BULGULAR VE TARTIMA 
3.1. Tornalama Kuvvetleri 
Kuru tornalama ortam ve basnl hava ile tornalama ortamlarnn tornalama kuvvetlerine (Kesme kuvveti-Fc ve ilerleme kuvveti-Ff) etkisi ekil 2 ve 3deki grafiklerde verilmitir. 
1000 
Basnl hava ile tornalama ortamnda oluan kesme ve ilerleme kuvvetleri, zellikle orta kesme hzlarnda, normal tala kaldrma ortamndakinden daha belirgin bir d gstermitir. Basnl havann tala krcgrevi yaparak takm-tala temas alann azaltmas ve talan hava zerinde kaymasn salayarak ikincil deformasyon blgesindeki srtnme kuvvetlerini drme etkisi, kesme ve ilerleme kuvvetlerinin de dmesine sebep olmutur. BHTOnun yksek kesme hzlarnda hafif artma eilimi gstermesi, basnlhavann bu kesme hzlarnda daha fazla soutma etkisine balanabilir. Zira daha fazla soutma etkisiyle ilenen malzemenin artan akma mukavemeti, kesme kuvvetlerinde de bir miktar art eilimi gstermitir. Ancak, takm/tala arayzeyine pskrtlen basnl havann, takm/tala temas uzunluunu ksaltarak salad srtnme kuvvetlerindeki avantajn, soutma etkisiyle salanan akma 
900 850 800 750 700 

ekil 2. Tornalama ortamnn Fcye etkisi 
500 950 

mukavemetindeki art dezavantajndan daha fazla 
olduu ve dolaysyla tornalama kuvvetlerinde 
azalmann saland sylenebilir. 


3.2. Tala Kaldrma Scakl (emk) 
Tala kaldrma srasnda birincil deformasyon blgesindeki i srtnmeler, ikincil deformasyon blgesindeki i ve d (takm ile tala arasndaki) srtnmeler ve kesici kenar altnda kalan ilenmiyzeyle takm arasndaki srtnme ve deformasyon etkisiyle smeydana gelir [8]. Kesme hz ile birlikte artan tala kaldrma ss ne kadar yksekse, emkda o kadar yksektir ve dorusal bir iliki sergilerler. Farkl tornalama ortamlarndaki ileme srasnda oluan s miktarna bal retilen emk deerlerine gre elde edilen grafik ekil 4de verilmitir. Burada verilen emk sonular dolayl olarak, tala kaldrma 
lerleme Kuvveti - Ff (N) Kesme Kuvveti - Fc (N) 


Elektromotor Kuvvet - emk (mV)
tanmlamaktadr. 
400 
12 
srasnda meydana gelen s sebepli scakl
450 

350 
11 10 9 
300 
250 
8
200 
50 100 150 200 
7 
6 
Kesme H z - V (m/dak) 
ekil 3. Tornalama ortamnn Ffye etkisi 
Artan kesme hzyla beraber her iki tornalama ortamnda da kesme ve ilerleme kuvvetleri azalmtr. Kesme hznn kesme kuvvetlerine olan bu etkisi, 


Kesme Hz - V (m/dak) 
ekil 4.Tala kaldrma ortamnn emk/kesme hz
artan kesme hzyla birlikte ykselen tala kaldrma scaklklarna balanr. Birincil ve ikincil deformasyon blgelerinde kesme hzyla birlikte artan scaklk, ilenen malzemenin akma mukavemetini drerek kesme kuvvetlerinde azalmaya sebep olur [9-11]. 
Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 21, No 3, 2006 
ilikisine etkisi 
BHTO ve KTOda ayn kesme hzlarnda yaplan tornalama ilemleri iin, basnl hava pskrtlerek yaplan tornalama ilemlerinde daha dk emk 

Y. zatalba ve A. BaTornalamada Hava Pskrtme le Soutmann Kesme Kuvvetleri ve Takm mrne Etkilerinin Aratrlmas
deerleri belirlenmitir. zellikle kesme hzndaki artla, iki yntemle tornalama srasndaki emk deerleri arasndaki fark da artmaktadr. Bu durum, basnl hava pskrtme ileminin, zellikle yksek kesme hzlarnda daha fazla soutma etkisi meydana getirdiini gstermektedir. 
Kesme blgesine ve takm/tala ara yzeyine pskrtlen basnl havann soutucu etkisiyle talakaldrma scakln drd grafikten aka grlmektedir. Bununla birlikte, pskrtlen yksek basnl havann sayesinde talan takmla temas alannn azaltlmas ve bylece s oluumunda byk etkisi olan srtnme alannn nemli lde azaltlmolmas da emknn drlmesinde nemli etkiye sahiptir. Hava pskrtme ileminin nemli bir dier etkisi de kesici takm zerindeki scak talalarn hzla uzaklatrlarak snmann minimize edilmesidir.  
3.3. Takm mr 
BHTO ve KTOda yaplan takm mr deneylerinde krater anma miktarna gre elde edilen kesme hztakm mr ilikisi ekil 5de verilmitir. 

Tornalama srasnda basnl havann kullanlmas, kuru tornalamaya gre takm mrnde belirgin bir art salamve krater anmasn azaltmtr. rnein, 179 m/dak kesme hznda yaplan kuru tornalamada KT=0.02 mm krater anma kriterine 5.75 dakikada ulalmasna ramen, basnl hava ile tornalama ilemi iin bu deer 8.18 dakikadr. Krater anmasna gre takm mr dikkate alndnda basnl hava kullanmyla % 42.3 orannda takm mrnde kazan salanmtr. Salanan bu kazan oran kesme hzna bal olarak deimektedir. Artan kesme hzyla birlikte takm mrnden kazan artmakta ve azalan kesme hzyla birlikte azalmaktadr. Bu etki byk oranda, artan kesme hzyla birlikte basnl havann tala kaldrma scakln daha fazla drme etkisine baldr. 
Kesici takmlarda meydana gelen krater anmas iin etkin anma mekanizmasnn difzyon ve abrasiv etkili anma olduu bilinmektedir [12]. Takm/talaarayzeyine pskrtlen havann kesme kuvvetlerinde ve s oluumunda salad avantajlar takmn krater anma miktarn da drmtr. 
VBb=0.20 mmlik yan yzey anma kriterine gre takm mr-kesme hz ilikisi ekil 6da verilmitir. Grld gibi BHTOda yaplan ilemede takmn yan yzey anma miktar belirgin miktarda azalmve KTOya gre takm mrnde nemli artsalanmtr. rnein, V = 179 m/dak kesme hznda yaplan kuru tornalama ileminde VBb= 0.20 mm yan yzey anma kriterine T = 8.83 dakikada ulalrken, basnl hava pskrtlerek yaplan tornalama ilemi iin bu deer T = 11.68 dakikadr. 

Yan yzey anmasna gre takm mr dikkate alndnda basnl hava kullanmyla % 32.3 orannda takm mrnde kazan salanmtr. Bu kazan oran kesme hzna bamldr ve artan kesme hzyla takm mrndeki kazan oran artmaktadr. 
Krater ve yan yzey anma kriterlerine gre takm mrnde salanan kazan kyaslandnda, tornalama ileminde basnl hava kullanmnn krater anma miktarn drme etkisi daha fazladr. Takm/talaarayzeyine pskrtlen havann ncelikle etkiledii blgenin ikincil deformasyon blgesi olmas ve souma etkisinin bu blgede daha youn olmas, krater anma miktarnok daha fazla azaltmtr. 




4. SONULAR 
1.	Kesme blgesine ve takm/tala arayzeyine pskrtlen havann soutma etkisi, yksek kesme hzlarnda daha belirgindir. Ulalabilinen en yksek kesme hznda kuru ilemeye gre emkda salanan d oran % 10 dur. Bu oran, artan kesme hzyla birlikte artma eilimindedir. 


