Cathode design for complex shapes in electrochemical machining
Elektrokimyasal işleme yönteminde karmaşık şekiller için katot tasarımı
- Tez No: 499461
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ, PROF. DR. BAHATTİN KANBER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrokimyasal İşleme (EKİ) yöntemi; parlak yüzey sonlandırma, işlenmesi zor malzemelerin üretimi ve karmaşık şekillerin imalatı için en etkili alışılmamış imalat yöntemlerinden biridir. Ancak boyutsal hassasiyetin gerçekleştirilememesi, işlem sürecinin kontrolü ve çevresel faktörler gibi bazı zorluklardan dolayı EKİ yönteminin kullanılabilirliği sınırlıdır. Bu çalışmada serbest formlu yüzeylerin işlenmesinde kullanılacak olan katot tasarımı için bir matematiksel model sunulmuştur. Bu matematiksel model anot ve katot arasındaki potansiyel dağılımının tespiti için Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) kullanarak üç boyutlu Laplace denkleminin çözülmesi prensibine dayanmaktadır. Deneysel çalışmaların yapılabilmesi için masaüstü boyutlarda bir EKİ tezgahı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Deneysel çalışmalarda AISI 1040 karbon çeliği anot malzemesi, bakır pirinç ve paslanmaz çelik ise katot malzemesi olarak kullanılmıştır. İlerleme hızı ve elektrik iletkenlik katsayısı gibi değişkenler kullanılarak dokuz farklı katot tasarlanarak matematiksel modelin geçerliliği incelenmiştir. EKİ yöntemi uygulanmış anot yüzeyleri bir üç boyutlu tarayıcı kullanılarak yüzey ölçümleri ve CAD model ile karşılaştırmaları yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, NaCl tip elektrolitin işlem bölgesine transferinin yapıldığı bölgelerde aşırı işleme oluşturduğu gözlemlenmiştir. İşlem bölgesinin orta kısımlarında ise düzgün yapılan elektrolit iletiminden dolayı boyutsal hata değerlerinin benzer çıktığı tespit edilmiştir. Üç boyutlu taranmış yüzeyler incelendiğinde, yüksek elektrik iletkenliği ve yüksek ilerleme hızlarında daha hassas şekiller oluşturulduğu gözlenmiştir. Buna ek olarak serbest form yüzeylerin işlenmesi sırasında karşılaşılan üç farklı zorluk incelenmiş olup, tasarlanmış olan kontrol mekanizmaları sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Electrochemical machining (ECM) is one of the most efficient nontraditional machining processes to provide bright surface finish, machining difficult to cut materials and manufacturing complex shapes. However, due to some challenges like the lack of dimensional accuracy, process control and monitoring and environmental factors, implementation of ECM process has been limited. This study presents a mathematical model to design cathode surfaces for machining freeform surfaces. This mathematical model is based on solving 3D Laplace equation by using Finite Element Method (FEM) to determine the potential distribution between the anode and cathode surfaces. A desktop size electrochemical (EC) machine was designed and constructed to carry out the experimental works. Experimental studies were carried out on AISI 1040 carbon steel using copper, brass and stainless steel as cathodes. Nine different cathodes have been designed via feed rate and electrical conductivity variables to investigate the validity of this mathematical model. A 3D scanner was used to measure and compare of the electrochemical machined anode surfaces with the CAD model. The experimental results showed that NaCl type electrolyte cause over machining at the edge where the electrolyte transferred to the gap domain. In the middle of gap domain similar dimensional error (DE) values have been obtained due to well-made electrolyte transition. From the 3D scanned machined surfaces, it has been observed that higher value of electrical conductivity with higher feed rate has been producing a more accurate shape. Furthermore, three different ECM freeform surface drawbacks investigated and designed control mechanisms have been presented.
Benzer Tezler
- Effect of pack aluminizing on hydrogen charging behavior of Ti6Al4V alloy fabricated by selective laser melting
Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen Ti6Al4V alaşımının hidrojen şarj davranışı üzerine kutu alüminyumlama işleminin etkisi
BELGİN ATAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Led tv için ortadan ayak tasarımı ve analizi
Central stand design and analysis for led tv
BAHTİYAR YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM MEHMET PALABIYIK
- Dönel simetrik elemanların modüler tasarımı CAM-CNC integrasyonu ve simülasyonu
Modular design, CAM-CNC integration and simulation of rotational parts
HAKAN MESTÇİ
- Elektron ışın kaynağı ve otomotiv endüstrisindeki uygulamaları
Başlık çevirisi yok
ERCAN CİHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHATTİN ANIK