DÖNER TÜP TAKIM KULLANARAK ELEKTROKİMYASAL DELME YÖNTEMİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ VE GELİŞTİRİLMESİ

Bu çalışmada, alışılmamış imal usullerinden elektrokimyasal işleme yöntemi esaslı yeni bir hibrit elektrokimyasal delik delme (EKD) yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde takımın dönme hareketi yanında içinden elektrolit püskürtmesi de uygulanmaktadır. Yöntemin denemelerinin gerçekleştirilebilmesi için küçük boyutlarda bir prototip EKD tezgâhı tasarlanmış ve üretilmiştir. Yeni sistemin önemli özelliklerinden biri işlemede takım ilerleme hızının akım geri besleme kontrolü ile ayarlanmasıdır. Prototip tezgâhta, talaşlı imal usulleriyle gerinme pekleşmesinden dolayı işlenmesi çok güç olan Hadfield (mangan) çeliği ve işlenebilirliği iyi olan AISI 1040 çeliği aynı işleme koşullarında delinmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Her iki çelikle yapılan deneylerde işleme geriliminin, takım dönüş hızının, elektrolit konsantrasyonunun ve püskürtme basıncının artışıyla işparçası işleme hızı değerleri artmıştır. Ortalama yanal açıklık değerleri takım dönüş hızının artışı ile artmıştır. AISI 1040 çeliğine açılan deliklerin Hadfield çeliğine göre daha düzgün olduğu görülmüştür. Deneysel sonuçlar önerilen yeni hibrit EKD yöntemi ile işlenmesi güç malzemelere derin ve küçük çaplı deliklerin kolaylıkla açılabileceğini göstermiştir.

DEVELOPMENT AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL DRILLING METHOD USING ROTARY TUBE TOOL

In this study, a new hybrid electrochemical drilling (ECD) method, based on electrochemical machining in nonconventional machining processes, was developed. In the developed method, tube tool makes rotary motion together with inner through hole flushing. A small scale prototype ECD machine has been designed and manufactured to test the developed method. One of the important features of the new system is the regulation of tool feed rate using current feedback control. The Hadfield (manganese) steel, whose strain hardening behavior makes it very difficult to machine with conventional methods, and AISI 1040 steel, whose machinability is fairly good, were drilled using the prototype machine and results were compared. Workpiece material removal rate increased with the increasing machining voltage, tool rotational speed, electrolyte concentration and flushing pressure in both types of steels. Average radial overcut values increased with the rotational speed of the tool. The AISI 1040 steel hole geometries were regular than that of Hadfield steel. Experimental results showed that deep holes can be drilled successfully with the proposed hybrid ECD method.

PDF

___

1. Sen, M. ve Shan, H.S., A review of electrochemical macro- to micro-hole drilling processes, Int. J. of Machine Tools and Manufacture, Cilt 45, No 2, 137-152, 2005.
2. Sharma, S., Jain, V.K. ve Shekhar, R., Electrochemical Drilling of Inconel Superalloy with Acidified Sodium Chloride Electrolyte, Int. J. of Advanced Manufacturing Technology, Cilt 19, 492500, 2002.
3. Bilgi, D.S., Jain, V.K., Shekhar, R. ve Mehrotra, S., Electrochemical deep hole drilling in super alloy for turbine application, J. of Materials Processing Technology, Cilt 149, 445452, 2003.
4. Wansheng, Z., Li, X. ve Wang, Z., Study on micro electrochemical machining at micro to meso-scale, Proc. 1st IEEE Int. Conf. on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, 568-581, 2006.
5. Tsui, H.P., Hung, J.C., You, J.C. ve Yan, B.H., Improvement of Electrochemical Microdrilling Accuracy Using Helical Tool, Materials and Manufacturing Processes, Cilt 23, 499505, 2008.
6. Sekar, T. ve Marappan, R., Improving Material Removal Rate of Electrochemical Machining by Using Rotating Tool, Manufacturing Engineering, Cilt 2, 60-63, 2008.
7. El-Hofy, H., Advanced Machining Processes: Nontraditional and Hybrid Machining Processes, McGraw-Hill Comp., USA, 2005.
8. Kozak, K.P. Rajurkar ve R. Balkrishna, Study of electrochemical jet machining processes, Trans. ASME, J. of Manufacturing Science and Engineering, Cilt 118, 490498, 1996.
9. Sen, M. ve Shan, H.S., Analysis of hole quality characteristics in the electro jet drilling process, Int. J. of Machine Tools and Manufacture, Cilt 45, No 15, 1706-1716, 2005.
10. Sen, M. ve Shan, H.S., Electro jet drilling using hybrid NNGA approach, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, Cilt 23, No 1, 17-24, 2007.
11. Bhattacharyya, B., Malapati, M. ve Munda, J., Experimental study on electrochemical micromachining, J. of Materials Processing Technology, Cilt 169, No 3, 485-492, 2005.
12. Munda, J., Malapati, M. ve Bhattacharyya, B., Control of micro-spark and stray-current effect during EMM process, J. of Materials Processing Technology, Cilt 194, 151158, 2007.
13. Bhattacharyya B., Malapati, M., Munda, J. ve Sarkar, A., Influence of tool vibration on machining performance in electrochemical micro-machining of copper, Int. J. of Machine Tools and Manufacture, Cilt 47, 335342, 2007.
14. Hocheng, H., Sun, Y.H., Lin, S.C. ve Kao, P.S., A material removal analysis of electrochemical machining using flat-end cathode, J. of Materials Processing Technology, Cilt 140, 264268, 2003.
15. Neto, J.C.S., Silva, E.M. ve Silva, M.B., Intervening variables in electrochemical machining, J. of Materials Processing Technology, Cilt 179, 9296, 2006.
16. Datta, M., Anodic dissolution of metals at high rates, IBM J. of Research Development, Cilt 37, No 2, 207226, 1993.
17. Choi, S. H., Ryu, S. H., Choi, D. K. ve Chu, C. N., Fabrication of WC micro-shaft by using electrochemical etching, Int. J. of Advanced Manufacturing Technology, Cilt 31, 682687, 2007.
18. Lee, E. S., Baek, S. Y. ve Cho, C. R., A study of the characteristics for electrochemical micromachining with ultrashort voltage pulses, Int. J. Advanced Manufacturing Technology, Cilt 31, 762769, 2007.
19. Kurita, T., Chikamori, K., Kubota, S. ve Hattori, M., A study of three-dimensional shape machining with an ECM system, Int. J. of Machine Tools and Manufacturing, Cilt 46, 13111318, 2006.
20. Maurer, J.J., Mallett, J.J., Hudson, J.L., Fick, S.E., Moffat, T.P. and Shaw, G.A., Electrochemical micromachining of Hastelloy B-2 with ultrashort voltage pulses, Electrochimica Acta, Cilt 55, 952958, 2010.
21. Sarıkavak, Y. ve Çoğun, C. Thermal Modelling of Machining Mechanism In Electrical Discharge Machining, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 25, No 3, 517-531, 2010.