Minimum Miktarda Yağlamanın Frezeleme İşlemleri Üzerine Etkisinin Araştırılması:Derleme

Yıl 2017, Cilt: 7 Sayı: 2/2, 59 - 78, 28.12.2017

Hüseyin Gürbüz , Şehmus Baday , Yunus Emre Gönülaçar

Öz

Talaşlı imalat
işlemlerinde çok miktarda kullanılan kesme sıvıların çevreye ve insan sağlığına
olan negatif etkisi önemli bir hale gelmektedir. Bu etkiyi minimize etmek için
en etkili metot kesme sıvılarının tüketimini azaltmaktır. Ancak kullanılan
soğutma sıvısının miktarının düşürülmesi talaşlı imalatta büyük bir önem arz
eden kesici takım ömrünü ve ürün kalitesini olumsuz etkilemektedir. MQL (Minimum
Miktarda Yağlama) yöntemi basınçlı hava özelliği aracılığıyla kesici takımı ve
iş parçasını soğutarak ayrıca çıkan talaşları uzaklaştırarak kesme bölgesinde
oluşan ısıyı düşürmeye, yağlama etkisi ile de kesici takım-talaş ara
yüzeyindeki sürtünmeyi azaltarak kesici takım ömrünü ve yüzey kalitesini
artırmasına yardımcı olur. Aynı zamanda pozitif açıdan MQL gibi teknikler
uygulanarak kesme sıvısı tüketimi ve üretim maliyeti azaltılabilir.  Bu çalışmada, frezeleme işlemleri üzerinde
MQL tekniğinin uygulanmasıyla ilgili özellikle talaşlı imalatta büyük bir önem
arz eden kesici takım ömrü, yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri ile ilgili
yapılan araştırmalar değerlendirilmiş olup MQL tekniğinin bu parametreler
üzerindeki sonuçları ortaya konulmuştur. Yapılan bilimsel çalışmalara bağlı
olarak frezeleme işlemlerinde MQL tekniğinin geleneksel soğutma tekniklerine
oranla kesici takım ömrü, yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri gibi birçok
parametre açısından çok daha iyi performans sağladığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Frezeleme, Minimum Miktarda Yağlama (MQL), Yüzey pürüzlülüğü, Kesici takım ömrü, Kesme kuvvetleri, Kesici takım aşınması

Kaynakça

• Autret, R., ve Liang, S.Y. (2003). Minimum quantity lubrication in finish hardturning. HNICEM ’03, 1-9.
• Çakır, A., Yağmur, S., ve Şeker, U. (2013). Farklı şartlarda uygulanan minimum miktarda soğutma yönteminin AA7075 alüminyum alaşımının tornalanması sürecine olan etkisinin deneysel olarak incelenmesi. 4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 07-09 Kasım 2013, Kuşadası, 173-183.
• Çelik, Y. H. (2014). Investigating the effects of cutting parameters on the hole quality in drilling the Ti-6Al-4V alloy, Materials and technology, 48 (5), 653-659.
• Dhar, N.R., Kamruzzaman, M., ve Ahmed, M. (2006). Effect of minimum quantity lubrication (MQL) on tool wear and surface roughness in turning AISI-4340 steel. Journal of Materials Processing Technology, 172, 299-304.
• Dhar, N.R., Ahmed, N.T., ve Islam, S. (2007). An experimental investigation on effect of minimum quantity lubrication in machining AISI 1040 steel. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 47, 748-753.
• Fratila, D., ve Caizar, C. (2011). Application of Taguchi method to selection of optimal lubrication and cutting conditions in face milling of AlMg3. J. Clean. Prod, 19, 640-645.
• Iqbal, A., Al-Ghamdi, K.A., ve Hussain, G. (2016). Effects of tool life criterion on sustainability of milling. Journal of Cleaner Production, 139, 1105-1117.
• İlhan M., Çavuşoğlu O., Duran A., ve Şeker U. (2013). Talaş kaldırma işlemlerinde minimum miktarda yağlama (MQL) uygulamasının kesme hızı ve yağlama debisine bağlı olarak yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisinin araştırılması. 4.ulusal talaşlı imalat sempozyumu, 7-9 kasım 2013, Kuşadası 637-643.
• Goindi, G.S., Chavan, S.N., Mandal, D.,ve Sarkar, P. (2015). Investigation of ionic liquids as novel metalworking fluids during minimum quantity lubrication machining of a plain carbon steel. Procedia CIRP, 26, 341-345.
• Hassanpour, H., Sadeghi, M.H., Rasti, A., ve Shajari, S. (2016). Investigation of surface roughness, microhardness and white layer thickness in hard milling of AISI 4340 using minimum quantity lubrication. Journal of Cleaner Production, 120, 124-134.
• Hüseyinoğlu, M., ve Tosun, N. (2009). 7075 Alüminyum alaşımlarının frezelenmesinde minimum soğutma sıvısının yüzey pürüzlülüğüne etkisi. 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09).
• Kang, M.C., Kim, K.H., Shin, S.H., Jang, S.H.,.Park, J.H., ve Kim, C. (2008). Effect of the minimum quantity lubrication in high-speed end-milling of AISID2 cold-worked die steel (62HRC) by coated carbide tools. Surface &Coatings Technology, 202, 5621-5624.
• Kedare S. B., Borse D.R., ve Shahane P. T. (2014). Effect of Minimum Quantity Lubrication (MQL) on Surface Roughness of Mild Steel of 15HRC on Universal Milling Machine. Procedia Materials Science, 6, 150-153.
• Kim, I., ve Hur, T. (2009). Integration of working environment into life cycle assessment Framework. Int. J. Life Cycle Assess, 14, 290-301.
• Kishawy, H.A., Dumitrescu, M., Ng, E.-G., ve Elbestawi, M.A. (2005). Effect of coolant strategy on tool performance, chip morphology and surface quality during high-speed machining of A356 aluminum alloy. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 45, 219-227.
• Klocke, F., ve Eisenblatter, G. (1997). Dry Cutting. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 46(2), 519-526.
• Klocke, F., ve Gerschwiler, K. (2003). Minimalmengenschmierung-Systeme, Medien, Einsatzbeispiele und ökonomische Aspekte derTrockenbearbeitung, Trockenbearbeitung von Metallen. Proc. of the VDI-Seminar, Stuttgart, Mar. 18 (2), 1-20.
• Kolahdouz, S., Hadi, M.,Arezoo, B., ve Zamani, S. (2015). Investigation of surface integrity in high speed milling of gamma titanium aluminide under dry and minimum quantity lubricant conditions. Procedia CIRP, 26, 367-372.
• Kurt, M., Bakur, B., Mutlu, B., Atakök, G., ve Girit, O. (2012). INVAR36 Demir-Nikel Alaşımının Minimum Miktarda Yağlama (MQL) Tekniği ile Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. 3. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 04-05 Ekim 2012, Ankara, 233-239.
• Kuzu A.T., Tülü T., Baysal G., Çelik C., ve Bakkal M. (2013). CO2 – MQL sisteminin işlenebilirliğe etkisi. 4.Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 7-9 Kasım 2013, Kuşadası, 99-108.
• Li, K.M., ve Chou S.Y. (2010). Experimental evaluation of minimum quantity lubrication in near micro-milling. Journal of Materials Processing Technology, 210, 2163-2170.
• Liao, Y., ve Lin, H. (2007). Mechanism of minimum quantity lubrication in high-speed milling of hardened steel. Int. J. Mach. Tool. Manuf, 47, 1660-1666.
• Liao, Y.S., Lin, H.M., ve Chen, Y.C. (2007). Feasibility study of the minimum quantity lubrication in high-speed end milling of NAK80 hardened steel by coated carbide tool. International Journal of Machine tools & Manufacture, 47, 1667-1676. L´opez de Lacalle, L.N., Angulo, C., Lamikiz, A., ve S´anchez, J.A. (2006). Experimental and numerical investigation of the effect of spray cutting fluids in high speed milling. Journal of Materials Processing Technology, 172, 11-15.
• Najiha, M.S., Rahman, M.M., ve Kadirgama, K. (2016). Performance of water-based TiO2 nanofluid during the minimum quantity lubrication machining of aluminium alloy. AA6061-T6. Journal of Cleaner Production, 1-14.
• Park, K., H. (2010). A Study on Droplets and Their Distribution for Minimum Quantity Lubrication (MQL). International Journal of Machine Tools and Manufacture, 50(9): 824-833.
• Park, K.H., Ewald, B., ve Kwon, P.Y. (2011). Effect of Nano-Enhanced Lubricant in Minimum Quantity Lubrication Balling Milling. Journal of Tribology, 133, 1-8.
• Pereira, O., Català, P., Rodríguez, A., Ostra, T., Vivancos, J., Rivero, A., López de Lacalle, ve L.N. (2015). The use of hybrid CO2+MQL in machining operations. Procedia Engineering, 132, 492-499.
• Prakash, J.R.S., Rahman, M., Kumar, A.S., ve Lim, S.C. (2001). Effect of minimal quantities of lubricant in micro milling. Initiatives Precis. Eng. Begin. a Millenn, 309-313.
• Priarone, P.C., Robiglio, M., Settineri, L., ve Tebaldo, V. (2014). Milling and turning of titanium aluminides by using minimum quantity lubrication. Procedia CIRP, 24, 62-67.
• Rahman, M., Kumar, A.,S., ve Salam, M.U. (2002). Experimental evaluation on the effect of minimal quantities of lubricant in milling. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 42, 539-547.
• Rahmati, B., Sarhan, A.,A.,D., ve Sayuti, M. (2014). Morphology of surface generated by end milling AL6061-T6 using molybdenum disulfide (MoS2) nanolubrication in end milling machining. J. Clean. Prod. 66, 685-691.
• Sadek, A., Meshreki, M., Shi, Z., ve Attia, H. (2010). A Comparative Study on Conventional and Orbital Drilling of Woven Carbon Fiber Reinforced Epoxy Laminates. Proceedings CIRP-2nd International Conference on Process Machine Interactions, Vancouver, B.C., Canada.
• Shahrom, M.S., Yahya, N.M., ve Yusoff, A.R. (2013). Taguchi Method Approach on Effect of Lubrication Condition on Surface Roughness in Milling Operation, Procedia Engineering, 53, 594-599.
• Suzuki, S. (2002). Developments in Oil Supplying Systems for MQL Cutting. Journal of Japanese Society of Tribologists, 47, 538-543.
• Uysal, A., Demiren, F., ve Altan, E. (2015). Applying Minimum Quantity Lubrication (MQL) Method on Milling of Martensitic Stainless Steel by Using Nano MoS2 Reinforced Vegetable Cutting Fluid. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 195, 2742-2747.
• Tawakoli, T., Hadad, M., Sadeghi, M.H., Daneshi, A., ve Sadeghi, B. (2011) Minimum quantity lubrication in grinding: effects of abrasive and coolante lubricant types. J. Clean. Prod, 19, 2088-2099.
• Thornburg, J., ve Leith, D. (2000). Size Distribution of Mist Generated During Metal Machining. Applied Occupational and Environmental Hygiene, 15(8): 618-628.
• Uysal, A., Demiren, F., ve Altan, E. (2015). AISI 304 Paslanmaz Çeliğin Nano Grafen Katkılı Bitkisel Esaslı Kesme Sıvısı ve MQL Yöntemi Kullanılarak Frezelenmesinde Takım Aşınması. 6. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 5-7 Kasım 2015, İstanbul, 356-363.
• Vazquez, E., Gomar, J., Ciurana, J., ve Rodríguez, C.A. (2014). Analyzing effects of cooling and lubrication conditions in micromilling of Ti6Al4V. Journal of Cleaner Production, 87, 906-913.
• Wakabayashi, T., ve Suda, S. (2008). Environmentally friendly machining of aluminium using minimal quantity lubrication system. In: proceedings of 41st CIRP conference on manufacturing systems, Tokyo, Japan, May 26-28, 377-380.
• Wang, C., Li, K., Chen, M., ve Liu, Z. (2015). Evaluation of minimum quantity lubrication effects by cutting force signals in face milling of Inconel 182 overlays, Journal of Cleaner Production, 108, 145-157.
• Weinert, K., Inasaki, I., Sutherland, J.W., Wakabayashi, T. (2004). Dry Machining and Minimum Quantity Lubrication. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 53(2), 511-537.
• Winder, C., ve Balouet, J.-C. (2002). The toxicity of commercial jet oils. Environ. Res, 89, 146-164.
• Yıldırım, Ç.V., Kıvak, T., ve Erzincanlı, F. (2015). Minimum miktarda yağlama tekniğinin delme ve taşlama operasyonlarındaki uygulamaları üzerine bir derleme. 6.ulusal talaşlı imalat sempozyumu, 5-7 Kasım 2015, İstanbul.
• Zhang, S., Li, J.F., ve Wang, Y.W. (2012). Tool life and cutting forces in end milling Inconel 718 under dry and minimum quantity cooling lubrication cutting conditions. Journal of Cleaner Production, 32, 81-87.