Delik işlemlerinde kesiciler üzerine etki eden gerilmelerin matematiksel olarak modellenmesi

Talaş oluşumu, yüksek gerinme hızları ve sıcaklık etkilerine sahip olan plastik deformasyonun bir sonucudur. Son 30 yılda kesme mekaniği hakkında pek çok çalışma yapılmıştır. Kesme işlemini tanımlamak amacıyla çeşitli modeller geliştirilmiş olup bunların bazılarında kesme işlemi başarılı bir şekilde tanımlanabilirken bazılarında da doğru çözümler tam olarak kanıtlanamamıştır. Bu araştırma ile, talaşlı imalatta önemli bir yere sahip olan delme işlemlerinde oluşan kesme kuvvetlerinin deneysel olarak belirlenmesi, ölçülen bu kesme kuvvetleri etkisiyle kesici takımda meydana gelen gerilmelerin sonlu elemanlar metodu kullanarak analiz edilmesi ve analizi yapılan bu gerilmeleri tanımlamak için bir matematiksel model geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, birinci aşamada deneysel çalışmalar için iş parçası malzemesi olarak AISI 1050 seçilmiştir. Bu malzemeden hazırlanan numunelere CNC dik işleme merkezinde, Mitsubishi firmasına ait takma uçlu UP20M kalitesinde GPMT070204-U1, GPMT070204?U2 ve GPMT070204-U3 formunda takma uçlu ve TAWN200TVP15TF formunda yekpare takma uçlu kesici takımlarla 20 mm çapında ve 20 mm derinliğinde delikler delinmiştir. Delme işlemleri sırasında her takım için, beş farklı kesme hızı ve iki farklı ilerleme uygulanmak suretiyle oluşan kesme kuvvetleri KISTLER 9272 tipi dinamometre yardımıyla ölçülmüştür. Kesici takımda oluşan gerilmelerin sonlu elemanlar metoduna dayalı olarak ANSYS 6.1 ticari yazılımı ile analizi yapılmıştır. Üçüncü aşamada deneysel veriler ve analizlere bağlı olarak modellerin oluşturulması gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla da MATLAB paket programından istifade edilmiştir.Bu çalışma sonunda, tüm kesme hızları ve ilerleme değerlerindeki artışa paralel olarak artan kesme kuvvetleri sebebiyle gerilme bileşenlerinde de yükselmeler olduğu belirlenmiştir. Gerilme dağılımları açısından, her iki takım grubu için gerilmelerin çok küçük bir bölgede yoğunlaşması sebebi ile noktasal temas biçimli bir gerilme davranışı sergilediği söylenebilir. ANSYS yardımıyla elde edilen gerilme sonuçları ile geliştirilen modelle hesaplanan gerilme bileşenleri arasında çok yakın ilişkiler belirlenmiş ve geliştirilen bu modellerin bu takımlar için farklı kesme parametrelerinin kullanıldığı pratik uygulamalarda kullanılabileceği görülmüştür.