Yapılan bu çalısmada, düsük ve orta kesme hızlarında tırlama titresiminde
meydana gelen süreç sönümlemelerinin neden ve nasıl olustukları arastırılmıstır.
Literatürdeki konu ile ilgili yapılan çalısmalar incelendiğinde bu neden ve nasıl
sorularına kesin bir cevap bulunamadığı görülmektedir. Süreç sönümlemelerinin,
dinamik kesme sistemine nasıl etkidikleri tam olarak anlasılamaması sebebiyle kesme
sisteminin yapısal sönümlemesine ne kadar etki ettikleri de bulunamamaktadır. Bu
nedenle bu çalısmada kesme mekaniğinin temelini olusturan dik kesme için öncelikle
komplike bir dinamik kesme modeli olusturulmustur. Olusturulan model daha sonra
tornalama ve frezeleme takım tezgahlarının kesme sistemlerine uygulanmıstır.
Komplike dinamik kesme modeli, kesilme açısının değisimine bağlı olarak dinamik
kesme kuvvetlerinin modellenmesi ve takım ucunun dalgalı yüzeye batmasından olusan
batma kuvvetlerinin modellenmesinden olusturulmustur. Dinamik kesme kuvvetlerinin
modelinden statik ve dinamik kesme katsayıları, batma kuvvetleri modellemesinden de
batma kuvvetleri elde edilmistir. Bu terimler, kesme sisteminin kararlılık analizi için
türetilen hareket denklemlerinde hesaba katıldığında sistemin sönümleme oranlarının
arttığı görülmüstür. Bu artısların değerlerini bulabilmek için tornalama ve frezelemede
değisik malzemeler, takım uzunlukları ve mil hızları için modal analiz ve kesme testleri
yapılarak kararlı kesme derinlikleri elde edilmistir. Bilinen kararlılık diyagramlarının
çizdirilmesi prosedürü tersten isletilerek kararlı kesme derinliklerine karsılık gelen
toplam süreç sönümleme değerleri hesaplatılmıstır. Böylece bu değerlerin ne kadarının
kesilme açısının değisiminden ve ne kadarının da takım ucunun dalgalı yüzeye
batmasından kaynaklandığı bulunmustur. Son olarak da gelistirilen dinamik kesme
modelinin doğrulanması; kesilme açısının değisiminin arastırılmasındaki açı sabitinin
ve takım ucunun batmasındaki is parçası malzemesinin spesifik kesilme direncinin
doğrulanmasıyla yapılmıstır. Ayrıca bu çalısmada, süreç sönümlemelerin en çok hangi
etkenlere bağlı olduğu konusu da arastırılmıstır. Sonuçta, takım ucu batmasının süreç
sönümlemenin olusumundaki etkisinin daha çok olduğu ortaya çıkmıstır.
The subject of this Ph.D. thesis is to research how and why the process damping
occurs in chatter vibrations under low cutting speed conditions. Answers to those
questions could not be found in the former research available in literature. Since how
the process damping affects the orthogonal cutting is not clearly understood, the
additional effect of the process damping to the cutting system’s structural damping
could not be determined as well. In this thesis, a complex dynamic system is modeled
prior to the orthogonal cutting which forms a mechanical cutting basis for all cutting
processes in general. This dynamic system is used for turning and milling machines
later on. The complex dynamic system consists of dynamic cutting system force model
which is based on the shear angle oscillations and the penetration forces which are
caused by the tool flank contact with the wavy surface. Static and dynamic cutting
coefficients are obtained by using the dynamic cutting force model. Using these
coefficients in the motion equations derived for the stability analysis increased the total
damping ratio of the system. In order to determine the increased values of the damping
ratio, modal analysis and chatter stability tests were performed for different materials,
tool length and spindle speed. By employing the stability diagrams, the values of the
total process damping corresponding to the stable depth of cuts are calculated. The
proportions of calculated values due to the shear angle oscillations and the contact
between the tool and wavy surface are determined. Finally, the verification of
developed dynamic cutting model is done for not only the shear angle oscillation
coefficient, but also for the specific cutting resistance of workpiece in penetration.
Furthermore, the most effective factors in the process damping are also included in
research.
