Uzun namlulu taktik savunma silahlarının metal el kundağının kompozit malzemeden ikame üretimi için talaşlı işleme koşullarının optimizasyonu

Abstract

Uzun namlulu piyade tüfekleri bir askerin operasyonel sahada en aktif kullandığı ekipmanıdır. Taşıma kolaylığı açısından hafif olması istenen bir ekipmandır. El kundakları da silahın ağırlık olarak önemli bir parçasıdır. Bu parçanın metal malzeme yerine elyaf takviyeli kompozit malzemeden üretilmesi parça ağırlığının ciddi biçimde azalmasını, ayrıca namlu etrafında oluşan ısının metal malzemeye göre kullanıcıya daha az iletimini sağlayacaktır. Çalışmada genel kullanıma uygun geometrili bir elkundağı modeli tasarlanmış, bu tasarıma göre kompozit malzeme üretim yöntemlerinden faydalanılarak yarı mamul malzeme üretilmiştir. Ayrıca işleme koşullarının optimizasyonunu yapmak amacı ile numune plakalar hazırlanarak karbon ve cam elyaf takviyeli malzemelerin frezelenmesi ile ilgili deneysel planlama yapılmıştır. Optimizasyon işleminde varyans analizi yöntemi kullanılmış deney parametreleri olarak iş mili devir sayısı ve ilerleme değeri nihai hedef olan ürünün yüzey pürüzlülüğü açısından optimize edilmiştir. Deneysel çalışmada kompozit malzeme işleme için geliştirilmiş 6mm çapında iki ağızlı 15° helis açılı Titanyum Nitrür (TiN) kaplamalı karbür parmak freze kullanılmıştır. Kesme parametreleri olarak farklı devir sayısı ve ilerleme değerleri belirlenmiştir. Bu değerlere göre numunelere tek pasoda alın ve yanal frezeleme işlemi uygulanmıştır. İşlenen yüzeyler yüzey pürüzlülüğü ölçüm cihazı ile ölçülmüştür. Elde edilen veriler istatistiksel yöntemler ile değerlendirlerek optimize edilmiş optimizasyon için varyans analizi metodu kullanılmış, alın ve yanal işleme için optimum devir sayısı ve ilerleme değerleri belirlenmiştir. Optimizasyon sonuçlarına göre en uygun işleme koşulları karbon fiber takviyeli ve cam fiber takviyeli kompozitler için yüksek devir ve düşük ilerleme olarak belirlenmiştir. En iyi yüzey pürüzlülüğü sonucunun karbon elyaf takviyeli kompozit malzemede s=12000 dev/dak devir ve f=100 mm/dak ilerleme değeri, cam elyaf takviyeli malzemede s=9500 dev/dak devir ve f=500 mm/dak ilerleme değeri ile elde edildiği gözlemlenmiştir.