Torna tezgahında kesme kuvvetlerinin ölçülmesi ve analizi için bir kuvvet ölçer tasarımı ve imalatı

Abstract

Bu çalışmada torna tezgahında, kesici takımlarda oluşan kesme kuvvetlerinin ölçülmesi ve analizi için kullanılacak bir kuvvet ölçer tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Kesici takımlarda oluşan kesme, radyal ve ilerleme kuvvetleri malzeme sertliği, ilerleme oranı, talaş derinliği, kesme hızı, takım ömrü ve kalem aşınması gibi paremetrelerle doğrudan ilişkilidir. Kuvvet ölçer tasarımında Massachusetts Institute of Technology tarafından yapılan öneriler esas alınmıştır. Kuvvet ölçer'de yatay ve düşey yükler altında ayrı uzama ölçümlerini sağlayan dairesel halkanın, belirli düğüm noktalarından yararlanılmış ve bu noktalara uzama ölçerler yapıştırılmıştır. Kuvvet ölçer St-37 malzemesinden yapısı rijit olacak şekilde tasarlanmış ve tek bir bloktan üretilmiştir. Uzama ölçümleri için LY1 1-6/1 20 tipi uzama ölçerler kullanılmıştır. Yapılan deneyler sonucu elde edilen verilerin doğru ve güvenilir olabilmesi için deneylerden önce kalibrasyon işlemi tanımlanmış sabit yükler kullanılmak suretiyle, her kuvvet bileşeni için ayrı ayrı yapılmış ve kesme kuvveti bileşenlerinin birbirlerine olan etkileri araştırılmıştır. Deneyler St-60 malzemesi ile yapılmış, elde edilen ölçme sonuçları ile teorik sonuçların karşılaştırılması ve analizi yapılmıştır.

In this study, the design and the production of a dynamometer which will be used to measure and to analyse the cutting force in the lathe, is investigated. The force components in the cutting, radial and feed directions were found to be highly sensitive to variables such as feedrate, material hardness, tool coating and tool wear, depth of cut and tool life. The dynamometer design was developed from suggestions published by the Massachusetts Institute of Technology. The existance of strain nodes at certain sections of a loaded circular ring make it possible to separate strain measurements owing to vertical and horizantal loading with strain-gauge dynamometers. For this measurement strain gauges mounted on these struts are connected. The dynamometer was produced from a single block of material of St-37 and LY-6/1 20 type of strain gauges have been used for meausuring the straines. Before experiments were made it has been calibrated and each component reading was sensitive to the loads applied in the other component direction. Thus, interaction is present in both components and have been compensated by the use of calibrations. Experiments were made on the material of St-60 and comparisons were made between the values obtained from the experiments and the values calculated theoritically