THE EFFECT OF GUIDE GEOMETRY ON SCREW PROFILE IN PURE MOLIBDENE SCREW OPENING PROCESS

Ersin Ç., Gökçe H., Yavuz M.

INTERNATIONAL ANKARA CONFERENCE ON SCIENTIFIC RESEARCHES, Ankara, Turkey, 4 - 06 October 2019, pp.340-350

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Ankara
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.340-350
  • Kayseri University Affiliated: No

Abstract

Molybdenum, a refractory metal used in advanced engineering applications, provides high mechanical strength at extremely high temperatures. It is known that pure molybdenum and molybdenum based alloys have superior mechanical properties. Molybdenum is characterized by its high melting point, high thermal conductivity, high modulus of elasticity and low thermal expansion coefficient. Molybdenum demand is increasing due to the high mechanical properties at room temperature and the significant protection of these properties under increasing temperature conditions with the developments in aviation, defense, nuclear and electronic industries. Hole diameter, guide material and geometry, coating type and cutting speed are the most important factors affecting the screw profile and quality. Determining the optimum cutting parameters is essential for the prolongation of the guide life, the ease of chip evacuation and the quality of the screw profile. Since the feed rate depends on the screw pitch, the change in cutting speed is taken into account in this study. In this study; a guided threading process was carried out using cutting fluid on pure molybdenum material. With uncoated and coated (AlCrN) HSS helical guides, M6 × 1 screws were cut using 3 different cutting speeds (7, 8, 9 m / min) with coolant. As a result of the tests, the screws were cut on the wire erosion machine in order to prevent burr-free and clean surfaces. Photographs were taken by enlarging with digital microscope perpendicular to the cut surfaces. Tooth measurements were made from the screw profiles and the difference between the standard size and the required size was calculated. Signal / Noise (S / N) values of these results were calculated. For S / N values, variance analysis (ANOVA) with 95% confidence level was performed. According to ANOVA results, it was determined that the most important control factor on the tooth base was the type of coating (80.02%). When the images of the screw teeth were examined, regional material losses were observed in the superficial and dental roots. It is seen that the material loss and fractures are higher in the superficial region than the bottom. 

İleri mühendislik uygulamalarında kullanılan ve refrakter metallerden olan molibden, oldukça yüksek sıcaklıklarda, yüksek mekanik dayanım sağlar. Saf molibden ve molibden esaslı alaşımların üstün mekanik özelliklerinin olduğu bilinmektedir. Molibden yüksek ergime noktası, yüksek ısıl iletkenliği, yüksek elastikiyet modülü ve düşük ısıl genleşme katsayısı ile karakterize edilir. Havacılık, savunma, nükleer ve elektronik sanayilerindeki gelişmelerle beraber, oda sıcaklığında yüksek mekanik özellikler sağlaması ve artan sıcaklık koşullarında bu özelliklerini önemli ölçüde koruması nedeniyle molibden talebinde artışlar yaşanmaktadır. Delik içine açılan vidalarda delik çapı, kılavuz malzemesi ve geometrisi, kaplama tipi ve kesme hızı vida profili ve kalitesini etkileyen en önemli etmenlerdir. Kılavuz ömründeki uzama, talaş tahliyesini kolaylığı ve vida profilinin kalitesi için optimum kesme parametrelerinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Kılavuz ile vida işlemlerinde ilerleme miktarı vida adımına bağlı olduğundan bu çalışmada kesme hızındaki değişim dikkate alınmıştır. Bu çalışmada; saf molibden malzeme üzerinde kesme sıvısı kullanılarak kılavuzla vida açma işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaplamasız ve kaplamalı (AlCrN) HSS helis kılavuzlarla 3 farklı kesme hızında (7, 8, 9 m/dak) kesme sıvısı kullanılarak M6×1 vidalar açılmıştır. Deneyler sonucunda açılan vidaların profillerini bozmamak, çapaksız ve temiz yüzeyler elde edilebilmesi için eksenleri doğrultusunda tel erezyon tezgâhında kesilmiştir. Kesilen yüzeylere dik olacak şekilde dijital mikroskopla büyültme yapılarak fotoğrafları çekilmiştir. Çekilen fotoğraflarda vida profillerinden diş dibi ölçümleri yapılmış ve olması gereken standart ölçü ile aralarındaki fark hesaplanmıştır. Bu sonuçların Sinyal/Gürültü (S/N) değerleri hesaplanmıştır. S/N değerleri için %95 güven düzeyinde varyans analizi (ANOVA) uygulanmıştır. ANOVA sonucuna göre diş dibi üzerinde etkili olan en önemli kontrol faktörünün kaplama türü (%80,02) olduğu belirlenmiştir. Vida diş profillerinin görüntüleri incelendiğinde diş üstü ve diş köklerinde bölgesel malzeme kayıpları gözlemlenmiştir. Diş üstü bölgesinde diş dibine nazaran malzeme kayıbı ve kırılmaların daha yüksek düzeylerde olduğu görülmektedir.