Design of Combination Boring Tools Used in Machining and a Sample Application

Öz

To increase the production efficiency in machining, various methods are applied. One of them is the utilization of combination boring tools, which is preferred for machining of mass production parts. Such tools provide significant time savings in the production of stepped holes. However, the design of combination boring tools is a subject that requires expertise. Therefore, the use of a systematic approach will significantly facilitate the design process. The design of combination boring tools for stepped holes is highly suitable for a systematic approach. Because there are standards provided for the indexable inserts used in the design of the combination boring tools. Most of the indexable inserts that comply with the standards can be found ready-made. Therefore, what needs to be done in the design is to place these indexable inserts in the tool body to machine the appropriate parts of the stepped hole. In the first part of the study, design details are given about how to select the indexable inserts and how they are placed in the tool body. In the next part, a combination boring tool design is carried out for a sample stepped hole, adhering to the specified design principles. Since only standard indexable inserts were used in the study, combination boring tool design can be realized for most of the parts with stepped holes by using the proposed approach. However, situations that cannot be achieved with standard indexable inserts, or where there is too little distance between the steps or which contain too much detail, are excluded from the study. Because in such cases, a satisfactory solution may not always be found.

Anahtar Kelimeler

• Machining
• hole-making
• indexable insert
• tool design
• boring

Talaşlı İmalatta Kullanılan Kombine Delik İşleme Takımlarının Tasarımı ve Örnek Bir Uygulama

Öz

Talaşlı imalatta üretim verimliliğini arttırmak için çeşitli yöntemler uygulanmaktadır. Bunlardan biri seri imalat parçalarının işlenmesinde tercih edilen kombine delik işleme takımlarının kullanımıdır. Bu tür takımlar kademeli deliklerin oluşturulmasında önemli bir zaman tasarrufu sağlamaktadır. Ancak kombine delik işleme takımlarının tasarımı uzmanlık gerektiren bir konudur. Bu nedenle sistematik bir yaklaşımın kullanımı tasarım sürecini önemli ölçüde kolaylaştıracaktır. Kademeli delikler için kombine takım tasarımı sistematik bir yaklaşım için oldukça elverişlidir. Çünkü kombine kesici takım tasarımında kullanılan kesici uçlar için oluşturulmuş standartlar mevcuttur. Standartlara uygun olan kesici uçların büyük bir kısmı hazır olarak bulunmaktadır. Bu nedenle tasarımda yapılması gereken şey bu kesici uçların kademeli deliğin uygun kısımlarını işleyecek şekilde takım gövdesine yerleştirilmesidir. Çalışmanın ilk kısmında kesici uçların nasıl seçilmesi ve takım gövdesine nasıl yerleştirilmeleriyle ilgili olarak tasarım ayrıntıları verilmiştir. Sonraki kısımda ise belirtilen tasarım prensiplerine bağlı kalarak örnek kademeli delik için kombine delik işleme takım tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmada sadece standart kesici uçlar kullanıldığından önerilen yaklaşım ile kademeli deliğe sahip olan parçaların çoğu için kombine delik işleme takım tasarımı gerçekleştirilebilmektedir. Ancak standart kesici uçlar ile elde edilemeyen, kademeler arasında çok az mesafe bulunan ve fazla detay içeren durumlar çalışmanın dışında tutulmuştur. Çünkü bu tür durumlarda tatmin edici bir çözüm daima bulunmayabilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Talaşlı imalat
• delik işleme
• kesici uç
• takım tasarımı
• baralama

Kaynakça

1. Kayır Y, Demirer E, Güneş S. Takma uçlu matkap ve kesme parametrelerinin seçimi için bir uzman sistem. El-Cezeri Journal of Science and Engineering 2018; 5: 797–806.
2. Karagöz İ. Kesici takım malzemesi seçiminin kesici takım kaynaklı hatalar üzerindeki etkisinin incelenmesi. Kalıp Dünyası Dergisi 2012; 76: 118–23.
3. Pamukoğlu U, Göloğlu C. Delik işlemleri için maliyet merkezli bir sistem. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2004; 10: 31–9.
4. Yağmur S, Adem A, Şeker U. AISI 1050 çeliğinin delinmesinde kesme parametrelerinin ve kaplama uygulamasının dairesellikten sapma (ovalite) üzerindeki etkilerinin araştırılması. Politeknik Dergisi 2013; 16: 105–9.
5. Kim KH, Cho CH, Jeon SY, Lee K, Dornfeld DA. Drilling and deburring in a single process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture 2003; 217: 1327–31.
6. Gürbüz H, Şeker U, Kafkas F. AISI 316L çeliğinin tornalanmasında kesici takım formlarının yüzey bütünlüğü üzerine etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 2020; 35: 225–40.
7. Çaydaş U, Çelik M. AA 7075-T6 alaşımının delinmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, takım sıcaklığı ve ilerleme kuvvetine etkilerinin araştırılması. Politeknik Dergisi 2017; 20: 419–25.
8. Smith GT. Cutting tool technology: industrial handbook. Springer Science & Business Media; 2008.

9. Panickar M, Mate DM. Design & analysis of multiple operational tool holder with considering the plain drilling & boring operation under maximum torque conditions. Materials Today: Proceedings 2021; 43: 2397–403.
10. Song Q, Shi J, Zhanqiang L, Wan Y, Xia F. Boring bar with constrained layer damper for improving process stability. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2015; 83. https://doi.org/10.1007/s00170-015-7670-5.
11. Atabey F, Lazoglu I, Altintas Y. Mechanics of boring processes—Part I. International Journal of Machine Tools and Manufacture 2003; 43: 463–76. https://doi.org/10.1016/S0890-6955(02)00276-6.
12. Atabey F, Lazoglu I, Altintas Y. Mechanics of boring processes—Part II—multi-insert boring heads. International Journal of Machine Tools and Manufacture 2003; 43: 477–84.
13. Lazoglu I, Atabey F, Altintas Y. Dynamics of boring processes: Part III-time domain modeling. International Journal of Machine Tools and Manufacture 2002; 42: 1567–76. https://doi.org/10.1016/S0890-6955(02)00067-6.
14. Senbabaoglu F, Lazoglu I, Ozkeser SO. Experimental analysis of boring process on automotive engine cylinders. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2010; 48: 11–21.
15. Lawrance G, Paul PS, Varadarajan AS, Vasanth XA, Raj SB. Suppression of tool vibration in boring process: a review. Journal of The Institution of Engineers (India): Series C 2019; 100: 1053–69.
16. Vieira JT, Pereira RBD, Freitas SA, Lauro CH, Brandão LC. Multi-objective robust evolutionary optimization of the boring process of AISI 4130 steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2021; 112: 1745–65.
17. Lawrance G, Paul PS, Varadarajan AS, Praveen AP, Vasanth XA. Attenuation of vibration in boring tool using spring controlled impact damper. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) 2017; 11: 903–15.
18. ISO 1832:2017. Indexable inserts for cutting tools - Designation n.d.
19. Singh D, Rao PV. A surface roughness prediction model for hard turning process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2007; 32: 1115–24.
20. Grossi N, Sallese L, Scippa A, Campatelli G. Speed-varying cutting force coefficient identification in milling. Precision Engineering 2015; 42: 321–34. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.04.006.